隧道掘进机(TBM)施工

1、第三章隧道掘进机(tbm)、施工过程施工技术要求施工要点、第一节隧道掘进机方法基本概念1、tbm发电历史介绍隧道掘进机(tunnel boring machine)是机械打碎岩石、用碴和支撑进行连续工作的综合设备，由盾构技术发展而来。1818年，英国布鲁诺(brunel)受忠冲孔钻探的启发，首次提出了盾牌原型和施工方法。1846年，意大利maus发明了隧道掘进机。1851年，美国人查尔斯威尔逊开发了tbm，花岗岩挖掘没有成功。1881年，博蒙特开发了压缩空气式tbm，成功地到达了英格兰海峡隧道直径2.1米的勘探诱导区。美国robbins于1952年开发了第一个软岩tbm，1956年成功开发了中

2、硬岩tbm。第二，外国主要制造商德国wirth公司德国dcmag公司美国robbins公司美国jarva公司德国herrenknecht公司加拿大raw公司双层保护膜tbm:适合适应软岩、硬岩或软岩相互作用地层的多种地质。单盾tbm:通常用于劣等地层。在单屏蔽tbm推进中，使用分段作为支撑，行为类似于盾牌。与双盾tbm相比，隧道和安装管不能同时进行。迷你tbm:0.253.00m中型tbm: 3.08.0m巨型tbm: 8.0m，单盾tbm盾；液压推进缸；管片；管片。剑盘；剑盘。盛渣滓。带式输送机，第二章山隧道施工技术，双盾构可扩展；剑盘；剑盘。活动支持鞋；辅助推进缸；管件、gripper t

3、bm支撑鞋；钢支架升降机；螺栓安装机构；铁丝网升降机、4、tbm波岩方式和原理tbm波岩方式主要是挤压式和切削式挤压式，主要是通过水平推进缸将刀片的滚刀强行推入岩石。此外，在刀片旋转推进过程中，共同起挤压和剪切作用，粉碎破碎的岩石。滚刀类型：圆盘、楔形齿、滚珠齿切削主要依靠岩石弯曲、剪切强度低的特性(仅压缩强度的510%)铣削(即剪切)和破碎岩体。两种茄子波岩方法的总波岩体积中，大部分不是被刀具直接切割，而是被落后的刀具切割和破碎，首先形成破碎的沟渠或切削槽，这是前提。4、tbm波岩方式和原理(继续)盘滚刀法岩原理盘滚刀(图a)工作压力50200kn，岩体表面在刀尖上强滚刀滚下，岩石表面形成破

4、碎沟，破碎沟之间的岩石ao1o2b被滚刀侧刃的挤压压力切断。如果切入深度h较大，则切除侧为o1o2(图c)。4，tbm锁岩方法和原理(继续)楔和球齿型滚刀破岩原理最初在楔端旋转滚刀时产生切向张力，破坏岩石表面。切割深度为：然后，由齿端的楔形力继续剪切破坏，楔形深度为h。由于每个齿环的齿节不同，楔齿的癌变效果变大了。后牙型滚刀的波岩原理与楔形滚刀相同，适于挖掘硬岩。4，tbm锁岩方式和原理(继续)切割工具波岩原理削波在压力pv和切力ph的作用下首先形成刀尖上切的区域2，随着刀具的旋转运动形成剪切力破碎区域3。刀削继续旋转，岩壁上留有环形切口，两槽之间的岩石在刀削侧挤压压力r的作用下切削。5，单盾

5、tbm和盾的区别电子使用带式输送机压载，盾使用螺旋输送机或泥浆泵通过管道进行压载。电子没有平衡手掌面的功能，但盾利用土压力或泥水压力平衡开挖面的水土压力。6.tbm在整个隧道地质情况都不好的情况下使用单个保护膜tbm。良好的地质条件是开放的tbm中选择所需的构件。双层保护膜tbm常用于复杂地层的长隧道开挖，一般适合中厚深、中高强度、地质稳定性基本好的隧道，较好地适应各种不良地质和岩石强度变化。7，国内外应用概述tbm施工法开始于20世纪30年代，仅限于机械技术水平，其使用案例很少。20世纪50和60年代，随着机械工业和镗床技术水平的不断提高，发展比较快。到目前为止，世界上采用tbm施工的隧道已

6、超过1000条，总长超过4000公里，成为长大隧道建设的主要施工方法之一。国外典型的英语通道隧道由2个外径8.6米单线铁路隧道和1个外径5.6米辅助隧道组成。全长48.5公里，海底长度37.5公里，隧道最深处低于海平面100米，均采用tbm施工。英国方面6台，海岸3台海底3台(单向推进21.2公里)。法国5台，海岸2台，海底3台。最深的地方要承受10atm水压，平均每月1000m/月。隧道建设标志着tbm施工技术的最高水平，是融合英国、美国、法律、德国等国家tbm施工技术的最高成果。国内应用国内tbm研发制造始于20世纪60年代中期，生产了10多台直径2 . 55 . 8米的tbm，接着用于以

7、下水力发电和煤矿坑道工程。国产机种每月平均20300米，累计总隧道长度12公里。云南西洱河水电站首都隧道是秦新王庄隧道布都江电站首都隧道，秦总干渠38号隧道北京洛坡岭水电站工程贵州猫跳水电厂首都隧道福建龙门潭首都隧道江西平乡陕西九江、陕西区桥、云南杨庄煤矿、国内应用(继续)甘肃吸引了。11649米；罗宾斯双盾牌tbm；最高月震1300.8米/月，珍珠间6，7，8号，南间4，5，6，7号隧道，罗宾斯双盾tbm，总计122公里，最高月震1637米/月，113米/日辽宁省dbm 8.8米开放tbm西安南京铁路道化点1号隧道掘进7.23公里，畸形洞西安南京铁路磨沟隧道开挖6.11公里，模型ibid南铁

8、路土库第二线天山隧道模型等兰玉铁路西秦岭隧道10.23mrobbins开放tbm重庆地铁1号线2.36米开放tbm，模型ibid南土库第二线天山隧道模型等周家鸟的前座拉紧孔壁，后腿抬起。车轮旋转，推进气缸延伸，tbm前端向前移动一个任务进度表step 2:准备跳跃。车轮停止后，后支座达到仰拱荷载step 3:主支撑收缩。推进气缸收缩在自由状态主支撑前后步骤4:主支撑倒带后，挤出支撑身接触岩壁，抬起后支撑时，tbm定位将寻找正向，如果坡道需要，首先倾斜。step 5:将返回第一阶段，tbm将准备下一个循环隧道。tbm基本结构tbm由锁岩机构、推进机构、安碴装运机构、感应转向机构、真空、通风装置等

9、组成。破碎的岩石机构滚刀或切削刀在强大的轴向推力作用下旋转，切割和切割破碎的岩石。推进机构主要支撑鞋的上部，支撑孔壁，支撑气体，推动。辅助支撑鞋控制振动和方向。tbm基本结构(继续)压载机制破碎岩石形成的片状碴，用安装在刀片上的铲铲铲铲，铲旋转到顶部，卸下集料，通过皮带机器装载，运出洞外。导引和定向曹征机构导引机构用于指导和检查镗床的推进方向，以满足设计的轴和坡度要求。通风及真空吸尘器镗床工作时会产生大量的热量和灰尘。因此，通风、减少灰尘的要求很高。一般来说，刀的头部装有真空吸尘器和喷水装置，挖掘时喷继续水，以降尘。机房内专门安装通风冷却设备。第三章隧道掘进机(tbm)建设，第三节掘进机方法建

10、设技术要求，基本原则tbm隧道断面最大10米以上，小1.8米. tbm和辅助施工技术日益完善，现代高科技成果(液压新技术、电子技术、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判定隧道围岩的抗压强度、裂缝状态、涌水状态等岩石条件机械结构、tbm直径等机械条件。隧道断面、长度、位置状态、地址条件等。tbm方法选择流程(参见下一页流程图)、初步调查、地质结构分析指标调查弹性波速度阻抗实验钻孔调查、挖掘直径刀具直径和数量电动机刀具速度后续设备等，周期、支持辅助方法、临时设计、钻孔爆破方法比较、线路确定、地质调查、当地条件、tbm规格确定路线变更、tbm规格确定路线变更等。影响tbm选

11、择的地质因素隧道压力。有塑料压力吗？指标：围岩强度比(软岩)；围岩全强度比(如砂岩)围岩强度是断层破碎带、软岩、蛇纹岩等膨胀性岩层发掘困难的涌水状态。喷发范围、大小和压力会导致工作面坍塌，载荷力下降，所以要小心使用。工程学科地质条件(继续)影响tbm效率的地质因素岩石强度。挖掘一般容易通过压缩强度判断。工具消耗应考虑岩石的石英粒子范围、大小、抗拉强度等判断。岩层的裂缝。岩层节理、层理、便利性对开垦效率有很大影响。空隙适当发育的岩层即使压缩强度大，也能进行比较有效的挖掘。岩石的硬度。一般q100mpa的岩层中石英含量多，粒子大小大，刀具磨损大。坏皮带等恶劣条件。在破碎、风化带等难以稳定自行的困难

12、条件下进行机器挖掘，必须采取辅助施工方法配合施工。尤其是在有喷出物的情况下，会出现更加困难的、拱形坍塌、气体沉降、支撑反力减少等问题。工程地质条件(继续)tbm应用范围一般仅适用于圆形剖面隧道，只有铣削鼓镗床才能在软岩中挖掘非圆形剖面隧道。挖掘隧道直径1.812m之间直径36m，最成熟。一次性连续挖掘长度短于1公里或长于10公里，渡边杏，最好为38公里。适用于中硬岩层，岩石的单轴抗压强度为20250mpa，特别是50100mpa为最佳。地质条件对tbm掘进效率影响很大。在良好的岩层中，月亮可达500600米，而在破碎的岩层中，只有100米左右，崩溃，涌水，暗河地带，甚至需要处理停机。tbm发掘

13、隧道的选择应尽量避免复杂的不良岩层。机械条件tbm不仅受地质条件的限制，还受开挖直径、开挖机构的限制。在暹罗挖大直径隧道是很困难的。日本案例的最大直径大约只有5米。目前，tbm大部分是单轴旋转式。挖掘直径越大，磁头内部和外部周围的圆周差异越大，可能会对磁头产生多种茄子不利影响。挖掘直径越大，需要增加推力，支撑场也需要增加，因此会出现运输困难和运输能力问题。开挖长度必须经过tbm进近运输、组装等过程。根据直径、风格、运输路线、组装基地情况等，需要准备12个月。tbm后续设备的长度为100200米，要进行正式隧道处理，必须先建立200米左右的隧道。隧道长度小于1000米时，运行成本急剧增加。300

14、0米左右时的费用大体上是固定的。外国优先采用tbm施工进行断面1030m2，长度1000公里以上的隧道开挖。最佳开挖长度超过3000公里，短隧道谨慎使用。有工程的道路设施tbm的运输和组装要注意工程所在地的基础设施条件。搬运计划应考虑公路宽度、高度和重量等限制，根据装配条件充分调查运输中的分割方法(即最小分割大小和重量)。tbm通常在工厂试装、试运后分割。分割重量约为35t，剖面3 . 53 . 5米左右。tbm施工功率较高，大约是同一规模其他公法施工的2车道隧道的1.5倍，因此规划时要充分考虑。tbm必须考虑隧道形状、长度、直径、深度、方向等条件工程规模。地质情况：岩石类型和强度、关节分布和

15、发育程度、断层、暗河、龙洞、地下水分布、现有地表建筑物、河流等基础设施：交通能力、水力来源、进口进出口工程进度和企业能力(制造维修、经济、施工管理和习惯)、在一般地质条件下，国外镗床的净进时间为40 50左右。提高设备完成度，强调预防性维护。选择合理的隧道系数，定期检查、更换和工具部件储备和供应确认责任，标准化工作地质预测控制测量和施工测量精度电力是为洞口平面纵断面条件、车间、大型临时工程等施工准备的。对齐施工技术要点对齐结构通常由临时或初始支撑和二次对齐组成。在隧道设计中，必须确定基本支撑形式。切换隧道大部分采用保护膜式tbm，采取管道衬砌的结构形式。球，铁隧道除了临时支撑外，一般还根据地质

16、情况使用二次喷射混凝土或二次铸模混凝土作为永久对齐。管子内衬防护型tbm通常使用圆形外围管筹码衬里。这种衬层适用于软弱的围岩。要在管道之间设置水流，在管道外圈和孔壁之间按下孔石和灌浆。二次模制混凝土衬砌fig. 3-12敞开式镗床一般与开挖一起临时支撑，然后进行二次模制混凝土衬砌。还可以使用二次喷射混凝土作为永久对齐，添加钢丝网或钢纤维。不良地质区施工掘进机必须具备通过不良地质区的能力，一般需要安装辅助施工设备，进行特殊功能工作。地质推展钻头安装在主机顶、大刀后的平台上，停机时向前钻30米。灌浆和安装管道仓库功能兼备。不良地质地带施工(继续)钢拱圈安装机紧靠在刀的后部安装，钢拱圈间隙应与镗床的移动距离一致或排水，字典制作的管内底块上留有拱圈的槽。锚杆钻机前后两行，共4台。可以与tbm挖掘并行工作。事故处理开挖面大规模崩塌机；洞壁围岩变形卡机；突如其来的泛滥期；工作面挤出导致机身向后移动。处理方法是将镗床后退，手动到手掌面，用其他方法加固，使镗床步进通过。(阿尔伯特爱因斯坦，美国电视电视剧)在特殊地质情况下，例如大卵石层和龙洞群，用镗床施工将渡边杏。膨胀性地层和气体地层应采取相应的安全措施。综合施工方法隧道长，一端可以采用