01 敞开式TBM施工设备简介(李世民)请勿外传网传
敞开式TBM特长隧洞施工供电技术
云 南 水 力 发 电
ＹＵＮＮＡＮ Ｗ ＡＴＥＲ ＰＯＷ ＥＲ
９５
敞开式 ＴＢＭ 特长隧洞施工供 电技术
栾纯立 ，陈桐 ，汉景 山 ，樊家毅 ，李世 民
（中国水利水 电第十四工程局有限公司大理分公司 ，云南 大理 ６７１０００）
摘 ■ ：国 内外 ＴＢＭ 施工 供 电均采 用 １０ｋＶ 线 路进 洞供 电 ， 由于该 工程 埋深 大 、隧 洞长 ，为避免 因电压 降低 影 响 ＴＢＭ 正 常启动 ，结 合
Ｔ Ｂ Ｍ
倒 车 洞 变 压器
３１５ｋＶＡ
１０ｋＶ电缆 ＹＪＶ３×３５ｍｍ２铜 芯
仰 拱 台车 变 压 器
２００ｋＶＡ
ｌＯｋＶ电 缆 ＹＪＶ３ Ｘ ７０ｍｍ２铜 芯
支 洞 口综 合 变 压 器 １２５０ｋＶＡ １ＯｋＶ电 缆 ＹＪＶ３ Ｘ ７０ｍｍ２铜 芯
支 洞 口综合 变 压 器 ６３０ｋＶＡ
料 场 线 开 关
１ＯｋＶ电 缆 ＹＪＶ３ Ｘ ２４０ｍｍ２铜 芯
１ＯｋＶ电 缆 ＹＪＬＶ３ Ｘ ７０ｍｍ２铝 芯
ｌＯｋＶ电缆 ＹＪＶ３ Ｘ ３５ｍｍ２铜 芯 十
１０ｋＶ￣ ｌ燮 升 压 变 压 器 ６３０ＯｋＶ Ａ
２０ｋＶ电 缆
ＹＪＶ３ ｍｍ２铝 芯
１ 工程概 况
表 １ 通风 系统 技术 参数 表
标段主洞长 ４１．０９ｋｍ，其中钻爆长度 ３．４ｋｍ， ＴＢＭ 施工洞段长 ３７．６９ｋｉ ｎ，由两台德 国海瑞 克生 产 的敞开式 ＴＢＭ 施工 ，ＴＢＭ 掘进段 开挖直径 ８．５ｍ， ４条施工支洞把主洞划分为 ４个 ＴＢＭ 掘进 段 ，主 洞选 用 ２台敞开式 ＴＢＭ 掘进 施工 。
敞开式TBM环形钢构支护施工工法及设备配套
型钢 弯 曲成 的环 形结 构 ， 当面对 地 质条件 差 、 类别 达到
Ｉ Ｖ级 、 Ｖ级 围 岩 的不 良地 质 条 件 时 ， 隧洞一般在 锚、 网、 喷 的基础 上增 加钢 拱架 支护 。更 恶劣 的地 质条 件 ， 还要 采取 超前 小 导管 、 灌 浆 等 预 处 理措 施 。 。 敞开
临 空 状 态 的 围岩 ， 进 而在 环 形 钢 构 的 保 护 下 完成 喷 锚 支 护 。 工 程 实践 表 明 ， 新 的 施 工 方 法 不 仅 使 作 业过 程 安
全、 可控 ， 而 且 掘 进 速 度 可 从 原 来 的每 天 ５～１ ０ ｍ提 升 至 １ ５～ ２ ５ ｍ。 关 键 词： 敞 开式 Ｔ Ｂ Ｍ； 环 形钢 构 ；支护 ； 施 工工法 ； 设 备 配套
第４ ８卷 第 ５期 ２ ０ １ ７ 年 ３月
人 民 长 江
Ｙａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ
Ｖｏ １ ． ４ ８． Ｎｏ． ５ Ｍａ ｒ ．． ２ ０１ ７
文章编号 ： １ ０ ０ １— ４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ５— ０ ０ ６ １— ０ ４
全。
本较高， 根 本显 现 不 出 Ｔ Ｂ Ｍ高效、 安全 、 环保 的优 势 ，
反 而不 如传 统钻 爆 法灵 活 。因此 一旦 破碎 带地 质条件 在 整个 掘进 洞段 占 比较 多 时 ， Ｔ Ｂ Ｍ 掘 进进 度 更 多 有赖 于 围岩 的好 坏 ， 极大 地 限制 了敞开 式 Ｔ Ｂ Ｍ 的广 泛应
用。
（ ２ ）现有 的 Ｔ Ｂ Ｍ 安 装 钢拱 架 需 要将 分 段 制 造 的 标准 节 预先拼 装在 钢 拱 架 安装 器 存 储 环 上 ， 由于 钢拱 架直 径 远大 于存储 环 直 径 ， 最后 一 节 标 准 节 只 能 重叠 在第 一节 外侧 或上 面 ， 而 每 一个 标 准 节 都需 要 开 孔 以 便让 位 于存储 仓上 的销 子临 时 固定 。拱 架 和存 储 环直 径 的不一 样 同时也造 成 每一个 标准 节开 孔 的位 置并 不
敞开式TBM穿越强岩爆洞段掘进方法[发明专利]
![敞开式TBM穿越强岩爆洞段掘进方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/8fd56c60d0d233d4b04e692f.png)
专利名称：敞开式TBM穿越强岩爆洞段掘进方法专利类型：发明专利
发明人：杜立杰,洪开荣,陈馈,孙振川,郭灿,杜旭峰申请号：CN201810706793.7
申请日：20180702
公开号：CN108915712A
公开日：
20181130
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种敞开式TBM穿越强岩爆洞段掘进方法，该方法包括如下步骤：s1、控制TBM掘进进尺，并利用TBM护盾抵抗岩爆产生的能量，操控护盾油缸收缩以使岩爆能量逐渐释放；s2、随着TBM的向前掘进，在护盾后方进行支护以对岩爆过后的碎渣形成支撑。
本发明所述的敞开式TBM穿越强岩爆洞段掘进方法，由于TBM自身护盾具有较强的结构强度而足以抵抗岩爆时产生的能量，因此在通过利用TBM自身护盾来抵抗岩爆时，并不会产生破坏性的影响，并可通过支护对碎渣进行支撑，防止碎渣塌落，且此时支护结构仅用于支撑将从护盾上滑落的石渣，而不是直接抵抗岩爆冲击，因此支护免于被破坏，便于TBM顺利进行下一个循环掘进。
申请人：石家庄铁道大学,中铁隧道局集团有限公司,盾构及掘进技术国家重点实验室
地址：050043 河北省石家庄市北二环东路17号
国籍：CN
代理机构：石家庄轻拓知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：侯迎新
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TBM类型及工作原理介绍
TBM类型及工作原理介绍TBM是一种集掘进、出碴、导向、支护和通风防尘等多功能为一体的大型高效隧道施工机械。
TBM的分类网络图详见图1。
以下就敞开式掘进机与护盾式掘进机进行详细比较分析。
1、敞开式掘进机（1）敞开式掘进介绍敞开式TBM主要适应于硬岩，能利用自身支撑机构撑紧洞壁以承受向前推进的反作用力及反扭矩的全断面岩石掘进机。
在施工对应较完整、有一定自稳性的围岩时，能充分发挥出优势，特别是在硬岩、中硬岩掘进中，强大的支撑系统为掘进机主机根据岩性不同可选择配置临时支护设备如钢架安装器、锚杆钻机、钢筋网安装机、超前钻、管棚钻机、喷混凝土机及注浆机等。
图3 敞开式掘进机图如遇有局部破碎带及松软夹层岩石，则掘进机可由所附带的超前钻及注浆设备，预先固结周边岩石，然后再开挖。
敞开式掘进机适合洞径在φ2～9m之间，最优选择φ3～8m。
（2）敞开式全面断面岩石掘进机工作原理1）盘形滚刀破岩机理在推力作用下，安装在刀盘上的盘形滚刀紧压岩面，随着刀盘的旋转，盘形滚刀绕刀盘中心轴公转的同时绕自身轴线自转，在刀盘强大的推力、扭矩作用下，图4 刀具破岩原理示意图2）掘进机工作原理掘进机工作原理见图5。
掘进机支撑板撑紧洞壁以承受刀盘掘进时传来的反作用、反扭矩；刀盘旋转，推进液压缸推压刀盘，一组盘形滚刀切入岩石，在岩面上作同心圆轨迹滚动破岩，岩碴靠自重掉入洞底，由铲斗铲起，岩碴靠岩碴自重经溜槽落入皮带机出碴，这样连续掘进成洞。
图5 掘进机（Jarva27）结构示意图1－盘形滚刀；2－刀盘；3－扩刀孔；4－出碴皮带机；5－超前钻机；6－电动机；7－行星齿轮减速器；8－末级传动；9－推进液压缸；10－后下支承；12－操纵室；13－外机架；14－内机架；15－锚杆钻机；16－铲斗3）掘进机工作循环支撑式掘进机的工作循环，如图6。
①掘进行程图支撑板撑紧洞壁→前、后下支撑回缩→刀盘旋转→推进油缸推进刀盘。
②换步行程前、后下支撑落地→刀盘停止旋转→支撑板回缩→推进油缸拉回支撑及外机架。
敞开式TBM洞内受限空间拆机关键技术(水电十四局李世民)
主梁尾端 水平撑靴处鞍架下方 主驱动下方固定在底护盾下 连接水平撑靴和主梁
锚杆钻机液压站 控制室
备注
贯通面前
贯通面后 贯通面后，行程200mm
贯通面后 贯通面后，行程2m
贯通面后 贯通面后 贯通面后 贯通面后
将TBM主机部分移动至滑动板上的盾体支架上，再安装提升支架、提升油缸等构
2、通过对组装洞2×100t桥机行走小车及轨道进行改造，吊装主驱动及翻身架摆放在行走小车上后 前后限速收放、缓慢后退，起重设备同步下放承载吊钩，解决门式固定双梁起重装置纵向行走受限条件 下140吨主驱动安全、高效翻身，以减少拆卸专用设备投入，缩短拆卸工期。
3、拆卸间顶拱局部扩挖直边墙浇筑待强后，即安装门式固定双梁起吊装置，满足8.5m起吊高度， 在TBM自主后退的情况下，合理安排敞开式TBM拆卸方案，85天即安全、高效、快速地完成直径8.5m、长 179m（主机+连接桥+7节后配套）敞开式TBM洞内拆机。
三、适用范围
适用于采用开敞式TBM施工的长大隧洞贯通后，不受拆卸间围岩完整性影响，正向完成敞 开式TBM洞内拆机。
四、工艺原理
敞开式TBM拆卸间在TBM贯通前完成土建项目，并安装2×100t门式固定双梁起重装置和2个20t 纵向单轨滑动电动葫芦吊梁，满足TBM结构件吊装。TBM1贯通后，安装步进系统，依照“自上而下、 先外后内；先主流，后分支；先主体、后框架结构”拆卸原则，利用起重装置、安装拆卸吊具，安 装拆卸方案逐一进行刀盘边块、刀盘中心块、护盾、主驱动、撑靴系统、推进油缸、主梁、连接桥、 1#-7#台车的拆卸。拆机主要工程量如下表，拆机主要方法如下：
HJ隧洞工程施工三标 敞开式TBM洞内受限空间拆机关键技术研究
敞开式TBM超前地质预报探测
98敞开式TBM 超前地质预报探测宫占明，楚锦山，李世民，朱更龙（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）摘 要：目前岩石隧洞开挖施工多采用人工钻爆法、硬岩掘进机(TBM)等。
在敞开式TBM 施工中，初期支护只能从围岩顶护盾揭露出来的地质，才能采取常规的锚喷支护，为减少遭遇不可预期不良地质对施工干扰的影响，对隧洞开挖掌子面前方围岩实施超前探测，拟采用TSP、TRT、地质雷达综合超前探测手段。
关键词： TSP、TRT；地质雷达；超前地质探测；深埋；特长隧道中图分类号：U456.3 文献标识码：B 文章编号：1006-3951(2017)02-0098-03DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2017.02.034收稿日期：2016-11-30作者简介：宫占明（1976）,男，黑龙江依安人，工程师，主要从事水电工程施工项目管理工作。
*云南水力发电YUNNAN WATER POWER 第33卷第2 期0 引言在深埋长隧道的施工中，全断面岩石掘进机与传统钻爆法相比敞开式TBM 在掘进速度和作业环境方面有无可比拟的优势，可以预见越来越多铁路隧道、公路隧道及水工隧道工程将采用全断面岩石掘进机施工。
敞开式TBM 在长隧道工程的不良地质超前预报技术在加快施工速度节约时间成本的同时也可减少不合理支护降低施工投资[1]。
隧道施工地质灾害对施工人员机具造成的安全威胁一直是隧道及地下工程急需解决难题。
1 工程概况本项目为隧道工程，主洞长41087.354m，采用两台敞开式硬岩掘进机（TBM1和TBM2）分四个掘进段施工，TBM1掘进施工17.34km，TBM2掘进施工20.34km。
隧洞纵坡i =0.28‰，开挖洞径为8.5m，开挖成洞断面为圆形。
TBM 向上游小桩号里程掘进，根据设计提供工程地质资料，TBM2将通过长度为200m 的YGF-441断层带[3]。
YGF-441断层分布于6号支洞TBM2-1掘进段里程41+060～40+860，宽度为200m，埋深700m 以上，断层产状为NE25°∠80°，物探解译中心破碎带宽50m 左右，钻孔揭露垂直宽度56～95m，受其影响次一级小型构造发育垂直宽度316～590m。
敞开式TBM的装配式支护钢管片及其与喷锚联合支护方法[发明专利]
![敞开式TBM的装配式支护钢管片及其与喷锚联合支护方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/4bb7cfe7b04e852458fb770bf78a6529647d35c8.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911374463.3(22)申请日 2019.12.27(71)申请人 中水北方勘测设计研究有限责任公司地址 300222 天津市河西区洞庭路60号(72)发明人 池建军 于茂 章跃林 文雯 马骋 赵健 孙强 王浏刘 吴彤 张海涛 (74)专利代理机构 天津市鼎和专利商标代理有限公司 12101代理人 李凤(51)Int.Cl.E21D 11/18(2006.01)E21D 11/10(2006.01)E21D 20/02(2006.01)E21F 16/02(2006.01)(54)发明名称敞开式TBM的装配式支护钢管片及其与喷锚联合支护方法(57)摘要本发明公开了一种敞开式TBM的装配式支护钢管片结构及其与喷锚联合的支护方法，该装配式环形钢管片分为多环，每环钢管片由带肋钢壳结构组成，环形钢管片之间采用螺栓连接。
钢管片面板及肋板上设置预留孔，可布设灌浆孔、螺栓孔、锚杆孔、排水孔等，通过预留孔进行锚杆或预应力锚杆支护及灌浆，必要时进行超前钢花管注浆，从而形成敞开式TBM隧洞用的装配式封闭支护工法。
该结构解决了敞开式TBM工法时无法及时封闭盾尾出露围岩的难题，为盾尾出露的破碎围岩快速提供大刚度、全封闭支撑条件，增加撑靴处承载能力，提高TBM掘进效率，支护结构安全性高、与锚喷支护结合后处理措施多样，对突涌水、断层破碎带、岩爆等不良地质的适应性好，可靠性高。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 110939468 A 2020.03.31C N 110939468A1.一种敞开式TBM的装配式支护钢管片，其特征在于，装配式支护钢管片为弧形带肋钢壳结构，包括弧形钢壳(1)、设置在弧形钢壳弧面内侧的多个环向肋板(2)和多个纵向肋板(3)，边部的两个纵向肋板(3)与边部的两个环向肋板(2)围在弧形钢壳(1)四周，焊接成一个整体，内部的纵向肋板(3)垂直焊接在相邻的两个环向肋板(2)壁上，底面焊接在弧形钢壳(1)的内壁上，在弧形钢壳(1)上开有多个用于插入注浆锚杆和超前钢花管的预留孔(4)，边部的两个纵向肋板(3)与边部的两个环向肋板(2)上开有多个螺栓孔(5)，多片装配式支护钢管片通过螺栓拧入相邻两块支护钢管片上的螺栓孔(5)而组装成环状支护结构。
一种敞开式tbm钢瓦片安装支护系统及方法
一种敞开式tbm钢瓦片安装支护系统及方法
一种敞开式TBM钢瓦片安装支护系统及方法是一种用于地下
隧道开挖的支护系统。
该系统采用敞开式TBM（盾构）和钢
瓦片作为支护材料，用于保护隧道周围的土体和地下构筑物。
该系统包括以下要素：
1. 敞开式TBM（盾构）：用于挖掘地下隧道，在挖掘过程中
将土体送入敞开结构中。
2. 钢瓦片：用于支撑和固定挖掘后的土体，防止隧道塌方。
3. 支撑装置：用于安装和固定钢瓦片，在TBM挖掘过程中提
供支撑作用。
方法如下：
1. 准备工作：在地面上设置起始点和终点，并进行基础工作如地面平整，施工区域标识等。
2. 安装敞开式TBM：将敞开式TBM放置在起始点，并进行
校准和调试。
3. 开挖隧道：启动敞开式TBM，开始挖掘地下隧道。
在挖掘
的过程中，敞开结构将土体送入敞开式TBM。
4. 安装钢瓦片：在土体被挖掘走后，立即安装钢瓦片作为支撑。
钢瓦片之间通过特定的接头方式连接，形成一道完整的支护体系。
5. 固定钢瓦片：使用支撑装置将钢瓦片固定在TBM的前方，确保其稳定并能承受地下土压力。
6. 循环进行：持续进行开挖和安装钢瓦片的步骤，直至达到终点。
通过以上步骤，该敞开式TBM钢瓦片安装支护系统能够在地下隧道开挖过程中提供有效的支护和稳定，保证施工的安全和顺利进行。
浅谈敞开式TBM掘进机上设备桥部位折臂吊机常见故障分析与处理措施
浅谈敞开式TBM掘进机上设备桥部位折臂吊机常见故障分析与处理措施1. 引言1.1 概述浅谈敞开式TBM掘进机上设备桥部位折臂吊机常见故障分析与处理措施引言敞开式TBM（Tunnel Boring Machine）掘进机是一种重要的地下工程施工设备，其上设备的桥部位折臂吊机在掘进过程中起着至关重要的作用。
桥部位折臂吊机负责起吊和搬运各类材料和设备，是保障掘进机正常运转的重要组成部分。
本文将就敞开式TBM掘进机上设备桥部位折臂吊机常见故障进行分析，并提出相应的处理措施。
通过对桥部位折臂吊机的工作原理、常见故障原因进行研究，在故障发生时能够及时有效地解决问题，确保施工的顺利进行。
故障的频繁发生给工程施工带来了不小的困扰，因此及时对桥部位折臂吊机的故障进行分析和处理，对提高施工效率、保障工程质量具有重要意义。
下文将详细探讨桥部位折臂吊机的工作原理、常见故障分析和处理措施，以及维护保养要点和安全注意事项。
1.2 研究背景敞开式TBM（隧道掘进机）是目前隧道施工中常用的一种设备，其中的桥部位折臂吊机在掘进过程中扮演着重要角色。
折臂吊机在使用过程中常常会出现各种故障，影响施工效率和安全性。
对折臂吊机的常见故障进行分析和处理是非常重要的。
研究背景：随着城市发展和基础设施建设的不断推进，隧道施工需求越来越大。
而折臂吊机作为TBM上的设备之一，在隧道掘进中起着至关重要的作用。
由于工况复杂、操作频繁等特点，折臂吊机经常会遇到各种故障问题。
目前对于折臂吊机常见故障的分析研究还比较匮乏，缺乏系统性和深入性的研究成果。
有必要对折臂吊机的故障进行深入分析，总结出常见故障及相应的处理方法，以提高折臂吊机的可靠性和安全性，同时为隧道施工的顺利进行提供技术支持。
1.3 研究意义研究意义在于深入探讨敞开式TBM掘进机上设备桥部位折臂吊机的常见故障及处理方法，有助于提高设备使用效率和工作安全性。
通过分析和总结折臂吊机故障的原因，可以为设备维护保养提供重要参考，延长设备使用寿命，降低维修成本。
浅谈敞开式TBM_整体式刀盘的选择与长距离大坡度路段运输技术
902023年11月上 第21期 总第417期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview隧洞开挖直径7.03m 采用整体式或分块式刀盘，在主体结构、刀具数量和布置等方面基本一致，不同之处是分块式刀盘增加了分块连接结构，原有的不对称两分块刀盘通过焊接和栓接组合连接。
整体式刀盘因没有分块连接置恰好有支撑筋板和连接法兰交叉，造成该位置滚刀在一个狭小的角落内，换刀需通过连接法兰的开孔，较为不便。
而整体式刀盘不存在此问题，工地换刀和维保更为方便。
此外，由于分块刀盘各分块之间使用了螺栓连接，须收稿日期：2023-04-11作者简介：武朝欢（1988—），男，河南商丘人，工程师，研究方向：水利水电工程等。
浅谈敞开式TBM 整体式刀盘的选择与长距离大坡度路段运输技术武朝欢（中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁沈阳 110167）摘 要：敞开式TBM 掘进机具有施工快速高效、环保等优点，整体式刀盘优势明显，但其结构尺寸大、重量重，在地下洞室进行设备组装时，运输安全是一项难点工作，尤其在长距离大坡度下坡路段运输，对运输车辆刹车系统是一项重大考验。
落地刹车装置的912023年11月上 第21期 总第417期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview装置如图3所示。
1-工作平台2-液压控制油箱3-刹车操纵杆4-刹车液压油缸5-刹车块图3 落地刹车强制制动装置922023年11月上 第21期 总第417期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview生摩擦力。
（5）刹车块为1.2m×1m×0.3m 的实心铁块，安装在专用板车底部，通过刹车液压油缸相连接，刹车块下方增加焊接一定数量的防滑钉，增加摩擦力。
4.3 落地刹车装置工作原理落地刹车强制制动装置由自动转向液压轴线升降专用板车尾部的工作平台、液压控制箱、刹车操作杆、刹车液压油缸、刹车块等组成。
一种具有管片安装功能的敞开式TBM[实用新型专利]
![一种具有管片安装功能的敞开式TBM[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ccdb15d70912a216157929ad.png)
专利名称：一种具有管片安装功能的敞开式TBM
专利类型：实用新型专利
发明人：李建斌,王杜鹃,高渐宝,张世展,翟国强,张啸,张玉峰申请号：CN201520128469.3
申请日：20150306
公开号：CN204532358U
公开日：
20150805
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种具有管片安装功能的敞开式TBM，包括刀盘、主驱动和护盾，所述刀盘固定在护盾的最前端，主驱动固定在护盾上，刀盘后端与主驱动固定连接，所述护盾中部固定设有主梁，主梁上依次设有管片拼装机、推进油缸和撑靴，推进油缸的活塞杆与撑靴相铰接；所述撑靴滑动设在主梁上，撑靴上设有沟槽。
本实用新型利用设置在主梁上的撑靴支撑隧道的两侧，利用推进油缸使刀盘在主驱动的推动下实现掘进，利用管片安装机将预制的管片进行拼接，实现对隧道的支护，从而大大提高了隧道支护的质量，减少了打锚杆、喷浆施工等多道施工工艺，提高了施工效率和隧道内的施工环境，从而减少施工人员和辅助设备，降低了施工成本。
申请人：中铁工程装备集团有限公司
地址：450000 河南省郑州市经济技术开发区第六大街99号
国籍：CN
代理机构：郑州优盾知识产权代理有限公司
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TBM设备组成及功能介绍
支撑盾内设有辅助推进油缸和 ＴＢＭ 支撑装置。撑靴 布 置 的 形 状 使 得支撑力作用到两侧和底部， 在 ３ 个点上将 ＴＢＭ 固定在隧洞内 ， 增 大 了 ＴＢＭ 内部空间。支撑盾承受全部的掘进反推力， 在换刀时也可将前盾向 后收回。支撑系统的压力可以根据地质条件变化随时调整， 即能根据刀 盘对推进力的需要来提供相应的接触反力。 １．６ 主推进系统
３．１ 连接桥 连接桥位于 ＴＢＭ 主机后面， 连接桥下留有足够的空间， 用于管片吊
机运输管片和储存、铺设铁轨， 连接桥上安有皮带输送机、新鲜空气的通 风 管 道 、管 片 吊 机 运 行 的 轨 道 ， 在 其 上 部 的 工 作 平 台 上 放 有 主 机 液 压 系 统动力站。 ３．２ 后配套皮带机
２５８
电 视 监 视 系 统 由 摄 像 机 和 显 示 器 组 成 。 摄 像 机 设 计 为 防 尘 、防 水 和 防震动， 显示器为黑白电视显示器， 具有多视窗显示功能， 安设在主控室 内。 ２．４ 数据采集处理系统
数 据 采 集 系 统 可 采 集 、处 理 、储 存 、显 示 、评 估 与 ＴＢＭ 有 关 的 数 据 。 所有测量数据都通过被时钟脉冲控制的测量传感器连续地采集和显示。 所有必须记录的测量值都以图形的形式显示在 ＰＤＶ 的监测器上。 ２．５ 导向系统
摘 要： 介绍了全断面掘进机（ ＴＢＭ） 主机的组成、辅助设备、后配套及其功能。
关键词： 隧道施工； ＴＢＭ； 施工机械
中图分类号： Ｕ４５５
文献标识码： Ａ
由 于 全 断 面 掘 进 机（ Ｔｕｎｎｅｌ Ｂｏｒｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ， 简 称 ＴＢＭ） 的 施 工 具 有 快 速 、高 效 、安 全 可 靠 、施 工 质 量 好 、成 本 低 等 优 点 ， 且 集 机 械 、电 子 、液 压 、激 光 控 制 等 技 术 为 一 体，实 现 了 高 度 机 械 化 和 自 动 化，作 为 当 前 最 先 进的大型地下隧道开挖衬砌成套装备， 得到了广泛应用。ＴＢＭ 由主机和 后配套组成， 下面介绍 ＴＢＭ 有关部件。
TBM设备介绍及维修保养
TBM介绍及维修保养1 TBM介绍本标段1#隧洞自引(1)2+500～引(1)15+415.615段开挖采用的TBM为美国robbins 公司生产，刀盘安装新刀时开挖直径为12430mm，刀具磨损到极限时开挖直径不小于12400mm。
TBM从结构上分为主机、皮带连接桥和后配套三个部分，主机主要由刀盘、刀盘支撑体、护盾、主轴承、驱动系统、主梁、水平支撑、后支撑等组成，喷射混凝土台车位于皮带连接桥上。
后配套系统由轨行式台车组成，后配套台车上布置液压动力站、变压器、配电柜、电缆水管卷筒、除尘通风设备等。
TBM整机长度210m，其中主机长度为20m，皮带连接桥长度为40m(含轨道和轨枕安装区域)，后配套长度为115m，斜坡段长度35m。
TBM主机重量约为1400t，后配套累计重量约为1100t。
.1.1 主机部分1.1.1 刀盘和刀具刀盘表面设计采用平面设计，可以减少在不稳定地层中的启动和掘进扭矩。
同时在施工中起到稳定掌子面的作用。
刀盘设计为6块，包括中心块2块，边块4块，以便于运输。
(1)刀盘装备有喷水嘴，用于喷水降尘。
高压水通过刀盘中心回转接头和管路进入喷嘴，在喷水嘴形成水雾喷出降尘。
(2)刀盘周边的铲斗可以有效地清理隧洞底部的细小渣石。
溜渣槽采用耐磨钢板制成。
(3)刀具采用19〃盘形滚刀，滚刀刀圈工作可靠并且采用嵌入式轴承和金属密封。
所有的刀圈都是可以更换的。
(4)刀盘的外表面焊接耐磨格条，以加强刀盘的耐磨性能。
1.1.2 主驱动系统刀盘驱动采用14台315kW变频调速电机驱动。
驱动系统最大扭矩(刀盘脱困)时24,778 kNm(3.3倍高速扭矩)，在转数2.4rpm时为16519 kNm，在转数5.0rpm时为7509 kNm。
刀盘可实现正时针与反时针旋转，正常掘进时只能按一个方向旋转，必要时可以实现反转。
刀盘具备点动控制功能，以便检查及更换刀具时精确控制刀盘位置。
(1)主轴承采用大直径的三列滚子轴承，其寿命设计与预期的隧洞施工工期相匹配。
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辽宁辽西北项目2台 甘肃兰州水源1台 新疆伊河项目1台 新疆额河项目2台
3
中国水利水电第六工程局 有限公司
辽宁省沈阳 中央企
市
业
中国电力建设 股份有限公司
水利水电工程总承包 一级
注册资本11.46亿 元、 员工6124余
人
湖北鄂西北项目1台 新疆额河项目2台 辽宁辽西北项目1台 辽宁大伙房项目1台
国外典型应用:英吉利海峡隧道由2条外径8.6m单线铁路隧道与1条外径5.6m 辅助隧道组成。全长48.5km，海底段长37.5km，隧道最深处在海平面下100m，全 隧道建成标志着TBM施工技术的最高水平，也是融合英、美、法、德等国TBM施工 技术于一体的最高成就。
一． 掘进机分类
在我国，隧道掘进机起步晚于国外120余年，主要经历几个阶段： 1、1964-1984年TBM技术探索期研制10余台，掘进总长度约20km，技术发 展与国外差距较大。 1）试制期：66年开始研制试验，由上海水工厂制造首台直径3.5mTBM试 验应用于我单位承建的西洱河一级水电站；1969-1980年先后广州机电工业 局、萍乡矿务局、抚顺矿务局等先后试制了直径2.9m-5,9m的TBM，多用于煤 矿隧道； 2）1981年11月25日-1983年3月15日上海水工机械厂改进型SJ-58型TBM在 引滦入唐工程古人庄隧洞成功掘进2747.2m，最高日进尺19.85m，最高月进 尺201.5m，这是我国第一条用国产TBM施工的中型断面隧道；
资产总额236.29亿元 员工15275人
中铁十三局集 2 团有限公司(大
桥局)
中铁十六局集 3 团有限公司
天津市 北京市
中央企 业
中国铁建 股份有限
司
铁路工程施工总承包为特级 隧
道工程专业承包一级
水
工隧洞工程专业承包一级
资产总额 100余亿元 员工14000余人
中央企 业
中国铁建 股份有限
公司
铁路工程施工总承包为特级 房建工程施工总承包为特级 公路工程施工总承包为特级 水利水电工程总承包一级
一． 掘进机分类
2、1985-2012年TBM技术引进消化期： 1）1985-1992年水利水电工程最早在天生桥二级水电站引水隧洞引进美国罗 宾斯直径10.8m敞开式TBM，平均月进尺65m，累计掘进7.5km。 2）1991-2000年引进美国罗宾斯2台直径5.53m双护盾掘进机完成甘肃引大入 秦30A隧洞和38号隧洞总长17km掘进，引进5台罗宾斯和1台法国NFM公司直径 6.125m及直径4.82m双护盾在山西万家寨引黄入晋的多条隧洞累计掘进122km，取 得月掘进1637m良好成绩； 3）90年代后期，铁道部从维尔特引进2台8.80m敞开式TBM完成安康铁路秦岭 Ⅰ线隧道和西安—南京铁路桃花铺1号隧道、磨沟岭隧道，累计掘进总长度23km。 4）2003年，辽宁大伙房输水工程开工建设，引进2台美国罗宾斯和1台德国 维尔特φ8.00m敞开式TBM完成60km隧洞，取得巨大成功，从而掀起了国内铁路、 水利隧洞TBM法施工的热潮。 5）后续，国内在青海引大济湟工程、甘肃引桃工程、引黄济石、新疆中天 山隧道、新疆八十一大坂隧洞、四川雅砻江锦屏电站输水隧洞、西秦岭隧道、云 南那邦水电站、重庆地铁、辽西北供水工程、引汉济渭工程相续采用全断面硬岩 掘进机施工。
敞开式TBM介 绍视频链接
一． 掘进机分类
Gripper TBM ①撑靴； ②钢支架举升器； ③锚杆安装机构； ④钢筋网举升器
双护盾TBM介 一． 掘进机分类
绍视频链接
单护盾TBM介 绍视频链接
2、单/双护盾掘进机：适用于软岩、中硬岩交互出现的混合地层，实现开
挖、管片衬砌同步施工。双护盾硬岩掘进模式同敞开式、软岩掘进同单护
2）2013年中信重工研制首台直径5.0m敞开 式TBM下线，于2015年应用于洛阳故县引水工程 1号隧洞工程。
一． 掘进机分类
3）2013年11月26日中铁装备收购德国维尔特TBM及竖井钻机知识产权。 4）2014年12月22日中船重工制造的DSUC型双护盾TBM“贯龙号”成功下线用 于青岛地铁2号线。 5）2015年铁建重工研制的直径7.93m敞开式TBM和中铁装备研制的“永吉号” 直径8.03m敞开式TBM应用于东北引松供水工程，分别取得月进尺1209.8m和1226m 良好记录，实现了敞开式TBM完全国产化。
注册资金 30.00亿元 资产总额 42余亿元
员工14800余人
中铁十八局集 4 团有限公司
天津市
中央企 业
中国铁建 股份有限
公司
铁路工程施工总承包特级 房屋建筑工程施工总包特级 水利水电工程施工总包特级 市政公用施工总承包特级、 公路工程施工总承包特级
注册资金 30.00亿元 资产总额 350.9亿元
盾模式，其可解决工期紧张问题，但在岩石破碎、变形地段，易造成卡机 。
Single Shield TBM ①护盾； ②液压推进油缸； ③管片； ④刀盘； ⑤装渣斗； ⑥皮带输送机
一． 掘进机分类
3、盾构机：用于 土质隧道暗挖施工， 在盾壳的保护下， 进行土体开挖、土 渣运输、掘进及管 片安装。
TBM与盾构的区别： （1）前者采用皮带机出碴 而盾构则采用螺旋输送机 或泥浆泵通过管道出碴； （2）前者不具备平衡掌子 面的功能，而盾构则采用 土压力或泥水压力平衡开 挖面水土压力。
市
业
中国电力建设 股份有限公司
水利水电工程施工总 承包特级
注册资金16.00亿 元、资产26.82亿 元、员工12561余
厄瓜多尔CCS项目2台 辽宁辽西北项目2台 新疆额河项目1台
2
中国水利水电第三工程局 有限公司
陕西省西安 中央企
市
业
中国电力建设 股份有限公司
水利水电工程施工总 注册资金 10.5亿元 承包特级、隧道工程 资产 91.55亿元员
磨沟岭铁路项目1台、 中天山铁路1台、
陕西引红济石项目1台、 新疆额河项目2台 吉林引松项目1台
甘肃兰州水源项目1台 辽宁大伙房项目1台 陕西省引汉济渭1台
与振冲公司合作 四川锦屏电站1台 新疆额河项目1台
新疆额河项目1台
秦岭铁路项目1台 、 中天山铁路1台、 新疆额河项目2台 新疆伊河项目1台 四川锦屏电站1台
员工18000余人
5
中铁十九局集 团有限公司
北京市
铁路工程施工总承包为特级、 房
中央企 业
中国铁建 股份有限
公司
建工程施工总承包为特级、公路 工程施工总承包为特级、 市政公 用工程施工总承包特级 、水利水
注册资金 50.8亿元 员工16500余人
电工程施工总承包一级
在建项目设备供应
青海引大入湟项目1台、 甘肃引洮项目1台、 秦岭铁路项目1台、
小型TBM：3.00m以下、中型TBM： Φ3.0~8.0m、大型TBM：大于Φ8.0m
一． 掘进机分类
敞开式TBM介 绍视频链接
一． 掘进机分类
1、敞开式全断面 硬岩掘进机：适 用于比较稳定的 岩层，硬岩及中 硬岩，遇到软岩、 岩石破碎段、断 层很难掘进。按 支撑洞壁结构分 为凯式TBM（德国 维尔特）和主梁 式TBM。
二． TBM施工现状
国内岩石隧道掘进机（TBM）设备制造商情况调查表
序 号
单位名称
单位地点
企业性 质
1
中铁工程装备集团有限 河南省郑州
公司
市
中央企 业
中国铁建重工集团有限 湖南省长沙 中央企
2
公司
市
业
3
广州海瑞克隧道机械有 广东省广州
限公司
市
合资
4
罗宾斯（上海）地下工 程设备有限公司
上海市
全资
5
北方重工集团有限公司
额河13台、伊河2台、兰
是
是
是 州水源1台、引松1台、鄂
西北2台
引汉济渭1台、辽西北2台、
是
否
是 那邦电站1台、锦屏电站1
台、八十一大阪1台
引汉济渭1台、山西中部
是
是
是
调水3台、引松1台、辽西 北5台、锦屏电站1台、大
伙房2台
是
否
是
辽西北组装2台、 额河1台、引洮1台
是
否
是
TMB租赁及运行为主
否
否
否
一． 掘进机分类
国外主要制造商
加拿大拉瓦特(Lovat)公司 日本三菱重工
(Mitsubishi Heavy Industries) 美国贾瓦(Jarva)公司 美国罗宾斯(Robbins)公司 德国威尔特(Wirth)公司（中铁装
备收购） 德国海瑞克(Herrenknecht)公
司 德国德马克(Dcmag)公司
辽宁省沈阳 市
国有独 资
6
辽宁三三工业有限公司
辽宁省沈阳 市
私企
7
海瑞克（广州）隧道机 械有限公司
德国海瑞克
全资
8
上海隧道工程股份有限 公司机械制造分公司
上海市
股份公 司
中交天和机械设备制造 江苏省常熟 中央企
9
有限公司
市
业
10
小松（中国）投资有限 公司
上海市
全资
中国工程
上级主管单 机械工业
位 协会颁发
甘肃兰州水源项目1台 吉林引松项目1台
辽宁大伙房项目1台 陕西省引汉济渭1台
云南那邦水电站1台 新疆额河项目2台
备注
二． TBM施工现状
国内主要TBM施工单位统计表（二）
序 号
单位名称
单位地点
企业 性质
上级主管 单位
施工资质
企业规模 在建项目设备供应
1
中国水利水电第十四工程 局有限公司