[工学]隧道工程-第10章.ppt

10.4 与掘进·机施工配套的支护方式 ◆ 隧道掘进机械，一般分为两种： （1）臂式掘进机(Boom-type Roadheader)； （2）全断面隧道掘进机，简称TBM。 ◆隧道掘进机(Tunnel Boring Machine)，简称TBM ，是利用回转刀具切削破岩及掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械。 ◆臂式掘进机又称为部分断面掘进机，是一种集切削岩石、自动行走、装载石碴等多种功能为一体的高效联合作业机械。  (1) 在岩石中开挖隧道的TBM 通常适用于稳定性良好、中～厚埋深、中～高强度的岩层中掘进长大隧道。? ? (2) 在松软地层中掘进隧道的TBM 一般适用于在具有有限压力的地下水位以下基本均质的软弱地层中开挖有限长度的隧道。  目前在国内通常有两种提法： (1)岩石掘进机(TBM ) ； (2) 盾构机。 岩石掘进机(TBM )就是适合硬岩开挖的隧道掘进机，盾构机指的是适于在软岩、土中的隧道掘进机。  (1) 安全——人员在局部或整体的护盾下工作 (2) 快速——常规钻爆法掘进速度的3～10倍 (3) 优质——洞壁光滑美观 (4) 自动化和机械化程度高（节省劳动力——经济） (5) 围岩扰动小 (6) 对环境影响小  (1) 能耗大 (2) 断面单一 (3) 对岩层变化的适应性差 (4) 一次性购买TBM投资高 (5) 主机重量大，运输不方便，安装工作量大 (6) 短隧道不能发挥其优越性(不经济)  (1) 1970年代末，甘肃引大入秦和山西万家寨引水工程——采用掘进机获得成功(意大利CMC公司承包)。 (2) 1998.1～1999.8，西康铁路秦岭特长隧道——引入德国Wirth公司TB880E型掘进机，进行长18.5km，直径8.8m的I线隧道施工，平均掘进速度为313.7ｍ/月。              ● 刀座 ● 吊耳 ● 人工检查用脚踏点和把手 ● 周边铲斗，可更换铲齿或铲碴板 ● 带防护罩喷水孔 ● 人孔通道 ● 与刀盘回转轴承相连接的精加工部件及螺栓孔 10.2.1.1 开敞式掘进机构造 (1)刀 盘 第10章 隧道掘进机开挖技术 主要构造：刀盘；控制系统，支撑和推进系统；后部配套设备。 第10章 隧道掘进机开挖技术 第10章 隧道掘进机开挖技术 第10章 隧道掘进机开挖技术 第10章 隧道掘进机开挖技术 第10章 隧道掘进机开挖技术 第10章 隧道掘进机开挖技术 第10章 隧道掘进机开挖技术 第10章 隧道掘进机开挖技术 The biggest hard rock tunnel boring machine in the world is set to start work on the Brisbane North-South Bypass Tunnel inDecember 2007. The machine is 250M long, weighs 4000T and is almost 13M in diameter. 第10章 隧道掘进机开挖技术 ●掘进中，刀具受顺刀圈径向和侧向复合压力及刀圈和岩石间摩擦力。 ● 在均一完整岩石中，刀具主要受径向压力，而所受侧向力并不大。  ● 实际岩石是不均质和有裂纹的，每把滚刀受力不均一。 ● 刀具破碎岩石过程，机械能转换成热能，产生大量热能，将降低刀圈寿命，因此须作降温处理。 第10章 隧道掘进机开挖技术 (2)刀具的力学特性 第10章 隧道掘进机开挖技术 (3)滚刀数量的确定 ◆切削刀盘上滚刀平面布置是根据滚刀类型和合理刀间距确定的。 在一定间距下，刀盘直径与滚刀数量间的关系可以从右图中查验。 (4)支撑和推进系统 第10章 隧道掘进机开挖技术 ◆单撑靴式◆双撑靴式 (5) 驱动系统 第10章 隧道掘进机开挖技术 ◆ 刀盘驱动方式有两大类：电动和液压。◆ 电动又分单速电机、双速电机和调频电机。 ◆ 液压系统 ◆ 供电系统 ◆ 运输系统 ◆ 通风系统 ◆ 降温、防尘、供水及安全系统 ◆ 隧道支护设备系统 ◆ 其它辅助设施 (6) 后配套设备 第10章 隧道掘进机开挖技术 TBM组装图 第10章 隧道掘进机开挖技术 TBM组装图 第10章 隧道掘进机开挖