隧道掘进机(TBM)施工
隧道工程第九章隧道掘进机(TBM)施工
永久支护
根据隧道设计要求，采用模筑混凝土、 钢筋混凝土等材料，对隧道进行永久 性支护，确保隧道结构安全。
通风与通风管道，为隧道施工提供足够的新鲜空 气，降低粉尘和有害气体浓度。
排水技术
设置合理的排水系统，将隧道内的地下水排出洞外，防止积 水对施工造成影响。
弃渣与运输技术
程量。
长隧道
TBM适用于长度较长 的隧道施工。TBM的 连续掘进能力有助于缩 短工期，降低施工难度
，提高经济效益。
复杂地质条件
TBM适用于地质条件 复杂、存在较大涌水量 的隧道施工。TBM的 密封性能较好，可以有 效地控制涌水，减少对
环境的影响。
TBM施工的历史与发展
TBM施工起源于20世纪中叶，最早应用于欧洲国家的铁路隧道施工。随着技术的不断发展 和完善，TBM逐渐应用于水利、市政、公路等领域的隧道施工。
弃渣处理
合理规划弃渣场地，确保弃渣不占用 耕地和破坏环境。
运输组织
根据施工进度和运输距离，合理安排 运输车辆和路线，确保弃渣和施工材 料的及时运输。
05
TBM施工案例分析
某地铁隧道TBM施工案例
总结词：高效快速
详细描述：某地铁隧道采用TBM施工，实现了高效快速的施工效果，缩短了工期，减少了施工对周边 环境的影响。
单护盾TBM和双护盾TBM
单护盾TBM适用于地质条件比较 简单、地下水不发育的隧道施工。
双护盾TBM适用于地质条件比较 复杂、地下水发育的隧道施工。
单护盾TBM具有结构简单、造价 低、施工速度快等优点，但同时 也存在对地质条件要求较高、施
工安全风险较大的缺点。
选择合适的TBM类型
在选择TBM类型时，应综合考虑隧道的地质条件、施工环境、工期要求、工程造 价等多方面因素。
tbm施工技术试题
tbm施工技术试题TBM（Tunnel Boring Machine）是一种用于隧道施工的机械设备，下面是一些与TBM施工技术相关的试题及其回答：1. 什么是TBM施工技术？TBM施工技术是指使用隧道掘进机（TBM）进行隧道开挖和支护的工程技术。
它通过机械化的方式进行隧道开挖，减少了人工劳动，提高了施工效率和安全性。
2. TBM施工技术的优势有哪些？TBM施工技术具有以下优势：高效快速，TBM能够连续进行隧道开挖和支护，施工速度快，可以大幅缩短工期。
安全可靠，TBM施工避免了人工开挖的风险，减少了人员伤亡和事故发生的可能性。
环保节能，TBM施工过程中产生的噪音和振动较小，对周围环境的影响较小。
适用范围广，TBM适用于各种地质条件，包括软土、岩石和水下等情况。
3. TBM施工技术的主要步骤是什么？TBM施工技术的主要步骤包括：预处理，对施工区域进行勘察和调查，确定地质情况和隧道设计参数。
设备安装，安装TBM和相关设备，进行调试和测试。
开挖施工，启动TBM，进行隧道的开挖和支护工作。
排土处理，将挖掘出的土壤通过输送系统运出隧道，并进行处理。
支护工程，根据地质条件选择合适的支护方式，对隧道进行支护。
后处理，进行隧道的修整和清理工作，确保隧道的完整性和通行安全。
4. TBM施工技术在哪些领域得到广泛应用？TBM施工技术在以下领域得到广泛应用：地铁和轨道交通隧道，TBM被广泛用于地铁和轨道交通隧道的开挖和支护。
水利工程，TBM可用于水库、水渠和排水隧道的施工。
公路和铁路隧道，TBM可用于公路和铁路隧道的快速开挖和支护。
水下隧道，TBM可用于水下隧道的施工，如海底隧道和河床隧道。
矿山工程，TBM可用于矿山的开采和施工。
希望以上回答能够满足您的需求。
如果您还有其他问题，请随时提问。
隧道掘进机TBM施工技术
隧道掘进机(TBM)施工技术开挖机制开挖岩层所使用的刀具，不是用于开挖软弱土层的锯齿形刀具，而是所谓的滚刀(回转式刀具)。
滚刀以一定的间距安设在刀盘上，掘进时,滚刀向岩层挤压，把岩层压碎，进行开挖。
滚刀滚刀是由回转的刀体和装备有刀具的刀头环构成。
刀头环具有能够更换的结构。
最新的刀头环采用了算盘状的刀圈，材质也改为银铭铝合金钢系。
掘进性能与刀具的性能密切相关。
在高速施工的条件下，开发长寿命,大型化的刀具是极为必要的。
滚刀的构造刀盘构造TBM与在软土中掘进的盾构不同，是以围岩的自稳为前提的。
有各种各样的构造。
但其最主要的是刀盘和支撑靴。
刀头轮廓反力支承靴部TBM推进时所需的反力（推进力、刀盘转矩）。
为提供充分的反力和不损伤隧道壁面，应该加大其接触面积，以减小接地压力。
通常，接地压力取为3.0~5.0MPa o如把上述支承靴称为主支承靴，则还有所谓的以控制震动，控制方向等为目的的各种辅助支承靴。
盾构形TBM支承靴在盾构型TBM中z设有提供推进反力的主支承靴（尾部）和掌子面支承靴（前部）。
主支承靴一般是水平的在左右设置一对,但对大口径的TBM,有时在周边上要设置4〜5个支撑靴。
敞开式TBM支承靴有单支承靴方式和双支承靴方式两种。
单支承靴：是在主梁上左右设一对支承靴。
该支撑靴对应推进时主梁的方位变化。
双支承靴：是前后各有一对支承靴。
前面的支承靴有4个（X形）、2个（I形）、3个（T形）的布置形式。
方向修正：不管支撑靴是何种方式，都应在设置支承靴前进行，但对于单支承靴方式，开挖过程中也能改变方向。
而双支承靴方式，在开挖进程中不能改变方向，受地质变化的影响小，直进性能好。
敞开式TBM支撑靴构造推进部主要使用推进千斤顶，推进按下述动作反复进行。
(1)扩张支撑靴，固定机体在隧道壁上；(2)回转刀盘，开动千斤顶前进；(3)推进一个行程后，缩回支撑靴，把支撑靴移置到前方，返回(1)的状态。
排土方式皮带运输机使用较多、运量大，可实现高速化，有涌水时，排土困难。
TBM开仓换刀施工
TBM开仓换刀施工TBM（隧道掘进机）开仓换刀施工是指在隧道掘进过程中，当刀盘刀具磨损严重或需要更换不同类型的刀具时，需要进行开仓换刀操作。
下面是详细的开仓换刀施工步骤：1. 准备工作：- 确认刀具磨损情况，判断是否需要进行开仓换刀； - 确保施工现场安全，设置必要的安全警示标志；- 准备好所需的换刀工具和设备。
2. 停机与断电：- 停止TBM的推进工作，确保机器处于静止状态；- 切断TBM的电源，确保安全操作。
3. 开启刀盘室门：- 使用适当的工具打开刀盘室门，通常是通过螺栓或其他固定装置进行解除。
4. 清理刀盘室：- 进入刀盘室，清理刀具周围的杂物和碎石；- 检查刀盘室内部是否有积水或其他污染物，必要时进行清理。
5. 拆卸旧刀具：- 使用适当的工具，拆卸旧刀具，通常是通过螺栓或其他连接装置进行解除；- 将旧刀具安全地放置在指定的区域，避免造成伤害。
6. 安装新刀具：- 将新刀具按照正确的顺序和位置进行安装；- 使用适当的工具，确保新刀具与刀盘正确连接，并进行紧固。
7. 检查刀具安装：- 检查新刀具的安装情况，确保刀具安全可靠；- 检查刀具与刀盘的配合是否良好，避免出现松动或偏移现象。
8. 关闭刀盘室门：- 关闭刀盘室门，确保门的密封性和安全性；- 使用适当的工具，将刀盘室门紧固。
9. 恢复电源与启动：- 恢复TBM的电源供应；- 启动TBM，进行必要的测试和调试，确保刀具更换后的正常运行。
以上就是TBM开仓换刀施工的详细步骤。
在进行该操作时，需要严格按照相关规范和安全要求进行操作，确保施工过程的安全和顺利进行。
隧道工程第九章-隧道掘进机(TBM)施工
TBM的调试和试运行
TBM调试前的准备工作 TBM调试的主要内容 TBM试运行的过程和注意事项 TBM调试和试运行的经验总结
05
TBM的掘进施工
掘进参数的选择和调整
掘进速度： 根据地质条 件、设备性 能等因素进
行选择
推进力：根 据岩土性质、 设备功率等
因素确定
刀盘转速： 根据岩土性 质、设备性 能等因素进
测量工具：全站 仪、水准仪、激 光导向仪等
TBM的故障排除和
06
维修保养
TBM常见故障及排除方法
刀盘卡滞
添加标题
添加标题
密封系统故障
TBM的维修保养流程和注意事项
• TBM的维修保养流程： a. 定期检查：按照规定的时间间隔对TBM进行全面检查，包括机械部件、液压系统、电气系 统等。 b. 故障诊断：通过观察、听诊、触摸等方式，对TBM的故障进行诊断，确定故障部位和原因。 c. 维修保养： 根据故障诊断结果，对TBM进行相应的维修和保养，包括更换零部件、清洗、润滑等。 d. 验收测试：维修保养完成 后，对TBM进行验收测试，确保其恢复正常运行状态。 • a. 定期检查：按照规定的时间间隔对TBM进行全面检查，包括机械部件、液压系统、电气系统等。 • b. 故障诊断：通过观察、听诊、触摸等方式，对TBM的故障进行诊断，确定故障部位和原因。 • c. 维修保养：根据故障诊断结果，对TBM进行相应的维修和保养，包括更换零部件、清洗、润滑等。 • d. 验收测试：维修保养完成后，对TBM进行验收测试，确保其恢复正常运行状态。
运输方式：选择 合适的运输方式， 如公路、铁路或 水路，并考虑运 输过程中的安全 措施
存放要求：确保 TBM在存放期 间不受损坏，保 持其完整性和功 能性
隧道全断面岩石掘进机(TBM)法施工安全技术与风险控制
隧道全断面岩石掘进机（TBM）法施工安全技术与风险控制一、风险分析（1）在吊装作业前，钢丝绳死弯、吊钩连接松动以及限位器发生失灵状况且未及时检测维修，可能造成吊装作业中钢丝绳断裂、吊钩脱落等后果，从而造成起重伤害。
（2）机械设备运行和维护中，作业人员若防护不当，可能导致作业人员被运行中的机械绞、碰、切、割、戳，从而造成机械伤害；或在维护中被工具击伤造成机械伤害。
（3）通过软弱围岩、岩爆、小岩溶、膨胀岩、高瓦斯等特殊地段时，若施工指挥人员指挥不当、施工方案不完善或者工作人员操作不当，遇软弱围岩、膨胀岩等，可能发生围岩坍塌、透水、冒顶片帮等事故；遇高瓦斯等特殊地段，可能发生中毒和窒息、瓦斯爆炸等事故。
（4）施工过程中，机械的刀具、刀盘、主轴承等重要部件失效失灵，可能因刀具、刀盘碎裂而飞出伤人，主轴承断裂而造成机械伤害。
（5）施工运输指挥不当，信号和制动失灵，货车汽车超速、超载及机械故障等，可能会导致货车侧翻、机械损伤甚至导致车祸发生，造成车辆伤害。
（6）未配备消防器材或消防器材失效，可能导致在意外火情发生时无法及时处理，从而酿成火灾、人体被灼烫等事故。
（7）TBM作业人员未经过专业培训、考核合格并取得相应操作证后就上岗，因不具备专业技术可能导致掘进机在工作过程中出现操作失误，引起不必要的机械伤害。
（8）遇到软弱围岩地段时，未专门制定施工方案或施工方案未经专家审核合格就开始施工掘进，可能因施工方案的不足而导致施工过程中出现围岩压力不足而使隧道坍塌。
（9）TBM掘进时，针对不同地段的不同地质条件选择的掘进参数或掘进模式不合理，可能导致在掘进过程中机械运转不良，从而出现故障，或者掘进后隧道质量不能满足设计预期。
（10）TBM及后配套设备的保养和检修工作在机器停止操作前就进行的，可能导致检修工作人员在检修作业中被机械绞、碾、碰、割、戳、切伤或致死，造成机械伤害。
（11）隧道在贯通过程中，洞内外若联络不畅，可能导致在隧道贯通前后因无法互相获知准确位置消息与指挥信息而在贯通瞬间造成机械碰撞、围岩崩塌等事故，可能对工作人员造成机械伤害。
TBM监控量测施工方案
TBM监控量测施工方案简介在地下工程中，隧道掘进机（TBM）是一种很常见的设备。
为了确保隧道施工的稳定性和安全性，需要进行TBM的监控量测。
本文档将介绍TBM监控量测的施工方案，包括监控内容、监测仪器以及监测过程。
监控内容TBM监控量测的内容主要包括以下几个方面：1.位移监测：对TBM以及周围地质的位移进行监测，包括水平位移、垂直位移等。
位移监测可以帮助评估隧道的稳定性，并及时采取措施防止地质灾害。
2.应力监测：对TBM施工过程中所受到的应力进行监测。
应力监测可以帮助评估隧道的强度和稳定性，及时排除可能产生的安全隐患。
3.挠度监测：对隧道结构的挠度进行监测，以评估结构的变形情况。
挠度监测可以帮助我们了解结构的变形状况，及时发现并处理可能存在的问题。
4.温度监测：对TBM施工过程中的温度变化进行监测。
温度监测可以帮助我们评估隧道的热载荷和温度变化对结构的影响。
监测仪器为了实现对TBM的监控量测，需要使用以下监测仪器：1.全站仪：用于进行位移监测和挠度监测。
全站仪可以精确地测量TBM以及周围地质的位移和挠度，为后续工程提供准确的数据支持。
2.应力计：用于进行应力监测。
应力计可以测量TBM所受到的应力大小，为工程的安全性评估提供可靠的依据。
3.温度计：用于进行温度监测。
温度计可以测量TBM施工过程中温度的变化情况，为工程的热载荷评估提供数据支持。
4.数据采集器：用于采集并处理监测仪器所获取的数据。
数据采集器可以将监测数据进行实时分析和存储，为工程师提供及时的监测结果。
监测过程TBM监控量测的过程分为以下几个步骤：1.布设监测点：在TBM施工的关键位置布设监测点。
监测点的位置选择应考虑到对TBM和周围地质的综合监测需求，以便获取全面的监测数据。
2.安装监测仪器：在监测点上安装监测仪器，包括全站仪、应力计和温度计等。
监测仪器的安装要求精确，以确保测量数据的准确性和可靠性。
3.数据采集：通过数据采集器对监测仪器进行数据采集。
TBM掘进机法施工 认识TBM掘进机
方位调整机构、机架和机尾，以及液压、
电气、润滑、除尘系统等组成。
认识TBM掘进机
2.掘进机分类
按岩石的破碎方式分类：分为挤压破碎与切削破碎两 种，前者是将较大的推力给予刀具，通过刀具的楔子作用 将岩石挤压破碎；后者是利用旋转扭矩在刀具的切线方向 及垂直方向上进行切削。
认识TBM掘进机
双水平支撑掘进机
认识TBM掘进机
单水平支撑掘进机
认识TBM掘进机
单护盾式掘进机
认识TBM掘进机
双护盾掘进机
认识TBM掘进机
双护盾掘进机
3.掘进机在各类隧道开挖中的技术可行性、 经济合理性主要取决于：
工程规模：隧道形状、长度、直径、埋深、走向以及围岩条件等。
地质情况：岩石类型及强度，地质的节理分布及发育程度，有无断层、暗河、 溶洞，地下水的分布，隧道正上方有无建筑物、河流等。
认识TBM掘进机
双护盾掘进机
3.掘进机在各类隧道开挖中的技术可行性、 经济合理性主要取决于：
作业场地：交通运输能力。掘进机的机械部件多、重量大、现场搬运、解体 等工作需要起重设备等配合。水电来源、进出洞口场地等。
施工进度要求：由总控制工期的时间推算出平均月进尺指标。
企业自身的实际能力：制造维修能力、经济能力，施工队伍的技术、管理水 平以及传统的施工习惯等。
认识TBM掘进机
认识TBM掘进机
1.基本概念
岩石隧道掘进机（Tunnel Boring Machine）简称TBM。是利用岩石隧道掘进
机在岩石地层中暗挖隧道的一种施工方法。通常是利用回转刀盘又借助推进装 置的作用力从而使刀盘上的滚刀切割(或破碎)岩面，以达到破岩开挖隧道(洞) 的目的。
掘进机构造：是由切削破碎装置、行走推
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五． 工程所在地的道路设施
TBM的运输与组装要求注意工程所在地的基础设施条件。 搬运计划应考虑道路宽度、高度与重量等限制，根据组 装条件充分调查运输时的分割方法(即最小分割尺寸与重 量)。 TBM一般在工厂试组装、试运输后分割。分割重量约为 35t，断面3.5×3.5m左右。 TBM施工电耗较高，约为同规模其他工法施工的双车道 隧道的1.5倍，规划时应充分考虑。
二． 工程地质条件
1. ① 主要调查影响TBM使用的地质条件。 影响TBM选用的地质因素 隧道地压。是否存在塑性地压？ 指标：围岩强度比(软岩)；围岩抗剪强度比(似砂土软岩) q 围岩强度比 h
断层破碎带、软弱泥岩以及蛇纹岩等膨胀性岩层掘进困难 ② 涌水状态。涌水范围、大小与压力会造成工作面崩塌与 承载力低下，应慎用。
2. 国内应用(续)
甘肃引大入秦水磨沟输水隧道[Φ5.54m；11649m； Robbins双护盾TBM；最高月进尺1300.8m/月] ② 引黄入晋总干6、7、8号与南干4、5、6、7号隧道 [Robbins双护盾TBM，总长122km，最高月进尺 1637m/月，日掘进113m/日] ③ 辽宁大伙房引水工程[全长85.32km，3台Φ8.0m开敞式] ④ 新疆大阪输水隧道工程[全长30.68km，德国海瑞克双护 盾TBM] ⑤ 青海引大济湟总干渠工程[德国Wirth双护盾TBM， Φ5.93m，全长19.94km] ⑥ 西康铁路秦岭Ⅰ线隧道[掘进5.621km，Φ8.8m开敞式 TBM] ⑦ 西安南京铁路桃花铺1号隧道[掘进7.23km,机型同上] ⑧ 西安南京铁路磨沟岭隧道[掘进6.11km,机型同上] ⑨ 南疆铁路吐库二线中天山隧道[机型同上] ⑩ 兰渝铁路西秦岭隧道[Φ10.23mRobbins开敞式TBM] 11 重庆地铁一号线[2台Φ6.36m开敞式TBM] ①
七、国内外应用概况
TBM施工法始于二十世纪三十年代，限于机械技术水平， 其应用实例甚少。五六十年代随着机械工业与掘进机技 术水平的不断提高发展较快。迄今为止，世界上采用 TBM施工的隧道超过1000座，总长度超过4000km，以 逐步成为长大隧道修建的主要施工方法之一。 1. 国外典型应用——英吉利海峡隧道 由2条外径8.6m单线铁路隧道与1条外径5.6m辅助隧道 组成。全长48.5km，海底段长37.5km，隧道最深处在 海平面下100m，全部采用TBM施工。英国侧6台，岸边 段3台海底段3台(单向推进21.2km)。法国侧5台，岸边 段2台海底段3台。最深处需承受10atm水压力，平均月 进尺1000m/月。 隧道建成标志着TBM施工技术的最高水平，也是融合英、 美、法、德等国TBM施工技术于一体的最高成就。
破岩形成的片状石碴，由安装在刀盘上的铲碴斗铲起， 铲斗旋转到顶部卸入集料斗，经皮带机装车运出洞外。
4.
导向及调向机构
导向机构是用来指示和校核掘进机推进的方向，使其保 证符合设计的轴线和坡度的要求。
5.
通风及吸尘装置
掘进机工作时将产生大量的热量与粉尘。故对通风、降 尘要求较高。一般在刀盘头部安装有吸尘设备和喷水装 置，掘进时连续喷水降尘。机房内专设通风降温设备。
二、国外主要制造商
德国威尔特(Wirth)公司 德国德马克(Dcmag)公司 美国罗宾斯(Robbins)公司
美国贾瓦(Jarva)公司
德国海瑞克(Herrenknecht)公司 加拿大拉瓦特(Lovat)公司 日本三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)
第三章
隧道掘进机(TBM)施工
主讲内容：①施工流程②施工技术要求③施工要点
第一节 隧道掘进机法基本概念 一、TBM发展历史简介
隧道掘进机(Tunnel Boring Machine )是一种用机械破碎
岩石、出碴与支护实行连续作业的综合设备，它是由盾构 技术发展而来的。 1818年英国布鲁诺(Brunel)受蛀虫钻孔启示，最早提出盾 构雏形与施工方法。 1846年意大利人Maus发明隧道掘进机(盾构)。 1851年美国人查理士· 威尔逊研制出TBM试用于花岗岩掘 进未获成功。 1881年波蒙特开发出压缩空气式TBM，成功用于英吉利 海峡隧道直径2.1m的勘探导坑。 美国罗宾斯(Robbins)公司1952年研制出第一台软岩TBM， 1956年又成功研制中硬岩TBM。
③ ④
二． 工程地质条件(续)
3. ① ② ③ ④ ⑤ TBM适用范围 一般只适用于圆形断面隧道，只有铣削滚筒式掘进机可 在软岩中掘进非圆形断面隧道。 开挖隧道直径1.8~12m之间，以直径3~6m最为成熟。 一次性连续开挖长度不宜短于1km，也不宜长于10km， 以3~8km最佳。 适用于中硬岩层，岩石单轴抗压强度介于20~250MPa， 尤以50~100MPa最佳。 地质条件对TBM掘进效率影响很大。在良好岩层中月进 尺可达500~600m，而在破碎岩层中只有100m左右，在塌 陷、涌水、暗河地段甚至需停机处理。 选用TBM开挖隧道应尽量避开复杂不良岩层。
三、TBM分类
开敞式TBM：配置钢拱架安装器与喷锚等辅助设
备。常用于硬岩，采取有效支护手段后也可应用 于软岩隧道。 双护盾TBM：适用于各种地质，既能适应软岩， 也能适应硬岩或软硬岩交互地层。 单护盾TBM：常用于劣质地层。单护盾TBM推进 时利用管片作支撑，其原理类似于盾构。与双护 盾TBM相比，掘进与安装管片不能同时进行。
1. ① ② ③ 2.
初步调查 地质构造分析 地表调查 弹性波速度 阻抗试验 钻孔调查
开挖直径 刀具直径与数量 马达刀具转速 后续设备等 循环、支护辅助 工法、临时设计 与钻爆法比较
线路决定
Yes
地质调查 当地条件 TBM规格决定 施工计划 经济分析 实施计划
变更线路
No
其他方法
TBM
工 法 研 究 流 程 框 图
四、TBM破岩方式与原理(续)
3. 圆盘型滚刀破岩原理
圆盘型滚刀(图a)工作压力50~200kN，岩体表面在刀圈 刀尖强集中力作用下破碎而被切人，并形成切入坑(见 图b)。随着滚刀滚动，在岩面上形成一条条的破碎沟， 破碎沟之间岩石AO1O2B受滚刀侧刃挤压力的作用而剪 切破碎。当切入深度h较大时，剪裂面为O1O2(图c)。
Gripper TBM
①支撑鞋；②钢支架举升器；③锚杆安装机构；④钢筋网举升器
四、TBM破岩方式与原理
TBM破岩方式主要有：挤压式与切削式 1. 挤压式 主要是通过水平推进油缸使刀盘上的滚刀强行 压入岩体，并在刀盘旋转推进过程中联合挤压 与剪切作用破碎岩体。 滚刀类型：圆盘型、楔齿形、球齿型 2. 切削式 主要利用岩石抗弯、抗剪强度低(仅为抗压强度 的5~10%)的特点，靠铣削(即剪切)与弯断破碎 岩体。 在两种破岩方式总的破岩体积中，大部分并不 是由刀具直接切割下来的，而是由后进刀具剪 切破碎的，先形成破碎沟或切削槽是先决条件
三．TBM基本构造
1.
2. TBM由破岩机构、推进机构、岩碴装运机构、导向调向 机构及吸尘、通风装置等几部分组成。 破岩机构
滚刀或削刀在强大轴推力的作用下旋转，切削与剪切破碎岩石。
推进机构
主支撑鞋顶撑洞壁以支承和推进机身。副支撑鞋控制振动与方向。
第三章 隧道掘进机(TBM)施工
三． TBM基本构造(续) 3. 出碴机构
四．开挖长度
TBM进场需经历运输、组装等过程。根据其直径 与型式、运输途径、组装基地状况等不同，需准 备1~2个月。 TBM后续设备长100~200m，为正规地进行掘进 也需先筑一段长200m左右的隧道。 隧道长度小于1000m时，其运行成本急剧增大。 达3000m左右时的成本大致是一定的。 国外在断面10~30m2、长1000km以上的隧道开 挖，优先考虑采用TBM施工。 最佳开挖长度为3000km以上，短隧道慎用。
第三节 掘进机法施工技术要求
一． 基本原则
TBM掘进断面大可达10m以上，小仅为1.8m。由于TBM 与辅助施工技术日臻完善以及现代高科技成果(液压新技 术、电子技术与材料科学技术等)的应用大大提高了TBM 对各种困难条件的适应性，因此简单从开挖可能性来考 虑TBM的适用范围是不全面的。 判定依据 隧道围岩的抗压强度、裂缝状态、涌水状态等岩性条件 机械构造、TBM直径等机械条件； 隧道断面、长度、位置状况、地址条件等。 TBM工法选用流程 (参见下页流程图)
⑥
三．机械条件
，还受到开挖直径、开 挖机构的约束。 在硬岩中开挖大直径隧道很是困难。日本实例的 最大直径仅为5m左右。 目前TBM多数是单轴回转式。若开挖直径越大， 刀头内周与外周的周差速越大，将对刀头产生种 种不良影响。 随着开挖直径的增大，需要增大推力，支撑靴也 要增大，将导致运输困难与承载力问题。
2. 国内应用
国内TBM研发制造始于二十世纪六十年代中期， 共生产10余台直径2.5~5.8m的TBM，先后用于 下列水电与煤矿井巷工程。国产机型月均进尺 20~300m，累计总掘进长度12km。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 云南西洱河水电站引水隧道 引滦入津新王庄隧道陡河电站的引水隧道 引大入秦总干渠38号隧道 北京落坡岭水电工程 贵州猫跳河水电站引水隧道 福建龙门滩引水隧道 江西萍乡、山西怀仁、山西古交、云南羊场煤矿
α＜ 2 2 ＜ α ＜4 4 ＜ α ＜10 α＞10 挤出性——膨胀性围岩 轻微挤出性——地压大的围岩 地压大——有地压的围岩 几乎无地压的围岩
二． 工程地质条件(续)
2. ① ② 影响TBM效率的地质因素 岩石强度。开挖难易一般用抗压强度来判定。刀具消耗 应考虑岩石中石英粒范围、大小与抗拉强度等判断。 岩层裂隙。岩层节理、层理、片理对开挖效率影响极大。 裂隙适度发育的岩层，即使抗压强度大也能进行较为有 效的开挖。 岩石硬度。一般地，对于q＜100MPa的岩层，其石英含 量较多、粒径较大，刀具磨耗很大。 破碎带等恶劣条件。在破碎带、风化带等难于自稳的困 难条件下进行机械开挖，均需采取辅助施工方法配合施 工。特别是在有涌水的条件下更为困难，拱顶崩塌、机 体下沉、支承反力降低等问题时有发生。