高速鐵路隧道施工高速鐵路隧道施工掘進(jìn)機(jī)施工第一節(jié)概述隧道掘進(jìn)機(jī)法施工(簡稱TBM)：是一種機(jī)械化的隧道掘進(jìn)方法，是利用掘進(jìn)機(jī)切削破巖、開鑿隧道的施工方法。掘進(jìn)機(jī)施工具有著鉆爆法施工不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。掘進(jìn)機(jī)施工第一節(jié)概述一、掘進(jìn)機(jī)法的特點(diǎn)隧道掘進(jìn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：（1）安全；（2）快速；（3）經(jīng)濟(jì)；（4）省工與降低勞動(dòng)強(qiáng)度；（5）排渣容易。隧道掘進(jìn)機(jī)的缺點(diǎn)：

（1）一次投資大，尺寸大，重量大，機(jī)器復(fù)雜，制造周期長，裝運(yùn)費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)錢，刀具的消耗和維修費(fèi)用貴。（2）對巖層變化的適應(yīng)性差。（3）開挖的隧道斷面局限于圓形，對其它形狀的隧道斷面，則需進(jìn)行二次開挖。（4）作業(yè)率低。（5）能耗大。一、掘進(jìn)機(jī)法的特點(diǎn)隧道掘進(jìn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：（1）安全；（2）快速；二、掘進(jìn)機(jī)類型山嶺隧道掘進(jìn)機(jī)分為全斷面和懸臂式兩大類。全斷面掘進(jìn)機(jī)又分敞開式和護(hù)盾式兩類。目前使用的主要是全斷面掘進(jìn)機(jī)。敞開式和護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)的區(qū)別在于敞開式掘進(jìn)機(jī)在開挖中依靠撐于巖壁上的水平支撐提供設(shè)備推力和扭矩的支撐反力，開挖后的圍巖暴露于機(jī)械四周；護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)中利用尾部已安裝的襯砌管片作為推進(jìn)的支撐，圍巖由于有護(hù)盾防護(hù)，在護(hù)盾長度的范圍內(nèi)，不暴露。敞開式——硬巖；護(hù)盾式——軟巖。二、掘進(jìn)機(jī)類型山嶺隧道掘進(jìn)機(jī)分為全斷面和懸臂式兩大類。全斷面第二節(jié)敞開式掘進(jìn)機(jī)一、基本構(gòu)造目前世界上生產(chǎn)的敞開式掘進(jìn)機(jī)有兩種形式：單支撐和雙支撐。支撐系統(tǒng)是掘進(jìn)機(jī)的固定部分。當(dāng)掘進(jìn)時(shí)，它支撐著掘進(jìn)機(jī)的重量并將開挖推力和扭矩傳遞給巖壁形成反力。刀盤是鋼結(jié)構(gòu)焊接件，刀盤裝有若干個(gè)盤形滾刀用于擠壓切削巖石，同時(shí)前端還裝有徑向帶齒的石渣鏟斗用于軟巖開挖。刀盤驅(qū)動(dòng)方式有：電動(dòng)和液壓。第二節(jié)敞開式掘進(jìn)機(jī)一、基本構(gòu)造二、后配套設(shè)備后配套設(shè)備主要是指為主機(jī)提供供給的設(shè)備和石渣運(yùn)輸系統(tǒng)。后配套設(shè)備包括液壓傳動(dòng)站、變電設(shè)備、開關(guān)柜、主駕駛室、通訊系統(tǒng)、備用發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、通風(fēng)系統(tǒng)、噴射混凝土設(shè)備、圍巖加固堵水注漿設(shè)備以及供水系統(tǒng)。運(yùn)渣系統(tǒng)主要是指后配套設(shè)備上的膠帶輸送機(jī)，它將主機(jī)輸送機(jī)運(yùn)來的石渣卸入礦車，再用內(nèi)燃機(jī)牽引運(yùn)到洞外。后配套設(shè)備是安裝在一軌道平臺車上。二、后配套設(shè)備第三節(jié)掘進(jìn)一、破巖原理在掘進(jìn)時(shí)盤形刀沿巖石開挖面滾動(dòng)，同時(shí)通過大刀盤均勻地在每個(gè)盤形刀上對巖面施加壓力，形成滾動(dòng)擠壓切削而實(shí)現(xiàn)破巖。二、施工管理提高施工現(xiàn)場管理水平，是提高掘進(jìn)機(jī)施工效率和效益的基礎(chǔ)。第三節(jié)掘進(jìn)一、破巖原理第四節(jié)襯砌施工一、管片式襯砌使用護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)時(shí)，一般采用圓形全周管片式襯砌。優(yōu)點(diǎn)：適合軟弱圍巖，特別是當(dāng)圍巖承載力很低，撐靴不能支撐巖面時(shí)，可利用尾部推力千斤頂，頂推已安裝的管片從而獲得推進(jìn)反力；當(dāng)撐靴可以支撐巖面時(shí)，雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)可以使掘進(jìn)和換步同時(shí)進(jìn)行，提高循環(huán)速度；利用管片安裝機(jī)速度快、支護(hù)效果好，安全性強(qiáng)。為了防水的需要，每塊管片之間要安裝止水條，并需在管片外圓和洞壁間隙壓入豆石和注漿。第四節(jié)襯砌施工一、管片式襯砌二、模筑混凝土與鉆爆法施工一致。注意：掘進(jìn)機(jī)完成掘進(jìn)任務(wù)后，不可能從原路退出，只能在原地進(jìn)行擴(kuò)大洞室施工，在擴(kuò)大洞室內(nèi)拆卸。如果用一臺掘進(jìn)機(jī)從進(jìn)口一直掘進(jìn)到出口時(shí)，則不會(huì)發(fā)生在洞內(nèi)拆卸的問題。二、模筑混凝土秦嶺隧道TBM掘進(jìn)機(jī)

秦嶺隧道TBM掘進(jìn)機(jī)第五節(jié)不良地質(zhì)地段施工一般而言,掘進(jìn)機(jī)特別是開敞式掘進(jìn)機(jī)施工，最好用于地質(zhì)條件較好的隧道。如果地質(zhì)條件太差，需要過多的輔助作業(yè)來保證掘進(jìn)機(jī)施工時(shí)，就不能發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)速度快、效率高的優(yōu)勢。同時(shí)，輔助作業(yè)的施作也受掘進(jìn)機(jī)的充塞影響，造成費(fèi)用過高，延長工期，因而也就沒有必要使用掘進(jìn)機(jī)施工了。第五節(jié)不良地質(zhì)地段施工一般而言,掘進(jìn)機(jī)特別是開敞式掘進(jìn)但任何一座隧道,不可能不出現(xiàn)一些局部地質(zhì)較差地段,因此掘進(jìn)機(jī)必須具備通過不良地質(zhì)的能力。為了滿足不良地質(zhì)的要求,掘進(jìn)機(jī)可以安裝一些輔助設(shè)備進(jìn)行特殊功能作業(yè)。加裝的地質(zhì)超前鉆機(jī)安裝在主機(jī)頂部,大刀盤后部的平臺上。它在主機(jī)停機(jī)時(shí)進(jìn)行掌子面前30m的超前鉆孔,以預(yù)報(bào)前方地質(zhì)情況,為掘進(jìn)提供可靠信息。超前鉆機(jī)還具備注漿和安裝管棚的功能,以對圍巖進(jìn)行預(yù)先加固,使掘進(jìn)機(jī)具備自我加固前方不良地質(zhì)地段的能力和自我通過能力。但任何一座隧道,不可能不出現(xiàn)一些局部地質(zhì)較差地段,因緊靠刀盤的后部安裝有鋼拱環(huán)安裝器,利用工字鋼拱環(huán)形成支護(hù)結(jié)構(gòu),這種方法的優(yōu)點(diǎn)是材料便宜,加工容易,安裝速度快,支護(hù)效果及時(shí)。鋼拱環(huán)的間距要與掘進(jìn)機(jī)的行程距離一致或成倍數(shù)關(guān)系,在預(yù)制仰拱塊上要留有安放拱環(huán)的溝槽。掘進(jìn)機(jī)上有前后兩排共4臺錨桿鉆機(jī),以滿足對圍巖進(jìn)行錨桿支護(hù)作業(yè)的需要。在掘進(jìn)的同時(shí),錨桿作業(yè)應(yīng)能同時(shí)進(jìn)行。緊靠刀盤的后部安裝有鋼拱環(huán)安裝器,利用工字鋼拱環(huán)形成支高速鐵路隧道施工23課件在掘進(jìn)機(jī)施工中也會(huì)發(fā)生一些意外的較大事故。如開挖面大規(guī)模坍方造成機(jī)件被埋;洞壁圍巖變形卡住機(jī)體;突發(fā)的大量涌水淹沒機(jī)體和工作面擠出迫使機(jī)體后移等。造成這些事故的主要原因是事先地質(zhì)勘察不明,施工地質(zhì)預(yù)報(bào)不及時(shí)。因此停工處理的時(shí)間和費(fèi)用都很高，要引起重視。在掘進(jìn)機(jī)施工中也會(huì)發(fā)生一些意外的較大事故。如開挖面大規(guī)思考題1.隧道掘進(jìn)機(jī)施工法的概念及優(yōu)缺點(diǎn)是什么？2.掘進(jìn)機(jī)破巖原理是什么？3.隧道掘進(jìn)機(jī)的種類及特點(diǎn)有哪些？思考題1.隧道掘進(jìn)機(jī)施工法的概念及優(yōu)缺點(diǎn)是什么？高速鐵路隧道施工高速鐵路隧道施工掘進(jìn)機(jī)施工第一節(jié)概述隧道掘進(jìn)機(jī)法施工(簡稱TBM)：是一種機(jī)械化的隧道掘進(jìn)方法，是利用掘進(jìn)機(jī)切削破巖、開鑿隧道的施工方法。掘進(jìn)機(jī)施工具有著鉆爆法施工不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。掘進(jìn)機(jī)施工第一節(jié)概述一、掘進(jìn)機(jī)法的特點(diǎn)隧道掘進(jìn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：（1）安全；（2）快速；（3）經(jīng)濟(jì)；（4）省工與降低勞動(dòng)強(qiáng)度；（5）排渣容易。隧道掘進(jìn)機(jī)的缺點(diǎn)：

（1）一次投資大，尺寸大，重量大，機(jī)器復(fù)雜，制造周期長，裝運(yùn)費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、費(fèi)錢，刀具的消耗和維修費(fèi)用貴。（2）對巖層變化的適應(yīng)性差。（3）開挖的隧道斷面局限于圓形，對其它形狀的隧道斷面，則需進(jìn)行二次開挖。（4）作業(yè)率低。（5）能耗大。一、掘進(jìn)機(jī)法的特點(diǎn)隧道掘進(jìn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：（1）安全；（2）快速；二、掘進(jìn)機(jī)類型山嶺隧道掘進(jìn)機(jī)分為全斷面和懸臂式兩大類。全斷面掘進(jìn)機(jī)又分敞開式和護(hù)盾式兩類。目前使用的主要是全斷面掘進(jìn)機(jī)。敞開式和護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)的區(qū)別在于敞開式掘進(jìn)機(jī)在開挖中依靠撐于巖壁上的水平支撐提供設(shè)備推力和扭矩的支撐反力，開挖后的圍巖暴露于機(jī)械四周；護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)中利用尾部已安裝的襯砌管片作為推進(jìn)的支撐，圍巖由于有護(hù)盾防護(hù)，在護(hù)盾長度的范圍內(nèi)，不暴露。敞開式——硬巖；護(hù)盾式——軟巖。二、掘進(jìn)機(jī)類型山嶺隧道掘進(jìn)機(jī)分為全斷面和懸臂式兩大類。全斷面第二節(jié)敞開式掘進(jìn)機(jī)一、基本構(gòu)造目前世界上生產(chǎn)的敞開式掘進(jìn)機(jī)有兩種形式：單支撐和雙支撐。支撐系統(tǒng)是掘進(jìn)機(jī)的固定部分。當(dāng)掘進(jìn)時(shí)，它支撐著掘進(jìn)機(jī)的重量并將開挖推力和扭矩傳遞給巖壁形成反力。刀盤是鋼結(jié)構(gòu)焊接件，刀盤裝有若干個(gè)盤形滾刀用于擠壓切削巖石，同時(shí)前端還裝有徑向帶齒的石渣鏟斗用于軟巖開挖。刀盤驅(qū)動(dòng)方式有：電動(dòng)和液壓。第二節(jié)敞開式掘進(jìn)機(jī)一、基本構(gòu)造二、后配套設(shè)備后配套設(shè)備主要是指為主機(jī)提供供給的設(shè)備和石渣運(yùn)輸系統(tǒng)。后配套設(shè)備包括液壓傳動(dòng)站、變電設(shè)備、開關(guān)柜、主駕駛室、通訊系統(tǒng)、備用發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、通風(fēng)系統(tǒng)、噴射混凝土設(shè)備、圍巖加固堵水注漿設(shè)備以及供水系統(tǒng)。運(yùn)渣系統(tǒng)主要是指后配套設(shè)備上的膠帶輸送機(jī)，它將主機(jī)輸送機(jī)運(yùn)來的石渣卸入礦車，再用內(nèi)燃機(jī)牽引運(yùn)到洞外。后配套設(shè)備是安裝在一軌道平臺車上。二、后配套設(shè)備第三節(jié)掘進(jìn)一、破巖原理在掘進(jìn)時(shí)盤形刀沿巖石開挖面滾動(dòng)，同時(shí)通過大刀盤均勻地在每個(gè)盤形刀上對巖面施加壓力，形成滾動(dòng)擠壓切削而實(shí)現(xiàn)破巖。二、施工管理提高施工現(xiàn)場管理水平，是提高掘進(jìn)機(jī)施工效率和效益的基礎(chǔ)。第三節(jié)掘進(jìn)一、破巖原理第四節(jié)襯砌施工一、管片式襯砌使用護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)時(shí)，一般采用圓形全周管片式襯砌。優(yōu)點(diǎn)：適合軟弱圍巖，特別是當(dāng)圍巖承載力很低，撐靴不能支撐巖面時(shí)，可利用尾部推力千斤頂，頂推已安裝的管片從而獲得推進(jìn)反力；當(dāng)撐靴可以支撐巖面時(shí)，雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)可以使掘進(jìn)和換步同時(shí)進(jìn)行，提高循環(huán)速度；利用管片安裝機(jī)速度快、支護(hù)效果好，安全性強(qiáng)。為了防水的需要，每塊管片之間要安裝止水條，并需在管片外圓和洞壁間隙壓入豆石和注漿。第四節(jié)襯砌施工一、管片式襯砌二、模筑混凝土與鉆爆法施工一致。注意：掘進(jìn)機(jī)完成掘進(jìn)任務(wù)后，不可能從原路退出，只能在原地進(jìn)行擴(kuò)大洞室施工，在擴(kuò)大洞室內(nèi)拆卸。如果用一臺掘進(jìn)機(jī)從進(jìn)口一直掘進(jìn)到出口時(shí)，則不會(huì)發(fā)生在洞內(nèi)拆卸的問題。二、模筑混凝土秦嶺隧道TBM掘進(jìn)機(jī)

秦嶺隧道TBM掘進(jìn)機(jī)第五節(jié)不良地質(zhì)地段施工一般而言,掘進(jìn)機(jī)特別是開敞式掘進(jìn)機(jī)施工，最好用于地質(zhì)條件較好的隧道。如果地質(zhì)條件太差，需要過多的輔助作業(yè)來保證掘進(jìn)機(jī)施工時(shí)，就不能發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)速度快、效率高的優(yōu)勢。同時(shí)，輔助作業(yè)的施作也受掘進(jìn)機(jī)的充塞影響，造成費(fèi)用過高，延長工期，因而也就沒有必要使用掘進(jìn)機(jī)施工了。第五節(jié)不良地質(zhì)地段施工一般而言,掘進(jìn)機(jī)特別是開敞式掘進(jìn)但任何一座隧道,不可能不出現(xiàn)一些局部地質(zhì)較差地段,因此掘進(jìn)機(jī)必須具備通過不良地質(zhì)的能力。為了滿足不良地質(zhì)的要求,掘進(jìn)機(jī)可以安裝一些輔助設(shè)備進(jìn)行特殊功能作業(yè)。加裝的地質(zhì)超前鉆機(jī)安裝在主機(jī)頂部,大刀盤后部的平臺上。它在主機(jī)停機(jī)時(shí)進(jìn)行掌子面前30m的超前鉆孔,以預(yù)報(bào)前方地質(zhì)情況,為掘進(jìn)提供可靠信息。超前鉆機(jī)還具備注漿和安裝管棚的功能,以對圍巖進(jìn)行預(yù)先加固,使掘進(jìn)機(jī)具備自我加固前方不良地質(zhì)地段的能力和自我通過能力。但任何一座隧道,不可能不出現(xiàn)一些局部地質(zhì)較差地段,因緊靠刀盤的后部安裝有鋼拱環(huán)安裝器,利用工字鋼拱環(huán)形成支護(hù)結(jié)構(gòu),這種方法的優(yōu)點(diǎn)是材料便宜,加工容易,安裝速度快,支護(hù)效果及時(shí)。鋼拱環(huán)的間距要與掘進(jìn)機(jī)的行程距離一致或成倍數(shù)關(guān)系,在預(yù)制仰拱塊上要留有安放拱環(huán)的溝槽。掘進(jìn)機(jī)上有前后兩排共4臺錨桿鉆機(jī),以滿足對圍巖進(jìn)行錨桿支護(hù)作業(yè)的需要。在掘進(jìn)的同時(shí),錨桿作業(yè)應(yīng)能同時(shí)進(jìn)行。緊靠刀盤的后部安裝有鋼拱環(huán)安裝器,利用工字鋼拱環(huán)形成支高速鐵路隧道施工23課件在掘進(jìn)機(jī)施工中也會(huì)發(fā)生一些意