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汪洪星 左清军 第四篇 掘进机法修建的地下工程 采用喷锚支护时，要注意以下几点。 ① 粉尘和回弹对装置的影响。 ② 装置和后方设备的清扫。 ③ 开挖断面和锚杆长度及位置。 ④ 支护效果发现的时间。 ⑤ 粉尘对洞内环境的影响。 ⑥ 支承靴对喷层的损害。 ⑦ 开挖石粉在洞壁的附着。 第四章 TBM法隧道的施工技术 第一节TBM法隧道的施工流程 1.1 全断面TBM的掘进循环作业 ① 掘进开始　作业开始时，主支撑架相对主机架处在前位，主支撑靴撑紧洞壁。TBM调整方向定位后，后支撑靴提起。切削刀盘转动，推进液压缸伸出，TBM向前掘进。推进液压缸全部伸出，TBM掘进向前移动一个行程。 ② 掘进终了准备换步　切削刀盘停止转动，后支撑靴伸出抵到仰拱上以承受机器后端重力，前支撑与底面接触以承受机械前端重力。主支撑靴回缩。 ③ 换步开始　当主支撑靴回缩后，使推进装置的推进液压缸反向进油，则活塞杆缩回带动主支承架与主支撑靴一起相对主机架向前移动一个行程。 ④ 换步终了　换步时推进液压缸活塞杆全部缩回，则换步终了，可以进行下一个掘进循环，即主支撑靴伸出，再与岩壁接触撑紧，提起后支撑靴离开仰拱，使前支撑靴处于浮动状态。 TBM定位找正，开始工作。 1.2 自由断面TBM的掘进循环作业过程 ① 为了有利于切割和落岩，切削头首先从开挖断面的中央下部开始切割，如图4-4-2所示。 ② 自下而上分层切割。液压臂达到最大距离或伸长，即完成一个切削行程后，液压臂收缩，移动装置也随之推进。 ③ 切削头重新从开挖断面的中央下部开始切割，是连续作业，如图4-4-3所示。 第二节　TBM法隧道施工技术要点 2.1 TBM法破岩技术要点 TBM切削破碎岩石是在掘进时盘型刀沿岩石开挖面滚动，并通过刀盘上滚刀均匀地对岩面施加压力，形成滚动挤压切削而实现破岩。刀盘每转动一圈，将贯入岩面一定深度，在刀刃与岩石接触处，岩石被粉碎成岩石粒或挤压成粉末，从这个区域开始，裂缝向相邻的切割槽扩展，进而形成片状石碴。 不同的岩石需要设置不同的盘型刀的刀间距和压入岩石的最低压强值，才能达到较理想的贯入深度。贯入深度在坚硬和裂隙很少的岩石中，一般为2.5-3.5 mm／r，在中等坚硬和裂隙较多的岩石中，一般为5-9 mm／r。如果刀间距太大，盘型刀产生的压力达不到与相邻盘型刀的影响范围相接，必定开挖不出片状石碴，从而使开挖效率降低。反之则会使石碴块太小，从而浪费了设备的功率。单个盘型刀的使用寿命，与轴承使用寿命、刀圈材质和加工质量以及它在大刀盘上的位置有关。目前刀圈的形状已趋于常断面型，它的优点是刀圈尖端宽度在磨损后仍保持不变，因此确保了即使它承受的荷载有变化，也将是具有良好的贯入速度和深度，从而提高了切割速度并降低刀具的消耗。 应该强调指出，TBM破岩施工不仅要注意岩石的抗压强度，还应注意岩石的磨蚀性以及岩体的裂隙程度，当岩体节理裂隙面间距较大时，切割也就越困难。表4-4-1是通用于世界的裂隙分级标准。 2.2 TBM施工管理技术要点 采用TBM开挖隧道，实现了隧道施工的工厂化，这是一个大的管理系统工程。提高施工现场管理和设备管理水平，是提高TBM施工效率和效益的基础。从图4-4-4可以看出，使用同一型号的TBM，在相同地质条件下，管理水平的好坏，其TBM纯掘进时间有较大的差异。如材料供应不及时，就有可能造成仰拱不能及时铺设，延误轨道的延伸，进而影响到TBM下一个循环的进行。任何设备的故障都会直接影响到TBM的正常掘进。 1. TBM的纯掘进时间 TBM开挖隧道的有效的作业时间不等于纯掘进时间，TBM通常工作时间包括换步和更换支撑时间、检查和更换刀具时间、维修保养时间、对围岩进行支护时间、作业造成的停机时间以及供料和出碴造成的停机和工地组织造成的停机等。据国外统计，在一般地质条件下，TBM纯掘进时间在40%-50%左右是较为理想的。提高设备完好率是保证提高纯掘进时间的基础。强化维修保养，建立预防性维修和关键部件的修理制度，是保证TBM高效利用率的重要手段。 2. TBM刀具的管理 加强TBM工作的管理，十分重要的是刀具的管理，这是因为刀具消耗占据隧道开挖成本的很大部分。如适当地提高推力，虽可提高净开挖速度，但刀具费用会急剧增长。因此选择合理的掘进匹配系数可以节省刀具费用的支出。此外，除进行定时刀具检查外，有经验的操作员应掌握刀具的磨损规律，及时进行更换和调换。如果只换上一把新刀，而它周围的刀具磨损已超过限度，则新刀就会更多地承担刀盘传给它的推力，使其磨损加快。 由于设备类型不同，使用的刀具不同，隧道围岩变化多样，因而掘进选用的操作参数也不同。因此很难确切提出刀具消耗定量标