8隧道掘进机开挖技术教学资料-.ppt

第8章 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术; ◆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。;;; 隧道掘进机开挖技术;;; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术;;;隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术;;;;;;;;;;;;; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术;(1)刀 盘; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术; ● 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。 ; 隧道掘进机开挖技术;(4)支撑和推进系统;(5) 驱动系统; 隧道掘进机开挖技术;隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术;(1) 单护盾TBM——常用于劣质地层。 (2) 双护盾TBM——适用于各种地质，既适应软岩，也适应硬 岩或软硬岩交互地层。 ◆对比：单护盾TBM推进时，要利用管片作为支撑，与双护盾TBM相比，掘进与安装管片两者不能同时进行，速度较慢。; 隧道掘进机开挖技术; 隧道掘进机开挖技术; 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。; 臂式掘进机具有效率高、机动性强、对围岩扰动小、超挖量小、安全性高、适应性强，以及费用相对较低等优点。; 臂式掘进机开挖与支护平行作业示意图 ; 臂式掘进机开挖作业示意图 ;重型隧道掘进机; 臂式掘进机切削头 ; 在掘进时切削刀盘上的滚刀沿岩石开挖面滚动，切削刀盘均匀地对每个滚刀施加压力，形成对岩面的滚动挤压，切削刀盘每转动一圈，就会贯入岩面一定深度，在滚刀刀刃与岩石接触处，岩石被挤压成粉末，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，从而实现破岩，如右图。; ◆贯入深度 坚硬和裂隙很少岩石，一般为2.5-3.5mm/转,中等坚硬和裂隙较多岩石中，一般为5-9mm/转。 ◆滚刀间距 滚刀间距太大，滚刀产生压力达不到与相邻滚刀的影响范围相接，从而使开挖效率降低。反之，如果刀间距太小，则会浪费设备的功率。 ◆岩体的裂隙 掘进机施工不仅要注意岩石抗压强度，还应注意岩石磨蚀性和岩体裂隙程度，当岩体节理裂隙面间距越大时，切割也就会越困难。;3.2 掘进作业; 掘进机开挖隧道的高效率源于隧道施工的工厂化，但要发挥最佳效益，就必须加强管理。;2.提高设备完好率; 一般仍是由初期支护和二次衬砌组成。 初期支护：喷射混凝土、管片衬砌 二次衬砌：喷射混凝土 模筑混凝土 管片衬砌 不管是哪种类型的衬砌，为了安放轨道运碴，都必须设置预制仰拱块，它也是最终衬砌的一部分。; 见图10-13，使用护盾掘进机时，一般采用圆形管片衬砌，分为5～7块，在洞内拼装而成。; 优点：适合软弱围岩，特别是当围岩允许承载力很低，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，提高了循环速度；利用管片安装机安装管片速度快、支护效果好，安全性强。 缺点：造价高。为了防水需要，块与块之间必须安装止水带，并需在管片外壁和岩壁间隙中压入豆石和注浆。为了生产预制管片，需要有管片工厂，如工地施工场地允许，最好是设在现场，以方便运输，如秦岭铁路隧道就是如此。; 使用开敞式掘进机，可以先施作初期支护，然后浇灌二次模筑混凝土永久性衬砌，即复合式衬砌，见图10-14，其底部为预制仰拱块。如秦岭Ⅰ线铁路隧道。; 一般而言，掘进机宜用于地质条件较好的隧道，但任何一座总体地质条件好的隧道，都有可能出现局部地质较差地段，这就需要掘进机对于这样的地质情况具有一定的处理能力。为了实现这一目的，可以在掘进机上安装一些辅助设备进行特殊功能的作业。;图10-15