【学习目标】

1、了解土压平衡盾构机的主要结构。

2、使用土压平衡盾构的主要结构实现开挖隧道的功能。

【教学过程】

教学开始时，老师首先介绍现代盾构都属于闭胸式盾构，同时盾构机是一个庞大的家族，有土压平衡盾构、泥水平衡盾构和硬岩掘进盾构等种类。这些盾构机的主体结构和主要功能大致相同，其中土压平衡盾构是使用种类最多的盾构机，这里以土压平衡盾构为代表对盾构机进行主要科普介绍。

播放土压平衡盾构科普视频。

模型：土压平衡盾构主要结构模型（可拆分）、土压平衡盾构结构图片。

结合土压平衡盾构主要结构图片，讲解土压平衡盾构机用于开挖渣土的刀盘、支撑土体的盾体、前进的推进油缸和排出渣土的螺旋输送机。

老师过程中引导学生拆解土压盾构机的主要结构，并根据科普视频对各个结构进行初步功能的了解，并引导学生对进行观察讨论。

在地下修建隧道时，需要考虑的是如何将土石挖下来、排出去和对隧洞周边的支护，所以盾构机的主要功能分别是开挖、出渣和支护。

开挖：

模型：刀盘模型，橡皮泥方块。

（刀盘模型）

引导学生将刀盘拆分下来，并旋转刀盘，将橡皮泥一圈圈切割下来，然后再将这个刀盘安装在盾构机模型上，告诉同学们开挖下来的渣土进行到盾构机的土仓结构内。然后展示土压盾构的模型，拉伸周边前进顶油缸引导同学们盾构机过程中是如何将刀盘压紧在隧道的开挖面。

老师通过简单的模型引导让学生知道简单的盾构机开挖渣土过程，发现渣土如何从刀盘的缝隙开挖下来并排入土仓内。

出渣：

模型：透明塑料缸、大米等类似土类物质、带螺旋输送机的盾构模型。

将刀盘取下，同时封堵刀盘的安装孔，同时告诉学生，开挖后的渣土盾构机还会加入各种各样的添加剂将渣土改良，使这些更加便于输送。将盾构机模型与通过右侧管道与前方连接，然后倒入大米代替各种土体。

老师引导学生旋转螺旋输送机将米粒派出，并观察渣土的排出过程。在排出渣土的过程中，对米粒面进行标记，并观察米粒面的塌方情况。

支护：

模型：透明塑料缸、大米等类似土类物质、积木类管片。

积木类管片，在盾构机内拼装一圈圈管片，引导学生发现盾构机发现管片拼装过程。最后用管片从模型穿出，在上面覆盖大米等代替土质样本，解释隧道如何用管片进行支撑。

通过主要以模拟模型进行课堂模拟演示，各个同学对于盾构机的主要功能具有一定的了解。

来源: 中国机械工程学会