国外岩巷综掘机

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外文翻译-国外巷道掘进施工技术及发展趋势

附录A国外巷道掘进施工技术及发展趋势国外煤矿现代巷道掘进施工方法主要有钻爆法和综合机械化掘进法(简称综掘法)。

岩巷掘进仍采用钻爆法，煤和半煤岩巷广泛采用掘进机，英国采用掘进机掘进煤和半煤岩巷的比例已达85%。

综掘法是近二三十年间迅速发展起来的一种先进的巷道掘进技术。

其主要设备是掘进机，它是一种集切割岩石、装载及转运岩渣、降尘等功能为一体的大型高效联合作业机械设备，能实现连续掘进，目前国际先进水平已实现自动控制及离机遥控操作。

1 钻爆破岩掘进50年代，国外已基本实现钻、装、支等工序的单项机械化；60年代以后，主要是改进原有设备，组织平行作业，实现机械化配套作业线；进入70年代以来，自法国的Montabert推出世界第一台实用的液压凿岩机后，液压凿岩机得到迅速的发展与应用。

瑞典Atlas Copco公司于80年代研制推出的三挡式液压凿岩机，因可改变输出冲击能，所以适用于在不同硬度的岩石巷道掘进中钻凿炮眼，从而得到世界各国的重视。

目前，液压凿岩机新产品更新换代时间短，新产品、新型号不断涌现，产品性能向大扭矩、大冲击能和高频率方向发展。

如法国 Eimco Secoma公司生产的RPH200型、RPH400型液压凿岩机早已为HD200型、HD300型所取代。

瑞典 Atlas Copco公司研制COP1238液压凿岩机早已被COP1838型、COP4050型液压凿岩机所取代。

COP1838系列液压凿岩机的功率达到18kW，钻凿比比COP1238高50%，且其内部缓冲装置经过改进，能更好地吸收钎具的反弹与振动。

而COP4050型液压凿岩机的功率更大，它的冲击功率最大可达45kW，深孔凿岩时一般用30kW 的液压凿岩机。

芬兰Tamrock公司研制推出的HL4000型系列液压凿岩机可钻凿孔径达170～230mm、深度达38m的炮眼。

近年来，由于液压凿岩技术的大力发展，形成了钻、装、运、支等机械化配套作业线；法、英、德等相继开发出了一机多用的机组，简化了工作面的作业设备，缩短了机械搬、调、运时间，提高了掘进工效和速度。

山特维克MH620掘进机操作手册

指出潜在的危险, 如不避免, 将引起严重的伤害甚至死亡或引起大规模的损坏。
危险
• 危险 • 发生危险的原因 • 怎样避免危险
紧急的危险, 如不避免,将引起严重的伤害甚至死亡。
所有设备尺寸和技术数据都是理论数值。实际数值可能有一定的公差。奥钢联公司不断地发展和改进其产品。奥钢联公司保留对其产品进行建设性改进的权利。任何这样的改进都会反映在操作手册和部件手册中。
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国内外掘进机发展现状和发展趋势探究

国内外掘进机发展现状和发展趋势探究李烈（中国矿业大学徐州 221116）摘要：我国是一个能源大国，煤炭占能源生产总量的比重连续多年保持在75%以上，其对于中国能源结构的意义可见一斑。

近年来，国家重视煤炭行业发展，在煤炭采掘方面投入了大量的科技和资金，煤炭采掘技术越来越先进。

本文重点分析了国内外掘进机的发展状况，归纳了掘进机的掘进形式，并整理了国内掘进机急需解决的关键技术。

关键字：掘进机；发展现状；采掘方法；发展趋势1 悬臂式掘进机从20世纪40年代产生至今，悬臂式巷道掘进机已有70多年的发展历史，我国悬臂式掘进机的研制和应用真正起步于20世纪70年代，比世界各主要国家晚15～20年。

但是通过多年的技术攻关，尤其近年来国家对煤炭行业的大力支持，使得我国掘进机发展迅速。

目前我国掘进机的机型已从轻型发展到中、重型，切割对象从煤层向岩石拓展，切割功率和机重都大大增加，掘金能力大幅提升。

我国掘进机主要经历了引进、消化吸收和自主研制3个阶段。

20世纪90年代以来是我国掘进机的自主研发阶段,这一阶段我国中型掘进机制造技术已经相对成熟，够独立研制截割硬度≤80MPa，机重60t左右，截割功率160～220kW的重型掘进机，并且具备了根据矿井条件实现个性化设计的能力。

与国际先进水平相比，国内掘进机在很多方面还存在一定的差距，尤其在重型掘进机方面表现最为突出。

国内外掘进机成熟技术对比见表1。

表1 国内外掘进机成熟技术对比表2 掘进方式2.1爆破松动掘进方式采取破坏岩石结构的方式，用松动爆破法将硬岩震松震酥，再用掘进机进行截割的联合施工方法进行巷道掘进。

这种掘进方式比较落后，但在一些小型矿井和硬岩掘进中仍然使用。

其要解决的最大问题就是如何选择合理的爆破方案，确定爆破参数，最大限度地减少爆破时产生的飞石击中掘进机的危害。

2.2掘锚一体化一般的掘进机，不配备支护机构，需要后期支护。

这种方式需要二次作业，且属于滞后支护，安全性相对掘锚一体化要低。

硬岩掘进机工作原理

硬岩掘进机工作原理TBM(tunnel boring machine)隧道掘进机是一种靠刀盘旋转破岩推进，隧道支护与出碴同时进行，并使隧道全面段一次成形的大型机械。

国际上所讲的TBM，既包括用于软土地层的盾构隧道掘进机，又包括用于岩石地层的硬岩隧道掘进机；但在中国和日本，习惯上盾构特指用于软土地层的隧道掘进机，TBM特指用于岩石地层的隧道掘进机。

TBM是指全断面岩石隧道掘进机，它与盾构的主要区别就是不具备维护掌子面稳定的功能，而盾构施工主要由稳定开挖面、掘进及排土、管片衬砌及壁后注浆三大要素组成。

当然随着双模式掘进机的发展，在复杂地质条件下，集TBM和盾构双重功能于一体，如具备硬岩TBM模式与土压平衡模式的双模式掘进机、具备硬岩TBM模式与泥水平衡模式的双模式掘进机。

国产大直径(9.03m)TBMTBM具有掘进、出碴、导向、支护四大基本功能，对于复杂地层，还配备超前地质预报设备。

掘进功能主要由刀盘旋转带动滚刀在开挖面破岩以及为TBM提供动力的扭矩系统和推进系统完成；出碴功能一般分为导碴、铲碴、溜碴、运碴四部分；导向功能主要包括确定方向、调整方向、调整偏转；支护功能分为掘进前未开挖的地层预处理、开挖后洞壁的局部支护以及全部洞壁的衬砌；超前地质预报系统一般由超前钻机和自带的物探系统组成。

现场组装好的TBM，大约200多米长现代的TBM采用了机械、电气和液压等诸多领域的高科技成果，运用计算机控制、闭路电视监视、工厂化作业，是集掘进、出碴、支护、运输于一体的成套设备。

采用TBM施工，无论是在隧道的一次成型、施工进度、施工安全、施工环境、工程质量等方面，还是在人力资源的配置方面都比传统的钻爆法施工有了质的飞跃。

但当TBM遇到不良地质条件时适应性差，不如传统钻爆法施工灵活，且前期一次性投入费用较大，对施工人员素质要求高。

全断面掘进机用于硬质岩巷道以及软质土层施工。

全断面掘进机基本工作原理是，前面的圆形刀盘在千斤顶的推动下旋转并向前推进，圆柱体的钢组件（即护盾）对挖掘的隧洞起临时支撑作用，挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行；盾体后方传送带运输挖下的土壤、岩石和砂砾，先进入土仓并被阶段性传送到井口。

硬岩掘进机(TBM)

全断面硬岩掘进机第1节全断面硬岩掘进机概述1.1 全断面硬岩掘进机的定义和研究现状全断面硬岩掘进机（Full Face Rock Tunnel Boring Machine，以下简称TBM），TBM是集机械、电子、液压、激光、控制等技术于一体的高度机械化和自动化的大型隧道开挖衬砌成套设备，是一种由电动机（或电动机——液压马达）驱动刀盘旋转、液压缸推进，使刀盘在一定推力作用下贴紧岩石壁面，通过安装在刀盘上的刀具破碎岩石，使隧道断面一次成型的大型工程机械。

TBM施工具有自动化程度高、施工速度快、节约人力、安全经济、一次成型，不受外界气候影响，开挖时可以控制地面沉陷，减少对地面建筑物得影响，水下地下施工不影响水中地面交通等优点，是目前岩石隧道掘进最有发展潜力的机械设备。

如下图所示。

生产TBM最早的厂家是美国的罗宾斯（Robbins）公司。

罗宾斯公司于1951年由James Robbins创建，1952年James Robbins研制出世界第一套全断面掘进机而闻名于世界。

1956年，罗宾斯发明了硬岩掘进机用的盘形滚刀，使硬岩掘进机的研制实现了真正意义上的成功。

罗宾斯初期产品结构简单、作业快速灵活，经过50年得发展，罗宾斯公司已经成功研制出了应用于地质条件较好的中硬岩全断面岩石掘进机、硬岩全断面岩石掘进机和软岩全断面掘进机，适用于复杂地质条件的单护盾全断面岩石掘进机、双护盾全断面岩石掘进机和高性能能硬岩全断面岩石掘进机等。

另外还有美国的佳伐公司（Jarva Inc.）、德国的德马克公司（Mannesmann Demag AG）和维尔特（Wirth Maschinen-und BohrgeraetefabrikGmbH），四家公司是20世纪70~80年代的世界四大硬岩掘进机制造商。

现阶段生产TBM的较著名厂商有美国的罗宾斯公司（Robbins）、德国的维尔特（Wirth）和海瑞克公司（Herrenkneeht）等。

EBZ-318H悬臂式岩巷掘进机在陈家山矿的应用

切割功率／ｋＷ３１８
２．４加强顶板支护，确保安全施工
装机总功率／ｋＷ５１８（其中油泵电机功率２００ｋＷ，切割功率对顶板先进行超前支护，巷道切割成形后，使用１８×２２５０ｍｍ
３１８ｋＷ）
螺纹钢锚杆进行临时支护，临时支护前要进行敲帮问顶，及时找净
陕西煤业化工集团铜川矿业公司陈家山煤矿现阶段处于生产道的切割速度由原来的７０～９０ｍｉｎ／ｒｎ减少到４０～
后期，岩巷掘进任务较重，且地质条件较差，原有ＥＢＺ一２００悬臂式５０ｍｉｎ／ｍ，切割后巷道轮廓平整，杜绝了超、欠挖现象，大大
矿机械，２００７，２８（７）：１２９—１３１．
２施工工艺及技术保障要求
［２］马桂存，杨伟光．浅谈提高岩巷施工速度的途径［Ｊ］．建井技术，
２．１根据实际地质情况，合理组织掘进作业
２００８．２９（１）：２７—２９．
东翼轨道大巷位于杠树峁背斜东翼转折部分，地质构造以褶皱『３１孙传军，郑思达．岩巷快速掘进技术研究ｆＪ１．江西煤炭科技，２０１０，４．
掘进机已不符合现代化掘进要求，为提高掘进效率，我矿特引进２减少了支护时间。另外每班在距底板３ｍ处使用激光做标记，综掘
台三一重工公司生产的ＥＢＺ一３１８Ｈ悬臂式岩巷掘进机，使得岩巷掘机司机进行作业时严格按该标记进行切割，使得巷道成形符合要
进速度大大提高，其中在东翼轨道大巷的掘进过程中，平均月掘进求，并缩短了切割时间。

全断面岩石掘进机

全断面岩石掘进机一、全断面掘进机简介全断面岩石隧道掘进机，简称隧道掘进机（Tunnel Boring Machine，缩写为TBM），是一种用于圆形断面隧道、采用滚压式切削盘在全断面范围内破碎岩石，集破岩、装岩、转载、支护于一体的大型综合掘进机械，现已成为国外较长隧道开挖普遍采用的方法。

TBM具有驱动动力大、能在全断面上连续破岩、生产能力大、效率高、操作自动化程度高等特点，具有快速、一次性成洞、衬砌量少等优点。

1）掘进机的发展与应用全断面岩石隧道掘进机在国外的研究较早，我国始于20世纪60年代。

1966年我国生产出第一台φ3.4 m的掘进机；70年代试制出SJ55、SJ58、SJ64、EJ30等掘进机；80年代进入实用性阶段，研制出SJ58A、EJ50等多种机型，应用于河北引滦水利工程、青岛引黄水利工程、山西古交煤矿工程等，并开始从国外引进二手掘进机用于国内施工；到90年代，随着我国大型水利、交通隧道工程的出现，开始从欧美引进大型的先进掘进机和管理方法，如秦岭Ⅰ线铁路隧道，全长18.46 km，首次采用世界先进的Wirth TB880E型（德国产）敞开式硬岩掘进机，掘进直径8.8m，取得单头月进528 m的好成绩。

全断面岩石隧道掘进机利用圆形的刀盘破碎岩石，故又称刀盘式掘进机。

刀盘的直径多为3～10 m，其中，3～5 m的较适用于小型水利水电隧道工程和矿山巷道工程，5 m以上适应于大型的隧道工程。

国外生产的岩石掘进机直径较大，目前最大可达13.9 m。

全断面岩石隧道掘进机的基本功能是掘进、出渣、导向和支护，并配置有完成这些功能的机构。

除此之外还配备有后配套系统，如运渣运料、支护、供电、供水、排水、通风等系统设备，故总长度较大，一般为150～300 m。

2）掘进机的类型与结构全断面掘进机按掘进的方式分全断面一次掘进式（又称为一次成洞）和分次扩孔掘进式（又称为两次成洞）；按掘进机是否带有护壳分为敞开式和护盾式。

第四节岩巷掘进机讲解

6/11 :±18°；接地比压力(Mpa):0.14；截割头转速(r/min):46、23；截割
电机(kw):160；液压电机(kw):75；星轮转数(r/min):27；装载能力
(m3/min):3.5；一运链速(m/min):56；行走速度(m/min):0～7.0；油箱
6
容量(L):500；液压泵：双联变量柱塞泵
三、岩巷掘进机的应用
（一）全岩巷重型悬臂式掘进机掘进
2019/
6/11
使用重型悬臂式掘进机已有可能在硬岩中取代
凿岩爆破法掘进巷道。由于能准确地控制巷道的设
14
第四节岩巷掘进机
计轮廓，减少了对围岩的破坏和超挖量，故能减少
支护工作量，特别是混凝土的消耗显著少于普通法。
第七
另外，掘进速可提高1～2倍，降低巷道的施工费
1.根据掘进机所能截割岩石的硬度f值分
2019/ 6/11
适用于f≤4的煤巷，称为煤巷掘进机；适用于
f≤6的煤或软岩石巷道，称为煤-岩巷掘进机；适
3
第四节岩巷掘进机
用于f＞4或研磨性较高的岩石巷道，称为岩巷掘进
机。
第
七章
2.根据掘进机可掘巷道的断面大小分
巷
可掘巷道断面S＞8㎡，称为大断面掘进机；可
章
巷用。而且，成本较低的悬臂式掘进机与全断面掘进
道掘
机相比，外形尺寸小，运转灵活。
进
悬臂式掘进机掘进不太长的巷道在经济上较为
10 输送机；12-除尘风筒；13-浮动支撑机构；14-大梁；15-护顶板
第四节岩巷掘进机
液压系统等组成。国外有的还附有锚杆支护安装装
置。基本结构如图7-105所示，示意图见图7-106。

6.2岩巷掘进机

一、工作原理岩石掘进机是在坚固性系数8-12以上的条件下破碎岩石,岩石的抗压强
度高达200MPa,这种条件已不能使用截割破碎的方式。岩石掘进机一般采用盘形滚刀破岩,在驱动刀盘运动时,安装在刀盘心轴上的盘形滚刀沿岩壁表面滚动,液压缸将刀盘压向岩壁,从而使滚刀刃面将岩石压碎而切入岩体中。刀盘上的滚刀在岩壁表面挤压出同心凹槽,当凹槽达到一定深度时,相邻两凹槽间的岩石被滚刀剪切成片状碎片剥落下来。二、结构
TBM32型岩石掘进机主要由刀盘工作机构、传动导向机构(机头架)、水平支撑与推进机构、大梁、液压锚杆钻机、主带式输送机、操纵室、后支撑等组成。
TBM32型岩石掘进机
1.盘形滚刀 TBM32型岩石掘进机使用的是盘形
滚刀结构。刀圈和刀体采用紧配合连接, 通过钢球和滚子等组成的轴承装在心轴上,心轴固定在工作机构刀盘的刀座上, 刀体两端采用双边金属环浮动型端面密封。
迈步行走。水平支撑液压缸可把水平支撑板撑紧在巷道两帮上,其活塞杆端与支撑板间
用球头连接,以适应巷道两帮不平行和不平整的情况。鞍座与水平支撑液压缸之间通过四个斜液压缸和十字销相连接。掘进机大梁上的滑轨插入鞍座上的滑道内,使整个水平支撑与推进机构可沿大梁的滑轨前后移动。鞍座可带动大梁的尾部上下、左右移动,或使大梁左右回转。
2.刀盘滚刀刀盘的球形表面上按螺旋线形状,以一定的间距布置有31把盘形滚刀,
其中中心刀4把,刀圈直径为280mm;正刀19把,边刀8把,正刀与边刀结构相同,刀圈直径为300 mmo刀盘后部与组合轴承的内齿圈通过螺栓连接成一体,内齿圈同时也是组合轴承的内座圈。组合轴承的外座圈用螺栓固定在机头架上。工作时,刀盘在机器推进力的作用下将盘形滚刀紧压在岩壁上,同时由电动机通过减速器和内齿圈带动刀盘旋转,使岩壁被滚刀碾压出一系列同心圆的凹槽,凹槽之间的岩石也不断地被剪切破碎成碎片。刀盘外缘均匀地装有6个铲斗,当铲斗转到工作面底部时将破落的岩確装入斗内,然后提升到顶部,卸人主带式输送机受料槽而运出工作面。

MR340X全岩综掘机及配套设备在煤矿中的应用

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ｌ１８・
价值工程
ＭＲ３４０Ｘ全岩综掘机及配套设备在煤矿中的应用
ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭＲ３４０ＸＦｕｌｌＲｏｃｋＴｕｎｎｅｌｌｅｒａｎｄＡｎｃｉｌｌａｒｙＥｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎＣｏａｌＭｉｎｅ
胡全ＨＵＱｕａｎ；郭效龙ＧＵＯＸｉａｏ — ｌｏｎｇ；周兵ＺＨＯＵＢｉｎｇ
（新汶矿业集团鄂庄煤矿，莱芜２７１１２２）（ＥｚｈｕａｎｇＣｏａｌＭｉｎｅｏｆＸｉｎｗｅｎＭｉｎｉｎｇＧｒｏｕｐ，Ｌａｉｗｕ２７１１２２，Ｃｈｉｎａ）
摘要：随着综合机械化程度的逐步提高，综合机械化掘进程度已成为煤炭生产和安全高效矿井建设必不可少的技术支撑，鄂庄
煤矿在大断面开拓全岩巷应用了ＭＲ３４０Ｘ型全岩综掘机，并取得了理想效果。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｇｒａｄｕａｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｔｕｎｎｅｌｉｎｇｄｅｇｒｅｅｏｆｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎｈａｓｂｅｃｏｍｅａｎｅｓｓｅｎｔｉａｌｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｃｏａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｓａｆｅａｎｄｅｉｃｆｉｅｎｔｍｉｎｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．ＥｚｈｕａｎｇＣｏｌａＭｉｎｅａｐｐｌｉｅｓＭＲ３４０Ｘｆｕｌｌｒｏｃｋｔｕｎｎｅｌｌｅｒｉｎｅｘｐｌｏｒｉｎｇｔｈｅｗｈｏｌｅ－ｒｏｃｋｒｏａｄｗａｙｏｆｌａｒｇｅｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｇｅｔｓｔｈｅｄｅｓｉｒｅｄｅｆｆｅｃｔｓ．

瑞典阿特拉斯公司全液压掘进钻车

瑞典阿特拉斯·科普柯公司全液压掘进钻车瑞典阿特拉斯·科普柯公司生产系列齐全的露天与地下用的各种钻车，其行走底盘有轨轮式、轮胎式、履带式三种系列，有成系列的底盘、液压钻臂和推进器，可以组成用户所需要的各种钻车。

较新系列的掘进钻车为Rocket Boomer，其适用巷道最小面积为6m2，最大为169m2。

下面重点介绍两个典型钻车。

一、阿特拉斯Rocket Boomer 104掘进钻车阿特拉斯Rocket Boomer 104掘进钻车是专为小断面巷道、横巷以及上向钻孔而设计的钻车采用铰接底盘，四轮驱动，采用了BMH2800系列的重型双底铝合金液压推进器，可以配用新型高效的Cop1838型液压凿岩机，推进力可达15KN。

采用了重型钻臂三角支撑可在各方向准确运动，用一个手柄即可控制钻臂的摆动与仰俯，能快速定位，大臂后部可旋转360°，前部可使推进器回转114。

，大臂可伸缩900mm，推进仰俯缸可使推进器上仰18。

，下俯65。

因此，它具有很大的通用性，可打任意方向的炮孔，为了打平行炮孔，可装备FAM104平移系统。

钻车采用直接控制钻进系统，并有优良的防卡系统(用回转压力控制推进力)，凿岩机冲击与钻车定位采用一个变量泵供油，回转用一个定量供油，还有一个小泵供制动用，液压系统的压力为5~23Mpa。

此外，钻车上还有供凿岩机润滑用的小型空压机与供冲洗炮孔用的增压水泵，钻车后部还有电缆卷筒等。

二、阿特拉斯Rocket Boomer M2C掘近钻车阿特拉斯Rocket Boomer M2C钻车是由计算机控制的自动钻进的现代钻车。

RCS具有自动与手动互相转换的操作板，其自动功能可保证高效钻进，并节省钻具，它具有综合的故障诊断系统，能及时识别故障，它有两个重型BUT32液压钻臂，该型钻臂为直接定位式，可快速、准确地在两个炮孔间移位，并自动保持平移，其上装有BMH6800系列的重型双底铝合金推进器，配Cop1838型高效液压凿岩机。

进口MK3岩巷综掘机应用实践

进口ＭＫ３岩巷综掘机应用实践
张振
（内蒙古银红能源开发有限公司，内蒙古鄂尔多斯０７１１０２）
摘要：国煤矿全岩高效掘进技术一般采用重型悬臂式掘进机实现高效掘进，全岩ＭＫ３型重型掘进机是由我英国生产制造的，具有重型化、大功率及自动化的特点，首次在国内应用。文章重点对该设备的适应条件，优点及存在问题进行现场探索，为进口设备在国内推广使用提供借鉴。
大和最小距离：架棚巷道永久支护紧跟到迎头，临时
支护最大控顶距１３，最小控顶距０１；锚网巷道．米．米永久支护紧跟到迎头，临时支护最大控顶距１４、最．米小控顶距０。米４．掘进方式：综掘多循环作业的技术参数
Ｍ３巷综掘机，为英国多斯科（ＯＣ）生产的Ｋ岩ＤＳＯ
进口全岩掘进机，主要技术参数为：
整机尺寸：１９０ｍ００ｍ５０ｍ３７ｍＸ４０ｍＸ２０ｍ；最大不可拆卸尺寸：４７ｍ９０ｍ×９０ｍＸ１７ｍ；０ｍ２０ｍ最大截割断面：１．～３．ｍ；９６６５２截割高度：２７．；．～４５ｍ
最大不可拆卸附件重量：８；ｔ
电压、电频：ｌ４Ｖ０ｚ１０、５Ｈ；
第一，临时支护：架棚巷道采用前探梁作为临时支护，锚网支护巷道采用带帽单体支柱作为临时支

盾构机技术参数

盾构机技术参数TB 880E隧道掘进机⼀、概述TB 880E型隧道掘进机由德国维尔特（Wirth）公司制造。

TBM 880E型隧道掘进机为开敞式硬岩掘进机，适⽤于硬岩的⼀次成型开挖。

隧道掘进机的英⽂为“Tunnel Boring Machine”，所以隧道掘进机⼜简称为“TBM”。

TBM集机、电、液、⽓、仪于⼀体，采⽤微电脑全程监控操作。

采⽤TBM施⼯，⽆论是在隧道的⼀次成型、施⼯进度、施⼯安全、施⼯环境、⼯程质量等⽅⾯，还是在⼈⼒资源的配置⽅⾯都⽐传统的施⼯⼯法有了质的飞跃，实现了隧道施⼯⼯⼚化作业。

该机曾⽤于18.46km的西康铁路秦岭隧道施⼯，最⾼⽉进度达528.1m。

在6113m长的西安南京铁路磨沟岭隧道的施⼯中，创造最⾼⽇掘进达41.3m，最⾼⽉掘进达573.9m的国内新记录。

TBM具有优良操作性能，其主要特点是使⽤可靠性的内外凯（Kelly）机架。

TBM主机主要由⼑盘、⼑盘护盾、主轴承与⼑盘驱动器、辅助液压驱动、主轴承密封与润滑、内部凯式、外部凯式与⽀撑靴、推进油缸、后⽀撑、液压系统、电⽓系统、操作台、变压器、⾏⾛装置等组成。

外凯机架上装有X型⽀撑靴；内凯机架的前⾯安装主轴承与⼑盘驱动，后⾯安装后⽀撑。

⼑盘与⼑盘驱动由可浮动的仰拱护盾、可伸缩的顶部护盾、两侧的防尘护盾所包围并⽀承着。

⼑盘驱动安装于前后⽀撑靴之间，以便在⼑盘护盾的后⾯提供尽量⼤的空间来安装锚杆钻机和钢拱架安装器。

⼑盘是中空的，其上安装许多刮板和铲⽃，将⽯碴送到置于内凯机架中的输送机上。

后配套系统为双线轨道及加利福尼亚道岔系统，装有主机的供给设备与装运系统，⽯碴的运输通过矿车运出。

后配套系统由若⼲个平台拖车和⼀个⽪带桥组成，⽪带桥⽤来联接平台拖车与主机，平台拖车摆放在仰拱上的轨道上。

前进时⽪带桥被TBM后端拉着，在掘进过程中后配套平台拖车是固定的，在掘进结束时被两个液压油缸牵引。

在后配套系统上，装有TBM液压动⼒系统、配电盘、变压器、总断电开关、电缆卷筒、除尘器、通风系统、操纵台、⽪带输送系统、混凝⼟喷射系统、注浆系统、供⽔系统等。

新型小直径硬岩掘进机应用于英国天然气管网

进中形成的岩土屑则由一个小型的反向螺旋排出（图３，从而与ＳＵ相比所需扭矩大幅度减少。如）Ｂ这样，ＭＳＵ掘进机的掘进能力大大提高，次使Ｂ一
性掘进长度至少可以达到１０５ｍ。
时要穿过不同性能的岩层时该掘进机可以钻进得更长。种掘进机同样适合于掘进砾卵石地层，这因其切削头可以装上钢齿、括刀以及硬质合金镶齿等不同类型切削具的钻头。
编译自ＵＳＴｒｎｈｅｓＰｏｕｔｅｋｎｏｎｅｃｌｓｒｄｃａｉｇＧｒｕｄｉＵＫＢｒｎ
维普资讯
第２卷第２３４ — 期
１１０２７篮００
非开挖技术
ＴｒｎｈｅｓｃｎｌｇｅｃｌｓＴｅｈｏｏｙ
Ｖｏ．４．．— １２Ｎｏ２３
Ｍａ．２０７ｒ，０
新型小直径硬岩掘进机应用于英国天然气管网
ＭＰ到１０ＭＰ。用的切ａ７ａ专削具可以在掘进的任何地
图３ＭＳＵ掘进机结构示意图Ｂ
点进行替换，以在很硬的所
或研磨性很高的岩石，同或是由螺旋掘进机通过螺旋来提供扭矩的。ＭＳＵ掘Ｂ
有在掘进的前３ｍ范围内利用转向驱轴来控制掘０
进的方向和坡度。Ｕ型掘进机与ＳＭＳＢＵＢ掘进机相比，动力是上大大加强了，而增加了在硬岩和在从

国外盾构掘进机的发展历史和现状

1 国外盾构掘进机的发展历史和现状1818年Marc Isambard Brunel获得隧道盾构法施工的专利，并在1825年到1843年间首次使用盾构在伦敦的泰晤士河下修建了一条河底隧道，初步证明盾构法隧道施工的价值。

1830年由劳德考克让施（Lord Cochrance）发明了施加压缩空气防止涌水的“气压法”。

1874年格雷蒙特（James Henry Greathead）在伦敦地铁南线的隧道建设中采用了气压盾构法的施工工艺，并首创了在盾尾后面的衬砌外围环形空隙中压浆的施工方法，并开发了用流体支撑开挖面的盾构，开挖出的弃土以泥水流的方式排出。

1896年Haag在柏林第一次申请了德国泥水式盾构的专利，形成了现代泥水式盾构的雏形，推动了盾构施工技术的发展。

到20世纪初，盾构施工法在英、美、德、俄、法、日等国开始推广。

1917年日本开始在铁羽越线的折返段隧道施工中引进盾构法，1938年正式在国铁关门隧道应用盾构法施工，为日本盾构技术的发展奠定了基础。

1967年由英国提出的泥水加压系统在日本得到了实施，日本研制成功第一台有切削刀盘、水力出土的泥水加压式盾构（直径为3.1m）。

1974年日本独创性地研制成功土压平衡盾构，同时德国Wayss & Freytag也研制成功颇具特点的膨润土悬浮液支撑开挖面的泥水平衡盾构。

之后，盾构技术得到了迅猛发展，已成功应用于各种公路隧道、地铁隧道、引水隧道以及市政公用设施隧道等。

［1～3］纵观盾构隧道掘进180多年的发展历史，盾构隧道施工法和盾构掘进机的改进都是在围绕着：①地层稳定和地面沉降控制；②机械化、自动化掘进和掘进速度；③衬砌和隧道.质量，这三个要素进行盾构掘进机的改进和施工方法的革命。

传统的盾构法是把这三个要素分别独立考虑的，把地层稳定处理作为盾构的辅助方法，主要有降低地下水位法、改良地基法、冻结法及气压法等。

在盾构掘进机本身结构上没有考虑对地层稳定的影响或减少和防止地面沉降，盾构一般为敞胸式结构。

硬岩隧道掘进机历史

硬岩隧道掘进机的历史1952年，詹姆斯·罗宾斯（James ）为美国南达科他州奥阿西大坝工程（Oahe Dam）研发了第一台现代硬岩TBM 第一台用于切割岩石的TBM是威尔逊专利的石材切割机，它发明于1851年，用于马萨诸塞州北亚当斯著名的胡萨克隧道（Hoosac Tunnel）东端。

根据最初设计，这台机器应在花岗岩内切割出一个13in宽、26ft直径的圆环，推进几英尺后，施工人员撤回机器，并在圆环内对岩石进行爆破。

该台机器由铸铁建造，采用蒸汽驱动，使用了与现代滚刀惊人相似的滚刀。

事实上，这台机器在硬岩中只掘进了10ft，很明显，它既不够坚硬，也没有强大的动力，难以切割这种坚硬的岩石。

第二台TBM也被用于胡萨克隧道的西端，该台TBM直径10ft，锥形头，可以在断层中切割出一个圆形的缺口。

最初的实验表明，这台TBM是很有希望的，但不幸的是，在这台设备投入使用之前，使用这台设备的承包商就已经破产了，后来的承包商放弃了使用TBM法，采用传统的分步法进行隧道开挖。

这样，早期的几个掘进机实验结束了，在接下来的100年里，世界上几乎所有的岩石隧道都采用了钻爆法。

直到20世纪50年代，许多成功的机械装置被用于煤矿开采。

1952年，杰姆斯·罗宾斯被要求利用这些概念设计修建南达科塔州奥阿西大坝隧道。

他设计的TBM具有刀盘，使用了刮刀和盘型滚刀，用于开挖软弱页岩。

其破岩原理是，刮刀在岩石上切槽，滚刀切削岩石。

像许多发明家一样，杰姆斯·罗宾斯对他的这个发明十分着迷，说服了多个工程业主和施工承包商支持他的实验，帮助他解决各种问题。

不幸的是，杰姆斯·罗宾斯在1958年的一次空难中丧生，他的儿子迪克·罗宾斯继承了他的意志和远见，为隧道掘进机后续的发展搭建了舞台。

总体而言，这些发展围绕如下几个问题：破岩的最佳方法是什么保持掌子面稳定、TBM推进和姿态控制的最佳方法是什么如何提供最佳的后配套系统和维修与保养隧道内进、出料的最佳方法是什么TBM隧道成本预算最佳方法是什么用于尼亚加拉隧道的直径47.2ft的罗宾斯TBM是世界最大的TBM 用于奥阿西大坝的罗宾斯TBM与具有旋转刀盘的软土盾构类似，尽管与现代的TBM相比还显得过于简单，但它引入了两个基本概念，之后的TBM这也是基于这两个概念发展开来：1、刀盘：能够切割岩石，并允许盾壳前进的旋转刀盘；2、护盾：在岩石中，护盾既能保护隧道内施工人员和机械设备的安全，又有助于进行隧道支护。