TBM法施工
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施工方法
TBM施工方法1、TBM采购、制造、运输本标段所使用的TBM设备已由招标人代为采购，本投标人承诺中标后继续履行招标人与TBM设备供应商之间的合同，并利用我单位多年来TBM招标采购的经验，与TBM设备商进行进一步的合同谈判，最终在招标人的见证下与TBM设备供应商签订TBM采购合同。
TBM运输由设备供应商负责。
2、TBM组装及步进TBM在洞外组装平台分区域进行组装，主机组装主要采用龙门吊，后配套组装采用汽车吊。
TBM组装完毕后进行调试，然后步进通过钻爆施工段，到达掘进始发位置。
3 、TBM掘进TBM完成组装调试并步进到出发洞后，开始掘进，掘进到TBM拆卸洞后，完成全部掘进任务。
4、出渣TBM掘进采用连续皮带机系统出渣，连续皮带机布置在掘进方向左侧，吊挂在洞壁上，连续皮带机受料端安装在TBM后配套上，卸料端位于洞口部位。
石渣经连续皮带机到达洞口临时弃渣场，再以自卸车运输到永久弃渣场。
5、刀盘边块更换TBM施工区间内，计划在26+200~26+160位置要进行一次刀盘边块更换，更换总体方案如下：1）TBM开挖至26+160位置后，将刀盘退回到26+200位置；2）在26+200~26+190位置隧洞右下部开挖出一个长10m×宽5m×高5m的边块存放洞，然后将该段隧洞拱顶开挖成宽5.2m、高2m的扩大段，在扩大段内安装吊具；同时将26+200~26+190位置隧洞其余部位扩挖至Φ6850mm；3）再将刀盘推进至26+160位置，利用有轨运输将新的刀盘边块运输至TBM连接桥下方，侧卸至存放洞内存放（不得影响TBM推进）；4）将刀盘退回至26+200位置，拆下刀盘上的旧边块，摆放在刀盘前方，距离刀盘2m；5）将更换洞室内的新边块吊出并安装在刀盘上；6）将旧边块吊运至存放洞内摆放（不得影响TBM推进），待TBM通过后再择机运输至洞外。
6、TBM拆卸TBM拆卸洞施工完毕后，将TBM后退至拆卸洞位置，开始拆卸。
TBM快速安装施工工法(2)
TBM快速安装施工工法TBM快速安装施工工法一、前言TBM（Tunnel Boring Machine），即隧道掘进机，是现代隧道施工中常用的一种设备，能够实现隧道的快速、安全、高效施工。
TBM快速安装施工工法以TBM为主要设备，通过对施工工法与实际工程之间的研究和实践，逐步形成了一套完善的施工流程和操作方法，使得隧道施工更加简单、便捷和可靠。
二、工法特点TBM快速安装施工工法具有以下几个特点：1.快速施工：采用TBM作为主要设备，能够实现快速的隧道掘进，大大缩短了工期。
2.高效率：TBM具有高效率、自动化和连续作业的特点，能够在施工过程中实现连续的掘进、支护和砌筑，提高了工作效率。
3.安全可靠：通过控制TBM的操作和监测系统，能够实时监测隧道的变形和地质情况，保证施工安全可靠。
4.环保节能：TBM施工不会产生大量的噪音和废料，对周边环境没有污染，符合环保要求。
5.质量稳定：TBM作业过程中，能够控制土体变形和岩体裂隙扩展，保证隧道的质量稳定。
6.适应性强：TBM可以适应不同地质条件和隧道形状，可以应用于各类岩土隧道和软土隧道的施工。
三、适应范围TBM快速安装施工工法适用于以下几个方面：1.地质条件好的隧道：适用于地质条件较好、土体稳定、隧道长度较长的地区，能够提高施工效率。
2.城市地铁隧道：适用于城市地铁隧道的施工，能够减少噪音和振动对周边建筑的影响。
3.水下隧道：适用于水下隧道的施工，能够利用TBM 的自动化作业特点，实现快速、安全的施工。
4.特殊工程隧道：适用于特殊工程隧道，如地下储气库、地下核堆等，能够满足对施工安全和质量的要求。
四、工艺原理TBM快速安装施工工法通过分析TBM的工作原理和机械结构，以及对施工工程的实际情况进行研究和分析，确定了一系列的技术措施和工艺流程，以保证施工的质量和效率。
1.掘进过程控制：通过对TBM掘进过程中的刀盘转速、推进力和刀盘刀具的选择和调整，控制土体的掘进速度和变形情况。
TBM法施工技术
11.3 TBM的构造
2）周边支持型和中央主轴型刀盘 周边支持型刀盘：是由圆筒状的筒体和主机架构成，
采用大口径轴承，其后背设有开口很大的周边支持结 构。刀盘周围装有均布的铲斗和刮板，以便及时收集 切下来的石渣，送到排土装置中。 中央主轴型刀盘：是一个圆板构造体，在其中心处设 主轴，用小口径的轴承来支持，滚刀设在圆板上。出 渣是利用设在刀盘外周的刮板从下部收集，而后用外 周的料斗由上部送到排土装置中。
TBM法隧道结构
11.1 概述
2) TBM法的优缺点 (2) TBM法的缺点 地质适应性较差； 不适宜中短距离隧道的施工； 断面适应性较差； 运输困难，对施工场地有特殊要求； 设备购置及使用成本大。
TBM法隧道结构
11.1 概述
3) TBM与盾构机的区别
➢ 1) 适用的工程不一样，TBM用于硬岩，盾构机用于土 层的挖掘。
✓ 隧道掘进机法：是利用隧道掘进机在岩石地层中进 行隧道开挖的方法。通常是利用回转刀盘和掘进 机推进装置的推进力使刀盘上的滚刀切割(或破碎) 岩面，以达到破岩开挖隧道的目的。
✓ 掘进机构造：由切削破碎装置、行走推进装置、 出碴运输装置、驱动装置、机器方位调整机构、 机架和机尾，以及液压、电气、润滑、除尘系统 等组成。
TBM法隧道结构
11.2 TBM的分类
隧道掘进机的分类 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 按刀具旋转方式分类：分为单轴旋转式与多轴旋转式 两种。 按切削方式分类：分为全断面切削方式和部分断面切 削方式两类。部分断面切削方式是挖掘煤炭用的机械 在隧道挖掘施工上的应用；全断面切削方式开挖的断 面一般是圆形的。 全断面隧道掘进机：支撑式TBM；护盾式TBM ；扩孔 式TBM ；摇臂式TBM。
大断面TBM洞内组装施工工法
大断面TBM洞内组装施工工法一、前言大断面TBM洞内组装施工工法是现代隧道施工中应用最广泛的一种新兴技术，其具有施工效率高、质量优、安全可靠等特点，已经成为现代隧道施工的主要方法之一。
在工程应用中，大断面TBM洞内组装施工工法已经被广泛应用于地铁、高速公路、铁路、水利工程等各种类型的隧道施工中。
二、工法特点大断面TBM洞内组装施工工法是一种革命性的隧道施工方法，其具有如下特点：1. 施工效率高。
该工法可实现洞内多台设备和作业的同时进行，大大提高了工程施工的效率，降低了施工成本。
2. 质量优。
该工法采用洞内组装的方式，组合杆的连接形式使得隧道截面光滑、均匀、无裂纹等质量问题。
在施工过程中还采用了先进的控制技术，保证了隧道施工质量。
3. 安全可靠。
该工法施工过程中不需要人员进入洞内施工，可以提高施工环境的安全性。
同时，该工法实现了洞内无人化操作，降低了人为操作失误的风险。
三、适应范围大断面TBM洞内组装施工工法适用于各种类型的隧道施工，包括地铁、公路、铁路、水利等工程。
特别适用于长距离、大断面、多隧道段接的工程，并适用于地质条件复杂、岩层多变的地区。
四、工艺原理大断面TBM洞内组装施工工法的工艺原理是将TBM进行、预制隧道衬砌板进行组装和安装、旋挖钻井配合施工的一种隧道施工方式。
采用该工法施工需要进行如下技术措施：1. 预制隧道衬砌板的制作和加工。
在施工前，需要将隧道衬砌板进行制作和加工，以便后续进行组装施工。
2. TBM的洞内组装。
在施工过程中，通过将TBM进行洞内组装，可以有效减少施工现场尘土、噪音等环境污染。
在安装TBM过程中，需要进行计算机辅助设计和控制，以保证组装质量和施工进度。
3. 组合杆连接。
采用组合杆连接方式进行洞内组装，可以保证施工质量和施工效率。
需要在连接过程中加强检查和控制，以保障组合杆的连接紧密可靠。
4. 钻井配合施工。
在施工过程中，通过旋挖钻井的方式进行施工配合，使得施工过程更加高效、精准，保证了隧道施工效率。
TBM施工方法
TBM施工方法1 TBM施工准备1.1 TBM设备制造(1)尽早确定设备制造商,常规TBM制造周期为8～10个月。
(2)定期召开设备制造设计联络会,一般召开2次,第1次确定设备的主要参数和主要部件,第2次确定设备的细部设计和功能要求。
(3)设备制造期间,全程派驻专业人员对设备的制造过程实施监督。
(4)依据设备验收大纲,对设备出厂阶段进行验收,签署设备出厂证书。
(5)提前确定好运输线路,超宽超重件提前办理好相关手续,选择有经验的运输单位进行运输。
1.2 TBM工业广场(1)按照“因地制宜,节约用地,施工必需”的原则进行TBM工业广场规划。
(2)充分考虑环境保护、水土保持、安全文明和标准化建设要求。
(3)满足TBM工地组装的需求,合理布置TBM主机组装和吊机的位置。
由于TBM 整机长度一般都大于200m,如果场地允许,按照一次性完成TBM组装来考虑;如果场地不允许,则按照分次组装来考虑。
(4)合理布置场地,需满足TBM最高掘进效率要求,比如材料供应、出渣系统要按TBM最高掘进效率考虑。
(5)合理布置场地,满足TBM施工的各项功能需求,如材料库房、配件库房、油脂油料库房、刀具修理车间、机车修理车间、机加工车间等。
1.3 施工辅助系统1.供电系统TBM一般独头施工距离长,需要采用高压进洞的方式供电。
电压等级一般采用10k V和20k V两种。
一般来说,独头供电长度小于8km的隧洞,推荐采用10k V 电压等级;独头供电长度大于8km的隧洞,推荐采用20k V电压等级。
关于用电负荷,需考虑TBM的总装机功率、洞外TBM工业广场用电设备的总功率。
TBM施工需要考虑备用电源,除TBM设备自带的发电机外,TBM施工通风、照明、排水需备应急电源。
2.供水系统供水系统主要满足TBM施工用水需求,TBM施工用水主要包括:刀盘喷水、冷却用水、施工消耗用水等。
每台TBM设备需水量不尽相同,供水系统设计前应和TBM厂家明确需水量。
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施工方法解析2024
引言概述：TBM（盾构机）施工是一种高效、安全、经济的地下工程施工方法，被广泛应用于城市地下交通设施建设。
本文将深入解析TBM施工方法，探讨其在不同条件下的适用性和优势。
正文内容：一、TBM施工方法的基本原理1.地质勘探和预测：通过地质勘探和勘查，了解地下工程施工中可能遇到的地质条件，为TBM施工的顺利进行提供依据。
2.盾构机的结构和工作原理：介绍盾构机的主要部件和工作原理，包括刀盘、螺旋输送机、土压平衡等，为后续的施工过程提供背景知识。
二、TBM施工方法的适用条件1.地下水位和地下水压力：解析地下水位和地下水压力对盾构机施工的影响，讲述在各种条件下盾构机的应对策略。
2.岩土工程特性：探讨土壤和岩石的不同特性对盾构机施工的影响，分析TBM在不同地质条件下的适用性和限制。
三、TBM施工过程的关键步骤1.准备工作：介绍盾构机施工前的准备工作，包括场地平整、现场设备准备等内容。
2.推进施工：详细阐述盾构机的推进施工过程，包括开挖、土壤处理、蓄水和沉管等步骤，解析每个步骤的作用和操作要点。
3.补偿措施：探讨在TBM施工过程中可能遇到的问题和风险，如地下水突泉、地层变动等，提供相应的补偿措施。
4.管片安装：介绍盾构机施工中管片的安装过程，包括制备和安装步骤，突出安全和质量控制。
四、TBM施工方法的优势和不足1.优势：分析TBM施工方法相比传统施工方法的优势，包括施工速度快、安全性高、对周围环境影响小等。
2.不足：指出TBM施工方法的不足之处，如高成本、维护困难等，为其在实际应用中的考量提供参考。
五、TBM施工方法的发展趋势1.技术改进：介绍TBM施工技术的最新改进，如智能化控制、自动化监测等，展望未来盾构技术的发展方向。
2.项目案例：国内外典型的TBM施工项目案例，包括地铁隧道、水利隧道等，展示TBM施工方法在实际工程中的应用效果与成就。
总结：通过对TBM施工方法的深度解析，我们可以得出结论，TBM施工方法是一种具有较高效率、安全可靠性的地下工程施工方法。
TBM法施工
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
（1）盾构形TBM支承靴 在盾构型TBM中，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。
盾构型支撑靴构造
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
一、概述 根据隧道周围岩石的抗压强度，裂缝 状态，涌水状态等地层岩性条件的实际 状况以及机械构造、直径等的机械条件 以及隧道的断面、长度、位置状况、选 址条件等进行判断。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
TBM工法的研究流程
TBM施工技术
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
五、工程所在地的设施 在TBM法中，因要进行机械的运输、 组装等，故要对隧道所处地点的状况， 给以应有的注意。TBM的运搬计划，要 考虑道路的宽度、高度和重量的限制， 根据组装的条件要充分调查运输时的分 割方法（最小分割尺寸和重量）。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
掘进机（TBM）的基本构成和性能
二、 工程地质条件 在TBM工法中，TBM和掌子面是分离的，故有软 弱层和破碎带时，采用辅助工法很困难。所以，不良 地质的调查，不仅对TBM的选择和施工速度有很大的 影响，对能否采用TBM法也是决定性的因素。 1、影响选用TBM工法的地质因素 （1）隧道地压 很大的地压作用掌子面难于自稳，TBM掘进是极为困 难的。 （2）涌水状态 在涌水地段，在极端的情况下，机体会产生下沉 ， TBM的优点会丧失殆尽。
掘进机(TBM)施工技术
TBM带刀步进施工工法
TBM带刀步进施工工法TBM带刀步进施工工法一、前言TBM带刀步进施工工法是一种常用于隧道施工的工法，通过使用隧道掘进机(TBM)和相应的刀具进行步进式开挖和支护，以实现高效、安全的隧道施工。
本文将详细介绍TBM带刀步进施工工法的工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点TBM带刀步进施工工法具有以下特点：1. 高效：通过使用TBM和刀具，可以实现连续开挖和支护，提高施工效率。
2. 安全：TBM具有自动化操作和监测系统，可以减少人工作业，降低事故风险。
3. 环保：TBM带刀步进施工工法减少了土方运输量和噪音污染。
4. 精确：TBM能够精确控制开挖尺寸和施工质量，保证隧道的准确度和一致性。
三、适应范围TBM带刀步进施工工法适用于以下类型的隧道工程：1. 城市地下交通隧道：适用于地铁、高速公路和铁路隧道等城市交通项目。
2. 水电隧道：适用于水库、发电站和输水隧道等水利工程。
3. 基础工程隧道：适用于地下停车场、地下商业综合体和地下工程等。
4. 矿山隧道：适用于矿井、矿山和煤矿等矿业工程。
5. 其他类型的隧道工程：适用于其他各种类型的隧道工程。
四、工艺原理TBM带刀步进施工工法通过以下工艺原理实现对实际工程的施工：1. 施工工法与实际工程之间的联系：根据实际工程情况，选择TBM带刀步进施工工法作为合适的施工方法。
2. 采取的技术措施：通过使用TBM和刀具，实现对土体的开挖和支护，确保隧道工程的稳定性和安全性。
五、施工工艺TBM带刀步进施工工法的施工工艺包括以下几个阶段：1. 前期准备：设立施工现场、安装TBM和刀具、进行地质勘探和测量工作等。
2. 开挖施工：启动TBM，进行连续开挖，同时进行土体支护。
3. 刀具更换和维护：定期更换刀具和进行TBM的维护工作，确保设备的正常运行。
4. 后期拆除：完成隧道的开挖和支护后，进行后期拆除和整改工作。
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掘进机（TBM）的基本构成和性能
二、 工程地质条件 在TBM工法中，TBM和掌子面是分离的，故有软 弱层和破碎带时，采用辅助工法很困难。所以，不良 地质的调查，不仅对TBM的选择和施工速度有很大的 影响，对能否采用TBM法也是决定性的因素。 1、影响选用TBM工法的地质因素 （1）隧道地压 很大的地压作用掌子面难于自稳，TBM掘进是极为困 难的。 （2）涌水状态 在涌水地段，在极端的情况下，机体会产生下沉 ， TBM的优点会丧失殆尽。
5）导坑和扩挖型TBM 开挖大口径隧道的方法，首先是用导坑TBM开 挖小断面的导坑，以此为前导，用扩挖型TBM 扩挖隧道。组成如下图。
扩挖TBM
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
3、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。
（2）周边支持型和中央主轴型刀盘 周边支持型刀盘：是由圆筒状的筒体和主机架构 成，采用大口径轴承。后背部设有开口很大的 周边支持结构。开挖石碴由设在刀盘前面和外 周面的缝隙处理。施工时，通过把主机架作为 料斗提升，将石碴送到排土装置中。 中央主轴型刀盘：是一个圆板构造体，在其中心 处设主轴，用小口径的轴承来支持。滚刀配置 在圆板上。出碴是利用设在刀盘外周部的刮板 从下部收集，而后用外周部的料斗由上部送到 排土装置中。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
2、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3.0～5.0 MPa。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。
TBM施工技术
岩石隧道掘进机（TBM）法概述
二、岩石隧道掘进机的分类 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。 按刀具旋转方式分类：分为单轴旋转式与多轴旋转式 两种。 按切削方式分类：分为全断面切削方式和部分断面切 削方式两类。部分断面切削方式是挖掘煤炭用的机械 在隧道挖掘施工上的应用，全断面切削方式开挖的断 面一般是圆形的。 按开挖地层分类：土质隧道掘进机（盾构）和岩石隧 道掘进机（TBM）
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
四、 开挖长度 TBM进入现场后，一般要经过运输、组装的过 程。根据TBM的直径和形式、运输途径、组装 基地的状况等，要准备1~2个月。其次，TBM 的后续设备长100~200m，为正规地进行掘进， 也要先修筑一段长200m左右的隧道。所以， 隧道长度短时，包括机械购置费在内的成本是 很高的，是不经济的。 当隧道长度在1000m以下时，固定费的成本急 剧增大，到3000m左右时，成本大致是一定的。 因此，如果单纯的比较，TBM适宜的长度最好 是3000m以上。
TBM施工技术
岩石隧道掘进机（TBM）法概述
2、TBM法的缺点 适应性较差：对多变的地质条件(断层、破碎 带、挤压带、涌水及坚硬岩石等)的适应性较 差。近年来采用了盾构外壳保护型的掘进机， 施工既可以在软弱和多变的地层中掘进又能在 中硬岩层中开挖施工。 经济性问题：掘进机结构复杂，对材料、零部 件的耐久性要求高。制造的价格较高。难用于 短隧道。 开挖不同断面问题：施工途中不能改变开挖直 径。断面的大小、形状变更难，在应用上受到 一定的制约。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
一、概述 根据隧道周围岩石的抗压强度，裂缝 状态，涌水状态等地层岩性条件的实际 状况以及机械构造、直径等的机械条件 以及隧道的断面、长度、位置状况、选 址条件等进行判断。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
TBM工法的研究流程
TBM施工技术
掘进机(TBM)施工技术
TBM施工技术
岩石隧道掘进机（TBM）法概述
一、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、行走推进装置、 出碴运输装置、驱动装置、机器方位调整机构、 机架和机尾，以及液压、电气、润滑、除尘系统 等组成。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
（1）盾构形TBM支承靴 在盾构型TBM中，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。
盾构型支撑靴构造
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
（2）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。
掘进机（TBM）的基本构成和性能
刀头开挖方法的差异
滚刀的构造
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
（3）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。 1）球面和平面刀盘 如图示
刀头轮廓
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
（2）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， 材质也改为镍铬钼合金钢系。 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。
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掘进机（TBM）的基本构成和性能
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4、排土方式 （1）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。
（2）喷射泵
液体进行输送。由喷射泵开路，掌子面可以开放。有涌水 时，该方法也极为有效。但排土效率低，只用于小口径的 TBM中。
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掘进机（TBM）的基本构成和性能
一、TBM工法的基本构成 大体上可分为以下开挖部、反力支撑部、 推进部和排土部几个部分。 1、开挖部 （1）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。
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五、工程所在地的设施 在TBM法中，因要进行机械的运输、 组装等，故要对隧道所处地点的状况， 给以应有的注意。TBM的运搬计划，要 考虑道路的宽度、高度和重量的限制， 根据组装的条件要充分调查运输时的分 割方法（最小分割尺寸和重量）。
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2、影响TBM效率的地质因素 主要有岩石强度、硬度及裂隙等。这些 因素对TBM切削岩石的能力影响极大。
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三、 机械条件 TBM不仅受到地质条件的约束，还受到开挖直 径、开挖机构的约束。 一般说在硬岩中，大直径的开挖是很困难的。 日本的实绩是最大直径5m前后。理由是：目前 的TBM大都是单轴回转式的，开挖直径越大， 刀头的内周和外周的周速差越大，对刀头产生 种种不良影响。此外，随着开挖直径的增大， 要增大推力，支撑靴也要增大。会出现运送上 的困难和承载力问题。 此外，挖掘机械是采用压碎方式还是切削方 式，对实际应用的适用范围也有差别。
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掘进机（TBM）法的附属设施
一、TBM的附属设施 包括与TBM本体接续的在洞内配置的后续 设备和在整个洞内布设的设备以及洞外 的设备。 二、TBM附属设施的设置原则 是根据TBM流程（作业计划和内容），选 定与之配合的必要设备。因此，要充分 研究作业计划和必要的功能，再来选择 有效率的各项设备。
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3）盾构型TBM 开放型盾构型TBM的刀盘都是穹型的（呈 拱形）。分前后筒体间可伸缩的2筒式结 构和前中筒间及中后筒间用可活动铰结 合的筒式结构两种。 4）斜井用TBM 斜井使用的TBM基本上与在水平坑道中使 用的TBM一样。
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岩石隧道掘进机（TBM）法概述
三、TBM法的优缺点 1、TBM法的优点 掘进效率高：连续作业，能保证破岩、出碴、支护一 条龙作业。特别在稳定的围岩中长距离施工时，尤其 明显。 开挖施工质量好：超挖量少，内壁光滑，不存在凹凸 现象，减少支护工程量，降低工程费用。 对岩石的扰动小：改善开挖面的施工条件。周围岩层 稳定性较好，保证了施工人员的健康和安全。 施工安全：TBM可在防护棚内进行刀具的更换，密闭 式操纵室和高性能的集尘机的采用，使安全性和作业 环境有了较大的改善。
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掘进机（TBM）的基本构成和性能
TBM的掘进速度可按下式计算：
L Tsh t sh 工作效率 ＝ 纯掘进时间 刀头更换时间 辅助作业时间 1.67 2 tc D1.75 t 1 n. pe . pe