关于全断面隧道掘进机探析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２ ． ２ 按 照开挖 直 径进 行 分类
推 进液 压缸 位 于水 平 撑板 以及 支 撑壳 体 之 间 ， 其 连接 形 式 为球 铰 的连 接
形式， 为 了满 足掘 进 机推 进 剂进 行 转 向时 ， 会导 致 水 平支 撑 等 产 生 一定 幅度 的小变 化 。
首先 ， 微 型掘 进 机 ， 其外 形 直 径 一 般 在２ ５ ｅ ｍ到 ３ ０ ０ ｃ ｍ 之间 ， 直径不大 ， 工 作空 间 比较狭 小 ； 其次， 中型掘 进 机 ， 直径 一 般 在３ ０ ０ ｃ ｍ 到８ ０ ０ ｅ ｍ 之间 ， 直径 偏 大， 一般 在 大 型工 程 中能 够 见 到此 类 掘进 机 ； 最后 ， 巨 型掘 进 机 ， 其外 形 直 径 不小 于 ８ ０ ０ ｅ ｍ， 机 械设 备较 为沉 重 ， 除非 是超 大 型工 程 中才有 应 用 。
关 键词 ： 全断面； 隧道 ； 掘进 机 ； 开挖；
１ 、 引言
隧道 的全 断 面施 工 方 法共 有 三 种 ， 分别 是 钻 爆 法 、 全 断面 隧 道 掘进 机 施 工 法 以及 混合 法 ， 一 般 而言 隧道 全 断面 施工 所 面 临的 环境 和 地 质条 件 等都 较 为 复杂 ， 所 以在 对其 施 工方 法 的选择 方 面 ， 还 没有 一 个标 准 。 本 文 结合 实 际工 程 实践 ， 分 别 对隧 道 掘进 机 类 型 、 特点 、 设 备 特点 、 关 键 技 术 以及 主 要发 展 趋 势 等进 行 分析 ， 不足 之 处 ， 敬请 指 正 。
后 下支 承 ， 在 进 行掘 进 时即 又缩 回。
３ 、 全 断面 掘进设 备 特征 与关键 技术
全 断面 隧道 掘 进机 的施 工 优势 ， 主要 是在 于 其 能够 在 施工 过 程 中确 保 施 工安 全 、 高效 以及 舒适 性 ， 要达 到 以上特 征 ， 需 要 利用 掘 进 机 的稳 定 可 靠 性 ， 无故 障 时 间要 足够 长 ， 掘 进机 设 备 的技术 性 能 、 关 键技 术 以及 产 品质 量等 。 现 阶段 ， 我 国设 备制 造 技术 、 生产 能力 等方 面 都有 了较 大 的发 展 ， 按 照 图纸 进 行 加 工是 可 以实 现 的 ， 然 而在 掘进 机设 备 的关 键 配套 部件 方 面依 然 存 在非 常 大 的差 距 。所 以 ， 现 阶 段需 要克 服 的关 键 技术 包括 以下几 个 方 面 ： （ １ ） 隧道 掘 进 机施 工 工 艺 和应 用 方 面 ； （ ２ ） 隧道 掘 进 机 的整 体 结 构设 计 ， 包 括 其设 计 理 论 、 设计 方 面 、 机 型 多样 性应 用 以及 系统 配 套软 件 的开 发 等 ； （ ３ ） 隧道 掘 进机 刀 盘 切 削 系统 的主 要技 术 ； （ ４ ）隧道 掘进 机 的推 进 以及 排 渣 系统 的 主要 技 术 ； （ ５ ） 隧 道掘 进 机 的盾尾 密 封 主要技 术 ； （ ６ ） 隧道 掘 进机 的 衬砌 结 构 ， 以及 支 护注 浆
成 分为 主要 构件 、 滚 刀 以及铲 斗 ， 其 中滚刀 就 是作 用在 岩石 上 的 主要 工具 。
顶 护盾 的 作 用 主要 是 对顶 棚 进 行保 护 ， 便 于 进 行 圈梁 的安 装 ， 一方 面 避 免 大块 岩石 下 落堵 住刀 盘 ， 另 一 方面 掘 进或 者换 步 时 可 以对 掘进 机 前半 部 起 到 良好 的支 撑作 用 。 支 撑壳 体 ， 又称 “ 导 向壳体 ” ， 属 于 掘进 机 的承 载结 构 件 ， 在 支 撑 壳体 上 可 以进行 轴 承 、 刀盘 的安 装 ， 顶部 进行 定 护盾 的 安装 ， 避免 碎 石下 落 。支撑 壳 体 的周 围无支 撑装 置 ， 起 到一定 的稳定 和 调节 方 向 的作用 。 刀 盘驱 动装 置 ， 主要 包括 轴 承 、 驱 动等 装 置 ， 刀 盘轴 承 能够 承 受 设备 的推 力、 倾 覆力 矩 以及 质 量等 ， 一般 包括 双 列 圆锥 轴承 以及 三轴 式滚 柱 轴 承 ， 其 最
２ 、 全 断面 隧道 掘进 机 的类型 和特 点
２ ． １ 按 照 围岩 地 质进 行 分类
高使用寿命甚至能达到２ ０ ０ ０ ０ Ｈ。刀盘的驱动装置根据其方式 的不 同， 又分为
电机驱 动 以及 液 压 驱动 两 种 ，其 是 由于 其 动力 装 置 的 不 同而 产 生 一定 的 区 别， 以 电机 、 液压 马 达等 为 动力 ， 带 动 减 速器 和小 齿 轮及 大 齿 轮 ， 最 后带 动 驱
一
定 的地 下水 位 下 ， 而且 其 针 对 的是 均 质 软弱 的 地 层 ， 对 长 度 有 限 的 隧道 进
超 前钻 机是 掘 进机 不 可或 缺 的施 工设 备 ， 其 功 能 主要 是 对施 工 现场 地 质
进 行超 前探 测 ， 避免 出现 不 可控 结果 。
行 开挖 。 此类 掘 进机 需要 克 服 的问题 ， 即是如 何空 洞 及开 挖 掌子 面 ， 并 确保 其 稳定 性 ， 如 果 隧道 施 工 中 以对 市 区环 境 地 表沉 降 进 行 控制 时 ， 如 何确 保 隧道 的稳 定 性 的 问题 就变 得尤 其显 著 。
动 刀盘 。
在 岩 石层 中对隧 道 的 掘进 机 ， 往 往 这些 设 备 具 有 较为 稳 定 的性 能 ， 在 埋 深较 厚 、 强 度较 高 的 岩层 中能 够发 挥 其 真正 的作 用 ， 因此 其 面 临 的 主要 问题 就是 如 何破 岩 。在 松软 地 层掘 进 隧道 的掘 进 机 ， 此 类 型 的掘 进机 往 往用 于 在
施 工技 术 与应用
Байду номын сангаас
舀囝团四
关于全 断面隧道掘进 机探析
摘要： 本 文 首先 对全 断 面 隧道掘 进 机 的类 型和 特 点 进行 总结 ， 对 全 断 面掘 进设 备 特 征 与关 键 技术 进 行分 析 ， 对 断面 隧 道掘 进 机 的主 要部 件进 行 研 究， 对 全 断 面隧道 掘 进机 的发展 趋 势进 行探 讨 。
进 机 以及 双护 盾式 掘 进机 。
体有可能在位移上有一定的变化。 出渣皮 带 机也 是掘 进 机 的重要 组 成部 分 ， 其 作 用 即是 把 石渣 运 输 到皮 带 上， 然后将 其 运 输到 装 车点 ， 最后 把石 渣卸 到 渣车 上 。 后 下 支撑 是 掘进 机 停 止工 作 之 后 ， 液压 缸 对 其 进 行控 制 ， 然 后 可 以放 下
２ ． ３ 按 照护盾 形 式进 行 分 类
水 平 支撑 ， 主要 是 按 照 液 压缸 撑 紧 洞壁 ， 能 够 抵 消对 液 压 缸 进 行推 进 时
产 生 的一 个反 作 用 力 ， 如 果 对 液压 缸 进 行推 进 时 产 生 伸长 或 者 缩短 ， 那 么 机
按 照 护盾 形 式进 行 分 类 ， 可 以将 掘 进 机分 成 开 敞 式掘 进 机 、 单 护盾 式 掘
推 进液 压缸 位 于水 平 撑板 以及 支 撑壳 体 之 间 ， 其 连接 形 式 为球 铰 的连 接
形式， 为 了满 足掘 进 机推 进 剂进 行 转 向时 ， 会导 致 水 平支 撑 等 产 生 一定 幅度 的小变 化 。
首先 ， 微 型掘 进 机 ， 其外 形 直 径 一 般 在２ ５ ｅ ｍ到 ３ ０ ０ ｃ ｍ 之间 ， 直径不大 ， 工 作空 间 比较狭 小 ； 其次， 中型掘 进 机 ， 直径 一 般 在３ ０ ０ ｃ ｍ 到８ ０ ０ ｅ ｍ 之间 ， 直径 偏 大， 一般 在 大 型工 程 中能 够 见 到此 类 掘进 机 ； 最后 ， 巨 型掘 进 机 ， 其外 形 直 径 不小 于 ８ ０ ０ ｅ ｍ， 机 械设 备较 为沉 重 ， 除非 是超 大 型工 程 中才有 应 用 。
关 键词 ： 全断面； 隧道 ； 掘进 机 ； 开挖；
１ 、 引言
隧道 的全 断 面施 工 方 法共 有 三 种 ， 分别 是 钻 爆 法 、 全 断面 隧 道 掘进 机 施 工 法 以及 混合 法 ， 一 般 而言 隧道 全 断面 施工 所 面 临的 环境 和 地 质条 件 等都 较 为 复杂 ， 所 以在 对其 施 工方 法 的选择 方 面 ， 还 没有 一 个标 准 。 本 文 结合 实 际工 程 实践 ， 分 别 对隧 道 掘进 机 类 型 、 特点 、 设 备 特点 、 关 键 技 术 以及 主 要发 展 趋 势 等进 行 分析 ， 不足 之 处 ， 敬请 指 正 。
后 下支 承 ， 在 进 行掘 进 时即 又缩 回。
３ 、 全 断面 掘进设 备 特征 与关键 技术
全 断面 隧道 掘 进机 的施 工 优势 ， 主要 是在 于 其 能够 在 施工 过 程 中确 保 施 工安 全 、 高效 以及 舒适 性 ， 要达 到 以上特 征 ， 需 要 利用 掘 进 机 的稳 定 可 靠 性 ， 无故 障 时 间要 足够 长 ， 掘 进机 设 备 的技术 性 能 、 关 键技 术 以及 产 品质 量等 。 现 阶段 ， 我 国设 备制 造 技术 、 生产 能力 等方 面 都有 了较 大 的发 展 ， 按 照 图纸 进 行 加 工是 可 以实 现 的 ， 然 而在 掘进 机设 备 的关 键 配套 部件 方 面依 然 存 在非 常 大 的差 距 。所 以 ， 现 阶 段需 要克 服 的关 键 技术 包括 以下几 个 方 面 ： （ １ ） 隧道 掘 进 机施 工 工 艺 和应 用 方 面 ； （ ２ ） 隧道 掘 进 机 的整 体 结 构设 计 ， 包 括 其设 计 理 论 、 设计 方 面 、 机 型 多样 性应 用 以及 系统 配 套软 件 的开 发 等 ； （ ３ ） 隧道 掘 进机 刀 盘 切 削 系统 的主 要技 术 ； （ ４ ）隧道 掘进 机 的推 进 以及 排 渣 系统 的 主要 技 术 ； （ ５ ） 隧 道掘 进 机 的盾尾 密 封 主要技 术 ； （ ６ ） 隧道 掘 进机 的 衬砌 结 构 ， 以及 支 护注 浆
成 分为 主要 构件 、 滚 刀 以及铲 斗 ， 其 中滚刀 就 是作 用在 岩石 上 的 主要 工具 。
顶 护盾 的 作 用 主要 是 对顶 棚 进 行保 护 ， 便 于 进 行 圈梁 的安 装 ， 一方 面 避 免 大块 岩石 下 落堵 住刀 盘 ， 另 一 方面 掘 进或 者换 步 时 可 以对 掘进 机 前半 部 起 到 良好 的支 撑作 用 。 支 撑壳 体 ， 又称 “ 导 向壳体 ” ， 属 于 掘进 机 的承 载结 构 件 ， 在 支 撑 壳体 上 可 以进行 轴 承 、 刀盘 的安 装 ， 顶部 进行 定 护盾 的 安装 ， 避免 碎 石下 落 。支撑 壳 体 的周 围无支 撑装 置 ， 起 到一定 的稳定 和 调节 方 向 的作用 。 刀 盘驱 动装 置 ， 主要 包括 轴 承 、 驱 动等 装 置 ， 刀 盘轴 承 能够 承 受 设备 的推 力、 倾 覆力 矩 以及 质 量等 ， 一般 包括 双 列 圆锥 轴承 以及 三轴 式滚 柱 轴 承 ， 其 最
２ 、 全 断面 隧道 掘进 机 的类型 和特 点
２ ． １ 按 照 围岩 地 质进 行 分类
高使用寿命甚至能达到２ ０ ０ ０ ０ Ｈ。刀盘的驱动装置根据其方式 的不 同， 又分为
电机驱 动 以及 液 压 驱动 两 种 ，其 是 由于 其 动力 装 置 的 不 同而 产 生 一定 的 区 别， 以 电机 、 液压 马 达等 为 动力 ， 带 动 减 速器 和小 齿 轮及 大 齿 轮 ， 最 后带 动 驱
一
定 的地 下水 位 下 ， 而且 其 针 对 的是 均 质 软弱 的 地 层 ， 对 长 度 有 限 的 隧道 进
超 前钻 机是 掘 进机 不 可或 缺 的施 工设 备 ， 其 功 能 主要 是 对施 工 现场 地 质
进 行超 前探 测 ， 避免 出现 不 可控 结果 。
行 开挖 。 此类 掘 进机 需要 克 服 的问题 ， 即是如 何空 洞 及开 挖 掌子 面 ， 并 确保 其 稳定 性 ， 如 果 隧道 施 工 中 以对 市 区环 境 地 表沉 降 进 行 控制 时 ， 如 何确 保 隧道 的稳 定 性 的 问题 就变 得尤 其显 著 。
动 刀盘 。
在 岩 石层 中对隧 道 的 掘进 机 ， 往 往 这些 设 备 具 有 较为 稳 定 的性 能 ， 在 埋 深较 厚 、 强 度较 高 的 岩层 中能 够发 挥 其 真正 的作 用 ， 因此 其 面 临 的 主要 问题 就是 如 何破 岩 。在 松软 地 层掘 进 隧道 的掘 进 机 ， 此 类 型 的掘 进机 往 往用 于 在
施 工技 术 与应用
Байду номын сангаас
舀囝团四
关于全 断面隧道掘进 机探析
摘要： 本 文 首先 对全 断 面 隧道掘 进 机 的类 型和 特 点 进行 总结 ， 对 全 断 面掘 进设 备 特 征 与关 键 技术 进 行分 析 ， 对 断面 隧 道掘 进 机 的主 要部 件进 行 研 究， 对 全 断 面隧道 掘 进机 的发展 趋 势进 行探 讨 。
进 机 以及 双护 盾式 掘 进机 。
体有可能在位移上有一定的变化。 出渣皮 带 机也 是掘 进 机 的重要 组 成部 分 ， 其 作 用 即是 把 石渣 运 输 到皮 带 上， 然后将 其 运 输到 装 车点 ， 最后 把石 渣卸 到 渣车 上 。 后 下 支撑 是 掘进 机 停 止工 作 之 后 ， 液压 缸 对 其 进 行控 制 ， 然 后 可 以放 下
２ ． ３ 按 照护盾 形 式进 行 分 类
水 平 支撑 ， 主要 是 按 照 液 压缸 撑 紧 洞壁 ， 能 够 抵 消对 液 压 缸 进 行推 进 时
产 生 的一 个反 作 用 力 ， 如 果 对 液压 缸 进 行推 进 时 产 生 伸长 或 者 缩短 ， 那 么 机
按 照 护盾 形 式进 行 分 类 ， 可 以将 掘 进 机分 成 开 敞 式掘 进 机 、 单 护盾 式 掘