城市軌道交通工程施工TBM的工作原理全斷面隧道掘進機TBM（TunnelBoringMachine）-----全斷面隧道掘進機，掘進、支護、出渣等施工工序并行連續(xù)作業(yè)，是機、電、液、氣等系統(tǒng)集成的工廠化流水線隧道施工裝備，具有掘進速度快、利于環(huán)保、綜合效益高等優(yōu)點，可實現(xiàn)傳統(tǒng)鉆爆法難以實現(xiàn)的復雜地理地貌深埋長隧洞的施工，在中國鐵道、水電、交通、礦山、市政等隧洞工程中應用正在迅猛增長。敞開式TBM單護盾TBM雙護盾TBM敞開式掘進機敞開式掘進機敞開式TBM主要適應于硬巖，能利用自身支撐機構(gòu)撐緊洞壁以承受向前推進的反作用力及反扭矩的全斷面巖石掘進機。在施工對應較完整、有一定自穩(wěn)性的圍巖時，能充分發(fā)揮出優(yōu)勢，特別是在硬巖、中硬巖掘進中，強大的支撐系統(tǒng)為刀盤提供了足夠的推力。敞開式掘進機敞開式掘進機結(jié)構(gòu)圖敞開式掘進機敞開式掘進機如遇有局部破碎帶及松軟夾層巖石，則掘進機可由所附帶的超前鉆及注漿設(shè)備，預先固結(jié)周邊巖石，然后再開挖。敞開式掘進機適合洞徑在φ2～9m之間，最優(yōu)選擇φ3～8m。全斷面隧道掘進機敞開式掘進機圖掘進機工作原理掘進機工作原理掘進機支撐板撐緊洞壁以承受刀盤掘進時傳來的反作用、反扭矩；刀盤旋轉(zhuǎn)，推進液壓缸推壓刀盤，一組盤形滾刀切入巖石，在巖面上作同心圓軌跡滾動破巖，巖碴靠自重掉入洞底，由鏟斗鏟起，巖碴靠巖碴自重經(jīng)溜槽落入皮帶機出碴，這樣連續(xù)掘進成洞。敞開式掘進機掘進機結(jié)構(gòu)示意圖1－盤形滾刀；2－刀盤；3－擴刀孔；4－出碴皮帶機；5－超前鉆機；6－電動機；7－行星齒輪減速器；8－末級傳動；9－推進液壓缸；10－后下支承；12－操縱室；13－外機架；14－內(nèi)機架；15－錨桿鉆機；16－鏟斗敞開式掘進機掘進機工作循環(huán)支撐式掘進機的工作循環(huán)①掘進行程支撐板撐緊洞壁→前、后下支撐回縮→刀盤旋轉(zhuǎn)→推進油缸推進刀盤。②換步行程前、后下支撐落地→刀盤停止旋轉(zhuǎn)→支撐板回縮→推進油缸拉回支撐及外機架。③準備下一次掘進行程。敞開式掘進機掘進機工作循環(huán)單護盾全斷面巖石掘進機單護盾全面斷面掘進機結(jié)構(gòu)1－刀盤；2－護盾；3－驅(qū)動裝置；4－推進油缸；5－皮帶運輸機；6－主軸承及大齒圈；7－刀盤支承殼體；8－混凝土管片；9－混凝土管片鋪架機單護盾掘進機單護盾全斷面巖石掘進機單護盾全斷面巖石掘進機單護盾全斷面巖石掘進機主要適應于比較破碎，圍巖的抗壓強度低，巖石僅僅能自穩(wěn)、但不能為TBM的掘進提供反力的地層，由盾尾推進液壓缸支撐在已拼裝的預制襯砌塊上或鋼圈梁上以推進刀盤破巖前進。單護盾全斷面巖石掘進機單護盾掘進機的工作原理單護盾掘進機的工作原理單護盾掘進機只有一個護盾，大多用于軟巖和破碎地層，由于沒有撐靴支撐，掘進時掘進機的前推力是靠護盾尾部的推進油缸支撐在管片上獲得，即掘進機的前進要靠管片作為“后座”以獲得前進的推力。機器的作業(yè)和管片的安裝是在護盾的保護下進行的。單護盾全斷面巖石掘進機掘進和管片安裝不能同步進行，因而掘進速度受到了限制。以下為單護盾掘進機工作原理圖。單護盾模式掘進原理示意圖單護盾全斷面巖石掘進機掘進工作原理掘進工作原理a.掘進作業(yè)：回轉(zhuǎn)刀盤→伸出輔助推進缸，撐在管片上掘進，將整個掘進機向前推進一個行程。b.換步作業(yè)：刀盤停止回轉(zhuǎn)→收縮輔助推進缸→安裝混凝土管片。單護盾全斷面巖石掘進機單護盾掘進機與盾構(gòu)機的共同點盾構(gòu)機有許多種，但是與單護盾掘進機比較，相近的盾構(gòu)只有土壓平衡盾構(gòu)（EPB）。共同點：1、都只有一個護盾；2、都有大刀盤，刀盤上都裝有一些盤形滾刀和一些刮刀；3、推進力都靠尾部的一圈油缸頂推混凝土襯砌管片來獲得。TBM全斷面掘進機的分類單護盾掘進機與盾構(gòu)機的區(qū)別:區(qū)別1區(qū)別2刀盤上的刀具也有差別，掘進機安裝的盤形滾刀較多，輔之以刮刀，但盾構(gòu)機則反之，一般安裝割刀和刮刀，只在有可能遇到較硬地層時才安裝盤形滾刀。土壓平衡式盾構(gòu)的開挖室或壓力平衡室是封閉的，能保持住一定的水壓力和土壓力，而單護盾掘進機沒有壓力平衡室；TBM全斷面掘進機的分類單護盾掘進機與盾構(gòu)機的區(qū)別:區(qū)別3土壓平衡式盾構(gòu)出碴是螺旋輸送機在壓力平衡的條件下進行的，而掘進機出碴是由皮帶式輸送機在常壓下進行的。雙護盾全斷面掘進機雙護盾掘進機結(jié)構(gòu)雙護盾掘進機的一般結(jié)構(gòu)主要由裝有刀盤及刀盤驅(qū)動裝置的前護盾，裝有支撐裝置的后護盾（支撐護盾），連接前、后護盾的伸縮部分和安裝預制混凝土管片的尾盾組成。雙護盾全斷面掘進機雙護盾掘進機結(jié)構(gòu)圖雙護盾全斷面掘進機雙護盾掘進機雙護盾掘進機在遇到軟巖時軟巖又不能承受支撐板的壓應力，由盾尾推進液壓缸支撐在已拼裝的預制襯砌塊上或鋼圈梁上以推進刀盤破巖前進。遇到硬巖時，與敞開式掘進機的工作原理一樣，靠支撐板撐緊洞壁，由主推進液壓缸推進刀盤破巖前進。雙護盾全斷面掘進機①在良好地層中掘進機典型工作原理雙護盾掘進機在良好地層和不良地層的工作方式是不同的。①在良好地層中掘進機典型工作原理：a.推進作業(yè)。伸出水平支撐缸，撐緊洞壁→起動膠帶機→回轉(zhuǎn)刀盤→伸出V型推進缸，將刀頭及護盾向前推進一個行程實現(xiàn)掘進作業(yè)。雙護盾全斷面掘進機在良好地層中掘進機典型工作原理b.換步作業(yè)：當V型推進缸推滿一行程后，就進行換步作業(yè)。刀盤停止回轉(zhuǎn)→收縮水平支撐離開洞壁→收縮V型推進缸，將掘進機后護盾前移一個行程。不斷重復上述動作，則實現(xiàn)不斷掘進。在此工況下，混凝土管片安裝與掘進可同步進行，成洞速度很快。雙護盾全斷面掘進機不能支撐巖石中掘進此時，就如單護盾掘進機一樣掘進。掘進工作原理：a.掘進作業(yè)：回轉(zhuǎn)刀盤→伸出輔助推進缸，撐在管