1、 Page:1高高 速速 铁铁 路路 隧隧 道道 施施 工工 Page:2掘进机施工掘进机施工第一节第一节 概述概述 隧道掘进机法施工(简称TBM)：是一种机械化的隧道掘进方法，是利用掘进机切削破岩、开凿隧道的施工方法。掘进机施工具有着钻爆法施工不可比拟的优点。Page:3一、掘进机法的特点一、掘进机法的特点隧道掘进机的优点优点：（1）安全；（2）快速；（3）经济；（4）省工与降低劳动强度；（5）排渣容易。隧道掘进机的缺点缺点：（1）一次投资大，尺寸大，重量大，机器复杂，制造周期长，装运费时、费事、费钱，刀具的消耗和维修费用贵。（2）对岩层变化的适应性差。（3）开挖的隧道断面局限于圆形，对其它
2、形状的隧道断面，则需进行二次开挖。（4）作业率低。（5）能耗大。Page:4二、掘进机类型山岭隧道掘进机分为全断面和悬臂式两大类。全断面掘进机又分敞开式和护盾式两类。目前使用的主要是全断面掘进机。敞开式和护盾式掘进机的区别在于敞开式掘进机在开挖中依靠撑于岩壁上的水平支撑提供设备推力和扭矩的支撑反力，开挖后的围岩暴露于机械四周；护盾式掘进机在掘进中利用尾部已安装的衬砌管片作为推进的支撑，围岩由于有护盾防护，在护盾长度的范围内，不暴露。敞开式硬岩；护盾式软岩。Page:5第二节第二节 敞开式掘进机敞开式掘进机一、基本构造 目前世界上生产的敞开式掘进机有两种形式：单支撑和双支撑。支撑系统是掘进机的固
3、定部分。当掘进时，它支撑着掘进机的重量并将开挖推力和扭矩传递给岩壁形成反力。刀盘是钢结构焊接件，刀盘装有若干个盘形滚刀用于挤压切削岩石，同时前端还装有径向带齿的石渣铲斗用于软岩开挖。刀盘驱动方式有：电动和液压。Page:6二、后配套设备 后配套设备主要是指为主机提供供给的设备和石渣运输系统。后配套设备包括液压传动站、变电设备、开关柜、主驾驶室、通讯系统、备用发电机、空压机、通风系统、喷射混凝土设备、围岩加固堵水注浆设备以及供水系统。运渣系统主要是指后配套设备上的胶带输送机，它将主机输送机运来的石渣卸入矿车，再用内燃机牵引运到洞外。后配套设备是安装在一轨道平台车上。Page:7第三节第三节 掘进
4、掘进一、破岩原理在掘进时盘形刀沿岩石开挖面滚动，同时通过大刀盘均匀地在每个盘形刀上对岩面施加压力，形成滚动挤压切削而实现破岩。二、施工管理提高施工现场管理水平，是提高掘进机施工效率和效益的基础。Page:8第四节第四节 衬砌施工衬砌施工一、管片式衬砌 使用护盾式掘进机时，一般采用圆形全周管片式衬砌。优点：适合软弱围岩，特别是当围岩承载力很低，撑靴不能支撑岩面时，可利用尾部推力千斤顶，顶推已安装的管片从而获得推进反力；当撑靴可以支撑岩面时，双护盾掘进机可以使掘进和换步同时进行，提高循环速度；利用管片安装机速度快、支护效果好，安全性强。为了防水的需要，每块管片之间要安装止水条，并需在管片外圆和洞壁
5、间隙压入豆石和注浆。Page:9二、模筑混凝土与钻爆法施工一致。注意：掘进机完成掘进任务后，不可能从原路退出，只能在原地进行扩大洞室施工，在扩大洞室内拆卸。如果用一台掘进机从进口一直掘进到出口时，则不会发生在洞内拆卸的问题。Page:10秦岭隧道 TBM掘进机 Page:11第五节不良地质地段施工 一般而言,掘进机特别是开敞式掘进机施工，最好用于地质条件较好的隧道。如果地质条件太差，需要过多的辅助作业来保证掘进机施工时，就不能发挥掘进机速度快、效率高的优势。同时，辅助作业的施作也受掘进机的充塞影响，造成费用过高，延长工期，因而也就没有必要使用掘进机施工了。Page:12 但任何一座隧道,不可能
6、不出现一些局部地质较差地段,因此掘进机必须具备通过不良地质的能力。为了满足不良地质的要求,掘进机可以安装一些辅助设备进行特殊功能作业。加装的地质超前钻机安装在主机顶部,大刀盘后部的平台上。它在主机停机时进行掌子面前30m的超前钻孔,以预报前方地质情况,为掘进提供可靠信息。超前钻机还具备注浆和安装管棚的功能,以对围岩进行预先加固,使掘进机具备自我加固前方不良地质地段的能力和自我通过能力。Page:13 紧靠刀盘的后部安装有钢拱环安装器,利用工字钢拱环形成支护结构,这种方法的优点是材料便宜,加工容易,安装速度快,支护效果及时。钢拱环的间距要与掘进机的行程距离一致或成倍数关系,在预制仰拱块上要留有安放拱环的沟槽。掘进机上有前后两排共4台锚杆钻机,以满足对围岩进行锚杆支护作业的需要。在掘进的同时,锚杆作业应能同时进行。Page:14 Page:15 在掘进机施工中也会发生一些意外的较大事故。如开挖面大规模坍方造成机件被埋;洞 壁围岩变形卡住机体;突发的大量涌水淹没机体和工作面挤出迫使机体后移等。造成这些事故的主要原因是事先地质勘察不明,施工地质预报不及时。因此停工处理的时间和费用都很高，要引起重视。Page:16思考题1.隧道掘进机施工法的概念及优缺点是什么？2.掘进机破岩原理是什么？3.隧道掘进机的种类及特点有哪些？
