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隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）施工技術(shù)

2019年01月15日 14:20洛陽國潤新材料科技股份有限公司點(diǎn)擊量：743

巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（Tunnel Boring Machine）簡稱TBM。是利用巖石隧道掘進(jìn)機(jī)在巖石地層中暗挖隧道的一種施工方法。通常是利用回轉(zhuǎn)刀盤又借助推進(jìn)裝置的作用力從而使刀盤上的滾刀切割(或破碎)巖面，以達(dá)到破巖開挖隧道(洞)的目的。

掘進(jìn)機(jī)構(gòu)造：是由切削破碎裝置、行走推進(jìn)裝置、出碴運(yùn)輸裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)器方位調(diào)整機(jī)構(gòu)、機(jī)架和機(jī)尾，以及液壓、電氣、潤滑、除塵系統(tǒng)等組成。

TBM工法的基本構(gòu)成：大體上分為以下開挖部、反力支撐部、推進(jìn)部和排土部幾個(gè)部分。

一、開挖部

1、開挖機(jī)制

開挖巖層所使用的dao具，不是用于開挖軟弱土層的鋸齒形dao具，而是所謂的滾刀（回轉(zhuǎn)式dao具）。滾刀以一定的間距安設(shè)在刀盤上，掘進(jìn)時(shí)，滾刀向巖層擠壓，把巖層壓碎，進(jìn)行開挖。

2、滾刀

滾刀是由回轉(zhuǎn)的刀體和裝備有dao具的刀頭環(huán)構(gòu)成。刀頭環(huán)具有能夠更換的結(jié)構(gòu)。的刀頭環(huán)采用了算盤狀的刀圈，材質(zhì)也改為鎳鉻鉬合金鋼系。

掘進(jìn)性能與dao具的性能密切相關(guān)。在高速施工的條件下，開發(fā)長壽命，大型化的dao具是極為必要的。

3、刀盤構(gòu)造

TBM與在軟土中掘進(jìn)的盾構(gòu)不同，是以圍巖的自穩(wěn)為前提的。有各種各樣的構(gòu)造。但其主要的是刀盤和支撐靴。

二、反力支承靴部

TBM推進(jìn)時(shí)所需的反力（推進(jìn)力、刀盤轉(zhuǎn)矩）。為提供充分的反力和不損傷隧道壁面，應(yīng)該加大其接觸面積，以減小接地壓力。通常，接地壓力取為3.0～5.0 MPa。如把上述支承靴稱為主支承靴，則還有所謂的以控制震動(dòng)，控制方向等為目的的各種輔助支承靴。

1、盾構(gòu)形TBM支承靴

在盾構(gòu)型TBM中，設(shè)有提供推進(jìn)反力的主支承靴(尾部)和掌子面支承靴(前部)。主支承靴一般是水平的在左右設(shè)置一對，但對大口徑的TBM，有時(shí)在周邊上要設(shè)置4～5個(gè)支撐靴。

2、敞開式TBM支承靴

有單支承靴方式和雙支承靴方式兩種。

單支承靴：是在主梁上左右設(shè)一對支承靴。該支撐靴對應(yīng)推進(jìn)時(shí)主梁的方位變化。

雙支承靴：是前后各有一對支承靴。前面的支承靴有4個(gè)(X形)、2個(gè)（I形）、3個(gè)(T形)的布置形式。

方向修正：不管支撐靴是何種方式，都應(yīng)在設(shè)置支承靴前進(jìn)行，但對于單支承靴方式，開挖過程中也能改變方向。而雙支承靴方式，在開挖進(jìn)程中不能改變方向，受地質(zhì)變化的影響小，直進(jìn)性能好。

三、推進(jìn)部

主要使用推進(jìn)千斤頂，推進(jìn)按下述動(dòng)作反復(fù)進(jìn)行。

（1）擴(kuò)張支撐靴，固定機(jī)體在隧道壁上；

（2）回轉(zhuǎn)刀盤，開動(dòng)千斤頂前進(jìn)；

（3）推進(jìn)一個(gè)行程后，縮回支撐靴，把支撐靴移置到前方，返回（1）的狀態(tài)。

四、排土方式

1、皮帶運(yùn)輸機(jī)

使用較多、運(yùn)量大，可實(shí)現(xiàn)高速化，有涌水時(shí)，排土困難。

2、噴射泵

液體進(jìn)行輸送。由噴射泵開路，掌子面可以開放。有涌水時(shí)，該方法也極為有效。但排土效率低，只用于小口徑的TBM中。

3、螺旋式輸送機(jī)

用于密閉式盾構(gòu)TBM，也可以在土壓式TBM中使用。

使用該方法掌子面自穩(wěn)性高，在無涌水時(shí)，掌子面可開放。

4、泥土加壓方式液體輸送

使用在密閉式盾構(gòu)TBM中。對掌子面的穩(wěn)定效果很好。

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