3隧道掘进机TBM施工详解

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隧道工程第九章隧道掘进机(TBM)施工

永久支护
根据隧道设计要求，采用模筑混凝土、钢筋混凝土等材料，对隧道进行永久性支护，确保隧道结构安全。
通风与通风管道，为隧道施工提供足够的新鲜空气，降低粉尘和有害气体浓度。
排水技术
设置合理的排水系统，将隧道内的地下水排出洞外，防止积水对施工造成影响。
弃渣与运输技术
程量。
长隧道
TBM适用于长度较长的隧道施工。TBM的连续掘进能力有助于缩短工期，降低施工难度
，提高经济效益。
复杂地质条件
TBM适用于地质条件复杂、存在较大涌水量的隧道施工。TBM的密封性能较好，可以有效地控制涌水，减少对
环境的影响。
TBM施工的历史与发展
TBM施工起源于20世纪中叶，最早应用于欧洲国家的铁路隧道施工。随着技术的不断发展和完善，TBM逐渐应用于水利、市政、公路等领域的隧道施工。
弃渣处理
合理规划弃渣场地，确保弃渣不占用耕地和破坏环境。
运输组织
根据施工进度和运输距离，合理安排运输车辆和路线，确保弃渣和施工材料的及时运输。
05
TBM施工案例分析
某地铁隧道TBM施工案例
总结词：高效快速
详细描述：某地铁隧道采用TBM施工，实现了高效快速的施工效果，缩短了工期，减少了施工对周边环境的影响。
单护盾TBM和双护盾TBM
单护盾TBM适用于地质条件比较简单、地下水不发育的隧道施工。
双护盾TBM适用于地质条件比较复杂、地下水发育的隧道施工。
单护盾TBM具有结构简单、造价低、施工速度快等优点，但同时也存在对地质条件要求较高、施
工安全风险较大的缺点。
选择合适的TBM类型
在选择TBM类型时，应综合考虑隧道的地质条件、施工环境、工期要求、工程造价等多方面因素。

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。

③准备下一次掘进行程。

（3）几种典型机型国外生产全断面岩石掘进机的公司主要有罗宾斯、佳伐、德马克、维尔特等。

图6 掘进机工作循环图7 罗宾斯机型1－刀盘部件；2－顶护盾；3－刀盘支承壳体；4－刀盘回转转传动机构；5－超前钻机；6－推进液压缸；7－水平支撑；8－出碴皮带机；9－后下支承；10－锚杆钻机；11－仰供块安装机图8 罗宾斯机型照片图9 佳伐机型1－刀盘部件；2－刀盘支承壳体；3－刀盘轴承；4－机架；5－推进液压缸；皮带机；7－刀盘回转传动机构；8－后下支承；9—钢架梁；10－前X形支撑；11－支撑板；12－传动轴图10 德马克机型1－刀具；2－刀盘；3－前下支承；4－前支撑系统；5－刀盘回转传动机构；6－推进液压缸；后支撑系统；8－出碴皮带机；9－后下支承图11 维尔特机型1－刀盘部件；2－出碴皮带机；3－主轴承；4－顶护盾；5、10－锚杆钻机；6、16－推进液压缸；7－内机架；8－刀盘回转传动机构；9－超前钻；10－圈梁运输系统；12－仰供安装机；13－单轨吊机；14－可翻转清碴斗；15－后下支承；17－水泵；18－外机架；19－X形支撑系统；20－皮带机与可翻转清碴斗；21－圈梁安装机；22－前下支承；23－铲斗；24－刮板；25－割刀图12维尔特机掘进机照片图13维尔特TB880E掘进机刀盘1－刀盘；2－铲斗刮刀；3－人孔；4－中心刀；5－正刀；6－割刀；7－边刀几种敞开式掘进机型特征详见表1。

TBM施工原理和施工技术

此工作步骤循环往复，连续不断，完成隧道的工厂化施工作业。
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40
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开敞式及双护盾TBM破岩
TBM刀具破岩机理
刀具
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Chipping
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锚杆作业
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挂网作业
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钢拱架安装
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换步状态
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换步结束开始下一循环推进
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TBM刀盘及刀具刀具
铲斗
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前刮碴板
后刮碴板 10
掌子面
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单刃刀的结构
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TBM楔块卡装式刀具剖视
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单刃滚刀的安装图编ຫໍສະໝຸດ 课件14单刃滚刀的安装
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双刃刀的结构形式
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主轴承的安装形式
外密封主轴承
刀盘支承架
转接座
大齿圈
内编辑密课件封
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转接座
内密封
大齿圈安装位置
外密封
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TBM主轴承
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大齿圈
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驱动座
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21
转接座
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撑靴的安装
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鞍架
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撑靴
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推进系统
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拱架、网片的安装作业
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开敞式TBM开挖出的隧道表面

隧道掘进机TBM施工技术

隧道掘进机(TBM)施工技术开挖机制开挖岩层所使用的刀具，不是用于开挖软弱土层的锯齿形刀具，而是所谓的滚刀(回转式刀具)。

滚刀以一定的间距安设在刀盘上，掘进时,滚刀向岩层挤压，把岩层压碎，进行开挖。

滚刀滚刀是由回转的刀体和装备有刀具的刀头环构成。

刀头环具有能够更换的结构。

最新的刀头环采用了算盘状的刀圈，材质也改为银铭铝合金钢系。

掘进性能与刀具的性能密切相关。

在高速施工的条件下，开发长寿命,大型化的刀具是极为必要的。

滚刀的构造刀盘构造TBM与在软土中掘进的盾构不同，是以围岩的自稳为前提的。

有各种各样的构造。

但其最主要的是刀盘和支撑靴。

刀头轮廓反力支承靴部TBM推进时所需的反力（推进力、刀盘转矩）。

为提供充分的反力和不损伤隧道壁面，应该加大其接触面积，以减小接地压力。

通常，接地压力取为3.0~5.0MPa o如把上述支承靴称为主支承靴，则还有所谓的以控制震动，控制方向等为目的的各种辅助支承靴。

盾构形TBM支承靴在盾构型TBM中z设有提供推进反力的主支承靴（尾部）和掌子面支承靴（前部）。

主支承靴一般是水平的在左右设置一对,但对大口径的TBM,有时在周边上要设置4〜5个支撑靴。

敞开式TBM支承靴有单支承靴方式和双支承靴方式两种。

单支承靴：是在主梁上左右设一对支承靴。

该支撑靴对应推进时主梁的方位变化。

双支承靴：是前后各有一对支承靴。

前面的支承靴有4个（X形）、2个（I形）、3个（T形）的布置形式。

方向修正：不管支撑靴是何种方式，都应在设置支承靴前进行，但对于单支承靴方式，开挖过程中也能改变方向。

而双支承靴方式，在开挖进程中不能改变方向，受地质变化的影响小，直进性能好。

敞开式TBM支撑靴构造推进部主要使用推进千斤顶，推进按下述动作反复进行。

(1)扩张支撑靴，固定机体在隧道壁上；(2)回转刀盘，开动千斤顶前进；(3)推进一个行程后，缩回支撑靴，把支撑靴移置到前方，返回(1)的状态。

排土方式皮带运输机使用较多、运量大，可实现高速化，有涌水时，排土困难。

隧道工程第九章-隧道掘进机(TBM)施工

TBM的调试和试运行
TBM调试前的准备工作 TBM调试的主要内容 TBM试运行的过程和注意事项 TBM调试和试运行的经验总结
05
TBM的掘进施工
掘进参数的选择和调整
掘进速度：根据地质条件、设备性能等因素进
行选择
推进力：根据岩土性质、设备功率等
因素确定
刀盘转速：根据岩土性质、设备性能等因素进
测量工具：全站仪、水准仪、激光导向仪等
TBM的故障排除和
06
维修保养
TBM常见故障及排除方法
刀盘卡滞
添加标题
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密封系统故障
TBM的维修保养流程和注意事项
• TBM的维修保养流程： a. 定期检查：按照规定的时间间隔对TBM进行全面检查，包括机械部件、液压系统、电气系统等。 b. 故障诊断：通过观察、听诊、触摸等方式，对TBM的故障进行诊断，确定故障部位和原因。 c. 维修保养：根据故障诊断结果，对TBM进行相应的维修和保养，包括更换零部件、清洗、润滑等。 d. 验收测试：维修保养完成后，对TBM进行验收测试，确保其恢复正常运行状态。 • a. 定期检查：按照规定的时间间隔对TBM进行全面检查，包括机械部件、液压系统、电气系统等。 • b. 故障诊断：通过观察、听诊、触摸等方式，对TBM的故障进行诊断，确定故障部位和原因。 • c. 维修保养：根据故障诊断结果，对TBM进行相应的维修和保养，包括更换零部件、清洗、润滑等。 • d. 验收测试：维修保养完成后，对TBM进行验收测试，确保其恢复正常运行状态。
运输方式：选择合适的运输方式，如公路、铁路或水路，并考虑运输过程中的安全措施
存放要求：确保 TBM在存放期间不受损坏，保持其完整性和功能性

隧道掘进机(TBM)施工

国内应用续甘肃引大入秦水磨沟输水隧道554m11649mrobbins双护盾tbm最高月进尺13008m月引黄入晋总干678号与南干4567号隧道robbins双护盾tbm总长122km最高月进尺1637m月日掘进113m日辽宁大伙房引水工程全长8532km3台80m开敞式新疆大阪输水隧道工程全长3068km德国海瑞克双护盾tbm青海引大济湟总干渠工程德国wirth双护盾tbm593m全长1994km西康铁路秦岭线隧道掘进5621km88m开敞式tbm西安南京铁路桃花铺1号隧道掘进723km机型同上西安南京铁路磨沟岭隧道掘进611km机型同上南疆铁路吐库二线中天山隧道机型同上兰渝铁路西秦岭隧道1023mrobbins开敞式tbm11重庆地铁一号线2台636m开敞式tbm第三章隧道掘进机tbm施工第二节掘进机法施工流程一tbm施工主要流程二robbins开敞式tbm循环作业流程step1
四．开挖长度
TBM进场需经历运输、组装等过程。根据其直径与型式、运输途径、组装基地状况等不同，需准备1~2个月。 TBM后续设备长100~200m，为正规地进行掘进也需先筑一段长200m左右的隧道。隧道长度小于1000m时，其运行成本急剧增大。达3000m左右时的成本大致是一定的。国外在断面10~30m2、长1000km以上的隧道开挖，优先考虑采用TBM施工。最佳开挖长度为3000km以上，短隧道慎用。
四、TBM破岩方式与原理(续)
3. 圆盘型滚刀破岩原理
圆盘型滚刀(图a)工作压力50~200kN，岩体表面在刀圈刀尖强集中力作用下破碎而被切人，并形成切入坑(见图b)。随着滚刀滚动，在岩面上形成一条条的破碎沟，破碎沟之间岩石AO1O2B受滚刀侧刃挤压力的作用而剪切破碎。当切入深度h较大时，剪裂面为O1O2(图c)。

tbm的工作原理

tbm的工作原理
TBM（隧道推进机）的工作原理是通过推进主轴、负轮和盾尾等装置，利用推力将盾构机向前推进，同时在推进过程中，盾尾不断向后排出废弃的土层。

TBM的工作过程分为四个步骤：掘进、装土、支护和排土。

首先，掘进是指盾构机利用推进主轴和负轮的旋转，在推动下逐渐向前推进。

掘进过程中，盾尾通过排土装置将废弃的土层排出。

其次，装土是指盾构机在掘进过程中，将挖掘到的土层通过输送系统送到盾构机内部的装土舱，然后通过翻斗机或螺旋输送机将土层排出到地面，并进行处理或运输。

第三，支护是指在掘进过程中，为了保证隧道结构的稳定，盾构机后方设置支护结构，如衬砌管片，以防止隧道坍塌。

最后，排土是指盾构机在掘进过程中，通过盾尾排土装置将废弃的土层排出，保持隧道内部的通畅。

总之，TBM的工作原理是通过推进装置推动盾构机前进，同时将挖掘的土层装土舱内，通过排土装置将废弃的土层排出，同时进行支护工作，最终完成隧道的掘进。

隧道全断面岩石掘进机(TBM)法施工安全技术与风险控制

隧道全断面岩石掘进机（TBM）法施工安全技术与风险控制一、风险分析（1）在吊装作业前，钢丝绳死弯、吊钩连接松动以及限位器发生失灵状况且未及时检测维修，可能造成吊装作业中钢丝绳断裂、吊钩脱落等后果，从而造成起重伤害。

（2）机械设备运行和维护中，作业人员若防护不当，可能导致作业人员被运行中的机械绞、碰、切、割、戳，从而造成机械伤害；或在维护中被工具击伤造成机械伤害。

（3）通过软弱围岩、岩爆、小岩溶、膨胀岩、高瓦斯等特殊地段时，若施工指挥人员指挥不当、施工方案不完善或者工作人员操作不当，遇软弱围岩、膨胀岩等，可能发生围岩坍塌、透水、冒顶片帮等事故；遇高瓦斯等特殊地段，可能发生中毒和窒息、瓦斯爆炸等事故。

（4）施工过程中，机械的刀具、刀盘、主轴承等重要部件失效失灵，可能因刀具、刀盘碎裂而飞出伤人，主轴承断裂而造成机械伤害。

（5）施工运输指挥不当，信号和制动失灵，货车汽车超速、超载及机械故障等，可能会导致货车侧翻、机械损伤甚至导致车祸发生，造成车辆伤害。

（6）未配备消防器材或消防器材失效，可能导致在意外火情发生时无法及时处理，从而酿成火灾、人体被灼烫等事故。

（7）TBM作业人员未经过专业培训、考核合格并取得相应操作证后就上岗，因不具备专业技术可能导致掘进机在工作过程中出现操作失误，引起不必要的机械伤害。

（8）遇到软弱围岩地段时，未专门制定施工方案或施工方案未经专家审核合格就开始施工掘进，可能因施工方案的不足而导致施工过程中出现围岩压力不足而使隧道坍塌。

（9）TBM掘进时，针对不同地段的不同地质条件选择的掘进参数或掘进模式不合理，可能导致在掘进过程中机械运转不良，从而出现故障，或者掘进后隧道质量不能满足设计预期。

（10）TBM及后配套设备的保养和检修工作在机器停止操作前就进行的，可能导致检修工作人员在检修作业中被机械绞、碾、碰、割、戳、切伤或致死，造成机械伤害。

（11）隧道在贯通过程中，洞内外若联络不畅，可能导致在隧道贯通前后因无法互相获知准确位置消息与指挥信息而在贯通瞬间造成机械碰撞、围岩崩塌等事故，可能对工作人员造成机械伤害。

TBM掘进机施工技术的详细介绍

TBM掘进机施工技术的详细介绍(2007-04-06 18:33:23)转载1.TBM掘进机施工环节TBM是英文“Tunnel Boring Machine”的缩写，中文意思是隧洞掘进机。

它具有快速、安全、高效的显著特点。

掘进机在我国甘肃引大入秦和山西万家寨引黄入晋等隧洞工程中相继应用，获得了很大效益。

掘进机虽然技术先进，但是，只有完全掌握这项技术，对隧洞施工全过程中的每一个环节进行严格把关，才能真正保证掘进机隧洞施工质量。

1.1地质勘察地质条件是影响掘进机隧洞施工质量的重要因素，也是掘进机选型的重要依据。

地质勘察成果资料要求全面、真实、准确。

1.2掘进机选型根据支护形式分为三种机型，分别适用于不同的地质条件。

①敞开式，常用于纯质岩。

②双护盾，常用于混合地层。

③单护盾，常用于劣质地层及地下水位较高的地层。

根据刀盘直径大小分为13种机械：2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m、9m、10m、11m、12m、13m、14m。

在掘进机上安装一些特殊设备，可以避免和消除地质条件变化对隧洞施工质量的影响。

如采用超前探钻、环形管片安装器、岩石锚固装置及易爆气体检测装置等。

1.3掘进机工作人员掘进机工作人员的素质和技术水平直接影响着隧洞施工质量，只有高素质和高水平的工作人员才能保证高质量的隧洞施工。

1.4掘进机检修和维护加强掘进机检修和维护，保证掘进机良好运行。

这对保证施工质量和延长掘进机寿命非常重要。

①边刀即位于刀盘周边的刀具，隧洞洞径由边刀尺寸决定。

在掘进过程中刀具磨损特别是边刀磨损非常严重，因此加强刀具磨损检查和更换新刀具对于保证洞径非常重要。

为了延长刀具使用寿命，磨损的边刀也可以用作面刀即位于刀盘面部的刀具再次使用，一般边刀最大允许磨损量约等于面刀最大允许磨损量的1/2。

当边刀达到其磨损极限时，应更换新刀具。

②主轴承，即与刀盘连接并驱动刀盘旋转的大型轴承，掘进机总进尺主要由主轴承使用寿命决定。

在掘进机检修期间，损坏的主轴承由于受到隧洞狭小空间的限制，难以拆除和更新安装，因此根据隧洞长度选用主轴承型号，加强对主轴承维护。

TBM掘进机步进

TBM掘进机步进一、工艺概述TBM步进，就是TBM不掘进的移动前进过程中的施工。

掘进机步进的方式大致有两种，一种是通过油缸支撑在支座、马凳、管片等，使掘进机前移；另一种是通过掘进机的步进机构在地面直接向前移动。

不同条件下的步进有不同的方式，基本上分三种情况：第一种情况：当TBM在组装场地组装完成后，需要步进进洞施工，这时是在步进架的支撑状态下，走一步支一步的前进。

场地空出后，铺设道碴、枕木，每走12.5m接一次长轨。

第二种情况：当TBM进洞后（即是进了预备洞）形成了铺设钢筋混凝土仰拱支撑块的步进，在仰拱块上接轨的方式，这种步进也是在步行架的帮助下进行的。

第三种情况：当TBM步进通过区间已施工完成洞室或敞开段。

TBM步进施工的主要工作有仰拱块铺设、仰拱块底部注浆、风管、供水管路、10KV电缆、施工轨道延伸等工作。

二、作业内容作业内容：施工准备、TBM步进三、质量标准及验收方法保证TBM步进到达步进段时混凝土强度满足28天设计强度要求，需提供混凝土强度报告证明；TBM步进通过地面的平整度要求、平整度+5mm。

预埋件安装质量和TBM通过轮廓范围内的断面净空限界要求；保证洞室初期支护质量（结构稳定性和喷射混凝土施工质量），确保在TBM施工过程中导坑内排水畅通，不发生因结构失稳或剥落掉块和积水等而影响TBM掘进或步进进度和施工安全。

四、工艺流程图TBM步进至始发断面一般步骤为：步进前现场材料、机具准备→TBM在预备洞外步进施工→铺设道岔TBM轨线、运输轨线延伸→暗挖隧道段步进（摆放仰拱块、楔形块回填、砂浆轨道铺设、管线延伸）→TBM上始发台→拆除步进机架，将支撑卡住岩壁→TBM始发定位→TBM始发。

五、工序步骤及质量控制说明1、术语和符号步进掘进机利用支撑机构换步到开挖面过程。

步进小车安装于刀盘及护盾下部，在机器平底步进时使用，通过竖向、横向辅助油缸的作用，实现护盾在其上部滑移。

步进机架安装于机器撑靴下部，在机器步进时使用。

铁路工程：掘进机施工法(TBM)

铁路工程：掘进机施工法（TBM）掘进机施工法（TBM）
掘进机施工法（TBM）是一种利用回转刀具开挖（同时破碎和掘进）隧道的机械装置。

用此法修筑隧道的方法称为掘进机法。

（一）TBM施工方法的优点
开挖作业能连续进行，因此，施工速度快，工期得以缩短，特别是在稳定的围岩中长距离施工时，此特征尤其明显。

没有像爆破那样大的冲击，对围岩的损伤小，几乎不产生松弛、掉块，崩塌的危险小，可减轻支护的工作量。

振动、噪声小，对周围的居民和结构物的影响小。

因机械化施工，安全，作业人员少。

近期的TBM可在防护棚内进行刀具的更换，密闭式操纵室、高性能的集尘机等技术采用，使安全性和作业环境有了较大的改善。

（二）TBM施工方法的缺点
机械的购置费和运输、组装、解体等的费用高，机械的设计制造时间长，初期投资高，因此，不用于短隧道。

施工途中不易改变开挖直径和形状。

地质的适应性受到一定限制。

目前虽然正在开发全地质型的机种，但还满足不了这种要求，对软弱围岩，还存在不少问题；对硬
岩，强度超过200MPa后，刀具成本急剧增大，开挖速度也降低。

（三）掘进机的主要施工程序
TBM的运输方式有：轨道方式；无轨方式；连续皮带运输方式；泥浆运输方式。

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。

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。

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。

知识点38-PPT-隧道TBM掘进原理与支护型式

3.滚刀破岩机理
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二、TBM掘进工作原理
3.滚刀破岩机理
（2）洞壁上的轨迹
由于边刀的刀刃不断磨损，所以开挖直径不断缩小，到时更换新边刀后可以恢复到原有开挖直径，所以用掘进机开挖的隧洞沿轴线方向的洞壁是一个圆锥体接一个圆锥体。
Dmin=D理论开挖-2△刀边允许最大磨损量
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四、工程案例
3.TBM机型的确定
秦岭隧道全长中，Ⅲ、Ⅳ类围岩约长1450m，占总长的78 ％，其余为Ⅲ～I类，岩石抗压强度高，岩体完整性好。因此，在选择TBM类型上，通过对护盾式和敞开式TBM的比较，首先考虑采用敞开式TBM，这不仅仅是因为秦岭隧道90％以上岩体具有足够的自稳性和强度，同时也为TBM提供足够的顶推力和切削扭转矩的支承反力。
南口端掘进机掘进效率差不多，最高月掘进509ｍ。
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模注混凝土衬砌预制仰拱块
图10-14 复合式衬砌示意图
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四、工程案例
秦岭特长隧道位于西(西安)康 (安康)铁路线上的青岔车站和营盘车站之间，由两座基本平行的单线隧道组成，其中Ⅰ线隧道全长 18460米，Ⅱ线隧道全长18456米。
其中，Ⅰ线(左线)隧道使用2 台8.8米敞开式掘进机（TBM）由隧道两端相向施工。Ⅱ线隧道(右线)，采用新奥法施工。
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二、TBM掘进工作原理
4.护盾式掘进机
双护盾式掘进机增加了一个(尾)护盾, 利用水平撑靴进行开挖的同时安装衬砌管片，从而实现开挖与管片安装的同步，大大提高了施工进度。
双护盾式掘进机

长距离大坡度隧洞开敞式掘进机(TBM)全断面施工工法

长距离大坡度隧洞开敞式掘进机（TBM）全断面施工工法长距离大坡度隧洞开敞式掘进机（TBM）全断面施工工法一、前言隧洞工程在现代交通、水利、能源等基础设施建设中占据重要地位。

长距离大坡度隧洞的施工面临着诸多挑战，如地质复杂、工期紧张等。

为了满足这些挑战，长距离大坡度隧洞开敞式掘进机（TBM）全断面施工工法应运而生。

本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施以及经济技术分析。

二、工法特点长距离大坡度隧洞开敞式掘进机（TBM）全断面施工工法具有以下特点：1、高效快速：TBM采用现代化设备和自动化技术，能够实现连续掘进、支护和后续施工工序，施工效率高，工期可缩短。

2、安全可靠：TBM作业面封闭，能够有效控制尘埃、噪音和恶劣环境对施工人员的影响，提供安全保障。

3、质量可控：TBM采用先进的定位和导向系统，能够准确控制隧道的偏差和纵横断面的尺寸，保证施工质量。

4、环保节能：TBM施工过程中产生的废弃物、尘埃等污染物能够得到有效管理，节约能源。

5、适应性强：TBM可以适应各种地质条件和施工要求，可用于挖掘各种断面形状的长距离大坡度隧洞。

三、适应范围长距离大坡度隧洞开敞式掘进机（TBM）全断面施工工法适用于以下场景：1、交通隧道：如公路、铁路、地铁等。

2、水利隧洞：如水库溢洪道、输水隧洞等。

3、电力隧道：如输电隧道、升压站隧洞等。

4、资源开发隧道：如矿山开采、石油、天然气等。

5、城市地下综合管廊。

四、工艺原理长距离大坡度隧洞开敞式掘进机（TBM）全断面施工工法的工艺原理主要包括施工工法与实际工程之间的联系和采取的技术措施：1、地质调查和分析：通过地质调查了解隧洞工程的地质条件，包括地层分布、岩石性质、巷道构造等，为施工工艺的确定提供基础。

2、设备选型：根据隧洞工程的长度、倾角、断面形状等特点，选择合适的TBM型号和配套设备。

3、开始施工：首先进行掘进端的开挖和初期支护，然后启动TBM掘进，控制进尺和隧道纵横断面的尺寸。

硬岩掘进机法(TBM法)施工

硬岩掘进机法（TBM法）施工一、掘进机施工的特点掘进机法是利用岩石隧道掘进机在岩石地层挖掘隧道的一种施工方法。

隧道掘进机是一种集掘进、出渣、支护和通风、防尘等多功能为一体的高效隧道施工机械，简称掘进机（TBM），如图8-1所示。

图8-1 掘进机实践证明：当隧道长度与直径之比大于600时，采用掘进机进行隧道施工比较经济。

与钻爆法相比，掘进机法虽然投资多，但具有施工快速、优质、安全、经济、环保等突出优点。

采用掘进机施工时，应明确地质条件及必要预处理措施。

隧道长度应在6～7km以上，围岩的单轴抗压强度在50～200MPa之间。

从地层岩性条件来看，掘进机一般只适用于圆形断面隧道，隧道开挖直径在3～12m之间，一次性连续开挖隧道长度不宜短于6km，6～15km比较经济。

掘进机适用于中硬岩层。

岩层的地质情况对掘进机进尺影响很大，应尽量避免复杂地层，或需要增加较多辅助设备才能处理的不良地质段。

掘进机属大型专用设备，重达几千吨，拼装长度可达200多米，洞外配套设施多，所以，对施工场地和运输方案都有很高的要求。

二、掘进机施工要点及注意事项1.影响掘进效率的主要地质因素岩石的单轴抗压强度是影响掘进效率的关键因素之一。

岩石的硬度和耐磨性越高，刀具消耗和施工成本就越高，造成停机换刀次数增加，影响掘进速度。

岩体的裂隙化程度或岩体的完整程度与掘进效率也有很大的关系。

掘进机法通常用于围岩稳定隧道的开挖。

软弱围岩用掘进机施工时支护量大，并限制了撑靴的支撑能力，影响掘进进度。

影响TBM隧道施工的问题，通常是由开挖通过地层的物理性质及岩土的不均匀性引起的。

对于全断面、机械化开挖，由于这种开挖方式很不灵活，所以研究开挖岩体的不均匀性非常重要。

TBM施工通过诸如：软弱地层、断层破碎带、岩爆、涌水、围岩变形、剥落与坍塌及古暗河道等困难地层时，应采取一系列应对措施。

（1）岩体地应力问题。

地应力和岩爆关系密切。

对于深埋隧道，如果围岩为浅变质砂板岩、花岗岩、花岗闪长岩等坚硬脆性岩体，则发生岩爆的可能性较大。

tbm 法

tbm法
"TBM法"指的是"隧道掘进机法"（Tunnel Boring Machine Method），是一种用于地下隧道施工的先进技术。

该方法采用隧道掘进机（Tunnel Boring Machine，TBM），通过机械化方式进行地下隧道的开挖和支护。

TBM法的基本工作原理是使用专用的掘进机械，通过旋转刀盘和推进机构，直接在地下进行土层或岩石的切削、掘进和排土，同时进行即时的支护，以确保隧道的稳定和安全。

TBM法在地下工程中有许多优点，包括施工效率高、减少了对地表的影响、减少了施工噪音等。

因此，TBM法广泛应用于地铁、隧道、水利工程等领域。

tbm施工方案

TBM施工方案1. 引言地质隧道工程是一项复杂而关键的工程，对于大规模基础设施建设具有重要意义。

隧道工程的施工方式有多种选择，其中TBM（隧道掘进机）施工方式被广泛应用于隧道开挖工程中。

本文将详细介绍TBM施工方案。

2. TBM施工原理TBM是一种用来进行隧道掘进的机械设备，由主要的机械模块和控制系统组成。

其施工原理如下：•TBM首先通过地面或者井口将施工设备送入隧道施工点。

•TBM会利用刀盘的旋转来切割岩石，同时通过螺旋输送机将切割出的岩石转运到隧道尾部。

•在切割的同时，TBM还会使用液压支架将隧道的墙壁和顶部支撑起来，以防止坍塌。

•TBM的推进是通过液压系统使刀盘向前推进，从而逐渐完成整个隧道的开挖。

3. TBM施工步骤下面是一个典型的TBM施工步骤：3.1 准备工作在开始TBM施工之前，需要进行一些准备工作，包括：1.确定隧道进口和出口的位置和标高。

2.对施工现场进行地质勘探，了解地层情况，确定TBM施工的技术参数和施工方式。

3.设计并搭建起TBM进出口设备。

3.2 施工准备在正式施工之前，需要进行以下准备工作：1.制定详细的施工计划和安全措施。

2.安装TBM机器，并对其各项部件进行检查和调试。

3.确保施工现场的通风良好，并确保施工人员的安全。

3.3 TBM施工1.TBM启动后，通过驱动装置将其推入隧道口，并逐渐推进。

2.刀盘开始旋转，切割岩石，并通过螺旋输送机将岩石转运到隧道尾部。

3.同时，液压支架会随着TBM的推进不断调整，确保隧道的支撑稳定。

4.在施工过程中，及时清理刀盘和螺旋输送机，以确保正常运转。

5.施工完成后，TBM会继续前进到隧道出口，然后停止。

3.4 TBM的拆除和维护在TBM施工完成后，需要进行拆除和维护工作，包括：1.拆除TBM机器，并清理施工现场。

2.进行TBM设备的检修和维护，以确保其在下次施工中的正常运行。

4. TBM施工的优缺点TBM施工方式具有以下优点：•施工速度快，效率高。

隧道掘进机(TBM)施工

5.5 6
14. 2 4
12.4
(c) 1-1主机安装间剖面图
4.4
9.5
8.8
(d) 2-2剖面图
第九章隧道掘进机（TBM）施工
ANSYS 5.6 MAR 20 2003 NODAL SOLUTION STEP=2 SUB=6 NLSRAT (AVG) SMN= -3.413 SMX=1.098
大伙房水库输水隧洞
大伙房水库输水隧洞位于辽宁省东部山区的恒仁和新宾两县境内。主洞全长85.3205km，断面为直径 8m的圆形洞室。共有支洞14条，总延米14143.2m。总体工程共分三个TBM施工段和一个钻爆法施工段。其中，
✓TBM1施工段长22.7135km ✓TBM2施工段长22.40425km ✓TBM3施工段长18.558156km
➢1851年，美国工程师 Charles Wilson设计了世界上第一台可连续掘进的掘进机TBM。
➢1952年，美国的JamesS．Robbins开始将索镐与滚刀相结合，试图克服第一台掘进机 TBM 中存在的刀具问题。但初期的试验均告失败。
➢1956年，James S．Robbim 再次仿照 100年前的 Charles Wilson的设计，即只采用滚刀，此次成功了。
第九章隧道掘进机（TBM）施工
(1)单护盾TBM：适用于软岩地层以及自稳时间相对较短的地质条件较差的地层。
单护盾TBM与盾构的区别有两点：一是单护盾TBM采用皮带机出碴，而盾构则采用螺旋输送机出碴或用泥浆泵通过管道出碴；二是单护盾TBM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的水土压力。
第九章隧道掘进机（TBM）施工
二、国内使用TBM的情况介绍

暗挖法)地下工程施工(TBM法施工)

TBM施工技术
隧道掘进机（TBM）法的支护技术
在TBM中，多采用喷混凝土、锚杆、钢支撑以及木背板、钢背板等，有的还采用管片，也是基于地质条件进行设计的，但其设计方法和施工方法的问题还没有完全解决，其理由是：（1）掌子面被TBM机体所堵塞，很难基于掌子面直接进行状况的判断；（2）拱顶下沉和净空位移等隧道动态量测，在开挖后立即进行是困难的，因此，要采用量测以外的手段来判断围岩的稳定性和支护是否妥当；（3）施设支护的位置，要离开掌子面一定距离，支护设置时间较迟；（4）支护设置位置。因TBM的形式各异；（5）TBM的直径、用途是多种多样的，在同样的条件下的工程实例较少，因此，TBM的支护要在积累实践经验的基础上逐步完善。
掘进机(TBM)施工技术
TBM施工技术
岩石隧道掘进机（TBM）法概述
一、基本概念岩石隧道掘进机（Tunnel Boring Machine）简称TBM。是利用岩石隧道掘进机在岩石地层中暗挖隧道的一种施工方法。通常是利用回转刀盘又借助推进装置的作用力从而使刀盘上的滚刀切割(或破碎)岩面，以达到破岩开挖隧道(洞) 的目的。按岩石的破碎方式，分为挤压破碎与切削破碎两种，前者是将较大的推力给予刀具，通过刀具的楔子作用将岩石挤压破碎；后者是利用旋转扭矩在刀具的切线方向及垂直方向上进行切削。按刀具切削头的旋转方式，可分为单轴旋转式与多轴旋转式两种。掘进机构造：是由切削破碎装置、行走推进装置、出碴运输装置、驱动装置、机器方位调整机构、机架和机尾，以及液压、电气、润滑、除尘系统等组成。
二、事故类型在TBM法中，事故的事前预测和对策是受限定的，大多数是小型的事故，采用较轻的处理方法即可收效。挖掘成为不可能的重大事故是： 1、掌子面大规模崩落，埋没TBM； 2、洞壁挤出使机体卡住； 3、突发的大量涌水，淹没机体； 4、掌子面挤出使机体后退。不可能掘进的事故，要恢复，不仅需要时间和劳力，而且危险。因此，事前采取对策是必要的。为此，预测其位置，规模和性质是非常重要的。