全断面岩石掘进机的应用和发展
全断面岩石掘进机(TBM)技术研究与开发
用到南水北调西线工程 的研究设计 中。 课题 的研究对促进我 国 自主研制开发现代TB 推动全断面 M, 岩石掘进机 的国产化 ,增强我 国重大装备 的 自主创新能力起到 了极大 的推动作用 。
术 结合 , 开 发 了 T M隧 洞 施 工 辅 助 决 策 系统 。 B
体 系, 编 制 了施 工 通 风 计 算 程 序 和 降 温 模 拟 程 序 , 出 了通 风 系统 的 优 化 布 置 、 风 参 数 计 算 提 通 等 方 法 。提 出 了高寒 地 区 隧洞 施 工 供 电 、供 水 、 排 水 ( 反 坡 排 水 )及 设 备 的 选择 原 则与 方 法 , 含 提 出 了洞 内施 工 安 全 预 擎 参 数 ,实 现 了隧 洞施
快 速拼 装 施 工 工 艺 及 管 片回 填 、灌 浆等 施 工 工 艺;针 对 输 水 隧 洞 管 片在 高水 压 下 的 运 行 工 况 , 提 出 了管 片接 缝 防 水 材 料 硬 度 计 算 方 法 及接 缝
Hale Waihona Puke 型 式设 计 方 法 。 建立 了 T M施 工通 风技 术理 论 B
维普资讯
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“五 国 重 技 装 研 计 十 ”家大术备制 划
全 断面岩石掘 进机 ( T M) B 技术研 究与开发
" M在生产线上进行组装 I B 口。展开全断面岩石掘进机关键技术的研究
全 断面岩石 掘进 机 ( B T M)技术研究与开发是 “ 南水北调工程成套设备研制”项 目的课题 。课 题以满足南水北调西线工程建设需要为 目标 , 以辽宁大伙房工程和新疆艾 比湖流域生态与环境保护 工程 为依托工程 , 针对 国产全断面岩石掘进机存在 的问题 , 结合 深长隧洞 特点 和具 体工程地质条件 ,
全断面掘进机在中国地下工程中的应用现状及前景展望
成功 ,中 国的铁 路 、公路 、大 中型水 电站建 设 以及 南 水 北调 、西气 东 输 等工 程 中将 有 大量 的长 大 隧道
需要 建设 ;现代 城 市建 设 中的地 铁 工程 、市政 工程
16 9 3年 ,上 海 市 隧 道 工 程 局 组 织 研 制 了 国产
第 1台直 径 为 42 的手 掘式 盾 构 ,并 随 即在 上 海 .m 浦 东塘 桥 地下 进行 浅 埋 和深 埋 隧道 掘 进试 验 ,隧道 掘 进 长度 6m。这是 我 国 首次 进行 完 整 的盾 构 隧道 3
( 污管 、输 水 管等 ) 排 、越 江 隧道 也在 不 断增 加 。开 挖 这些 大 量 的地 下 隧道 工 程 ,工期 对 经 济效 益 和生 态 环境 等 方 面有 着 重大 影 响 ,而且 地 下工 程 掘进 工 作 面 又常 常受 到 很 大 的限 制 ,面对 速 度 、环 保 、效 益 等 问题 ,使 用 全断 面 掘进 机无 疑 是最 好 的选 择 。
全 断 面 掘 进 机 又 分 为 三类 ,即盾 构 机 (hedma si — l c ie 、全 断 面 岩 石 掘 进 机 (ulfc o k tn e hn ) fl ae rc u n l b r gmahn ) 和顶 管机 ( iei kn c i ) oi c ie n pp c i mahn 。 a g e 现代 全 断 面 掘 进 机 技 术 向着 机 械 、 电气 、液
一
程 的大 型 高科 技 施 工 装 备 ,它 具 有 开 挖 快 、优 质 、
安全 、经济 、有利于环境保护和降低劳动强度的优
点 。掘进 机 技 术 体 现 了计 算 机 、新 材 料 、 自动 化 、
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用【摘要】煤矿岩巷施工是煤矿生产中非常重要的一环,而全断面岩巷掘进机的运用对于提高施工效率具有重要意义。
本文首先介绍了全断面岩巷掘进机的发展历程和工作原理,然后阐述了它在煤矿岩巷施工中的应用案例和优势。
还提及了使用全断面岩巷掘进机时需要注意的事项,并强调了它在提高施工效率方面的作用。
结论部分指出了煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用是可行的,并且强调了它对煤矿岩巷施工的推动作用。
全断面岩巷掘进机的运用不仅提高了工作效率,还提升了安全性和质量,对煤矿岩巷施工具有重要意义。
【关键词】全断面岩巷掘进机、煤矿岩巷施工、工作原理、应用案例、优势、注意事项、施工效率、可行性、推动作用1. 引言1.1 煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用的重要性煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用对于提高施工效率、保障工作人员安全以及节约施工成本具有重要意义。
全断面岩巷掘进机可以有效地提高施工效率,其高效的掘进速度和稳定的运行状态可以快速完成岩巷的开挖工作,节省施工时间。
使用全断面岩巷掘进机可以有效保障工作人员的安全。
相比传统的岩巷掘进方式,全断面岩巷掘进机可以减少人工操作,降低了工作人员在施工现场的风险和危险性。
全断面岩巷掘进机还可以降低施工成本,减少了对人力资源的依赖,降低了施工过程中的人力成本。
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用对于提高施工效率、保障工作人员安全以及节约施工成本具有重要意义,是现代煤矿岩巷施工中不可或缺的重要工具。
1.2 全断面岩巷掘进机的发展历程全断面岩巷掘进机的发展历程可以追溯到20世纪60年代初期,当时煤矿岩巷掘进作业还主要依靠手工作业和传统的部分断面掘进机进行。
随着煤矿生产规模的扩大和施工效率的要求不断提高,全断面岩巷掘进机开始逐渐引入到煤矿生产中。
在80年代初,国内外开始出现了第一代全断面岩巷掘进机,这些机械设备虽然在技术上尚有不足,但却为全断面岩巷掘进机的推广奠定了基础。
全断面隧道掘进机在矿井工程施工中的应用
全断面隧道掘进机在矿井工程施工中的应用论文
全断面隧道掘进机是一种重要的矿山施工机械,在矿山施工中发挥着重要的作用。
随着矿井工程技术的不断发展,全断面隧道掘进机也在不断得到改进和开发,成为矿井工程施工的重要部分,其应用越来越广泛。
全断面隧道掘进机是一种采用全断面掘进技术的机械设备,能够实现更大范围、更深穿透的掘进效果。
这种机械的使用能够有效地增加工作效率,减少施工成本,提高施工质量,从而缩短了施工周期,节省了时间,为矿山工程施工带来了极大的便利。
此外,全断面隧道掘进机还可以用于满足矿山施工中的特殊要求,比如坚硬岩体割裂清理、钻掘大洞等专业施工操作。
在大型矿山工程中,这种机械可以快速设计、安装、调试,满足现有施工任务的施工要求,大大减少施工时间,而对施工结果的影响也较少。
随着矿山施工技术的不断发展,全断面隧道掘进机也在不断得到改进和开发,成为矿井工程施工的重要部分。
它的使用能够提高施工效率,节约资源,降低施工成本,提升施工质量,为矿山工程施工提供了坚实的基础,同时也给了矿井工程施工安全性增加了保证。
因此,全断面隧道掘进机在矿山施工中的应用不可忽视,它的使用可以有效地提高施工效率,节约资源,降低施工成本,提
升施工质量,提供安全的施工保证,从而使矿山施工项目更加高效,更可靠。
我国全断面掘进机技术发展现状分析
TBM在我国的发展
实用阶段
从70年代中期到80 年代中期,由水电部杭州机械设计研究 所和中国煤科院上海研究所为主设计,上海水工机械厂、 山西4509厂和上海重型机器厂为主制造了属于我国第二代、 第三代的19台掘进机。其中最小的直径为2.5m,最大的直 径为5.8m,共投入使用17台,涉及云南洱河水电站等工程 项目21个,累计掘进总长仅18.5 km。
tbm在我国的发展合作制造从90年代开始国际建筑施工商开始承包中国的引水隧洞施工工程所使用的掘进机为美国罗宾斯robbins公司和法国nfm技术公司的具有国际先进水平的双护盾掘进机分别与国内的上海隧道工程公司沪东造船厂太原重型机器厂和上海重型机器厂合作制造国内厂制造仅限于机械结构件部分及装配带动了国内掘进机的应用
我国全断面掘进机技术发展现状分析
我国全断面掘进机技术 发展现状分析
主讲人:刘洋洋
2013/11
简介
全断面掘进机是集机械、电气、液压和自动控 制于一体的实现掘进、岩渣装运、洞壁支护等一 次开挖成洞最先进的高科技施工设备,是大型隧 道施工工程的首选设备。全断面掘进机主要包括 全断面岩石掘进机和泥土盾构机,具有快速、优 质、安全、有利于环境保护、降低劳动强度及改 善工作环境等特点,已广泛用于引水、水电、铁 路、公路、煤矿、城市地铁和管网以及军事设施 等方面的地下工程施工。
TBM在国外的发展
1851年, 美国工程师 Charles Wilson 设计了世界上第一台 可连续掘进的隧道掘进机, 但由于设计上存在难以克服的滚刀问 题, 难以与当时刚诞生的钻爆法相媲美, 致使 TBM 无用武之地。 ● 1956 年, 美国的 James. Robbins仿照一百年前 Charles Wilson 的设计, 只采用滚刀, 解决了第一台 TBM 的刀具问题,获 得了成功。从此, TBM 得到广泛的推广与应用。 ●在国际上掘进机技术已经成熟,已达到工作可靠性高,定向精 度高,自动化水平高,适应能力强,掘进速度快,使用寿命长。掘 进机的技术发展一直在围绕地层稳定和地面沉降控制、自动化掘进 和提高掘进速度、衬砌和隧道质量三个要素进行盾构机的改进和施 工方法的革命。
煤矿全断面岩巷掘进机开发应用与发展 石曙光
煤矿全断面岩巷掘进机开发应用与发展石曙光摘要:现阶段,国内各科研院所、掘进装备研制企业以及矿业集团等单位,通过产学研联合攻关,积极开展硬岩截割、综合机械化快速掘进研究,取得了许多创新性成果,推动了我国煤矿综掘技术向安全高效发展。
目前,提高掘进效率与作业安全性仍然是掘进技术发展的主攻方向,还需要在破岩技术、智能控制、快速掘进等方面继续开展深入研究。
针对煤矿岩巷施工特点对全断面岩巷掘进机的使用进行分析,总结技术的优势性,旨在通过设备的规范使用,提高煤矿岩巷施工的稳定性,实现煤矿资源的开采效率需求。
关键词:煤矿;全断面掘进机;岩巷掘进1 引言在进入煤层采掘活动前;通常采用底抽巷对瓦斯进行抽采,在煤层下部的岩石中施工小断面瓦斯抽采巷道,采用穿层钻孔进行瓦斯抽采,抽采达标后才允许进行煤层的采掘生产。
为了保证采掘生产的正常接续,瓦斯巷的掘进必须超前采煤工作面3 年以上,瓦斯治理越充分,采掘生产时的瓦斯安全隐患越小。
目前,煤矿井下全岩巷道掘进多采用的是钻爆掘进工艺,掘进效率低,用人多,劳动强度大,严重制约了矿井生产部署的问题。
2 全断面掘进机的优势2.1 全可靠,减少劳动风险采用全断面掘进机掘进时,工人不再需要站在工作面前方打眼和进行临时支护,而是坐在操作室里,完成掘进工作,从而大大降低了工作面落矸伤人的几率。
爆破作业是井下掘进过程中非常危险的一个环节,炸药的存放、运输、使用以及爆破时残爆、拒爆、瞎炮的发生,都给安全生产带来极大隐患;采用全断面掘进机掘进,则很好地规避了这些风险。
同时,全断面掘进机施工过程噪音小、粉尘少,对工人伤害极低,这与目前我国煤矿行业提倡绿色、安全生产的大方向高度一致。
2.2 对围岩破坏小,易于一次成巷巷道钻爆法掘进过程中,围岩由于受爆破动载损伤和震动影响,会产生大量的径向爆破裂隙,造成其内部节理裂隙面明显张开、压缩、错动,使其完整性变差。
同时,爆破作业方式往往会造成巷道断面不规则,断面成型难以控制。
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的应用
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的应用摘要:随着经济快速发展,城市化进程日益深化,社会对煤炭资源的需求量越来越大,国家越来越重视煤炭资源的开发与保护工作。
为了提高煤炭资源产量,研究人员在不断的探索中研发了一系列全新的开采技术,煤矿岩石巷道掘进工程中矿山掘进机械化作业应运而生,加强矿山掘进机械化作业是煤炭行业发展的当务之急。
笔者结合多年工作经验,从矿山机械化掘进作业需要着重考虑的因素着手,对矿山掘进机械化作业的类型和现今煤矿岩巷掘进机械化作业的发展现状做了简单介绍。
关键词:岩巷掘进;机械;煤矿0 引言大型煤矿所采用的原有掘进机械水平能力较低,严重阻碍掘进速度,拉低经济水平。
而随着时代的发展,现如今煤矿岩巷掘进的机械化发展方向应转变为多种机械联合操作等方式,以提升作业线水平,开发高效锚杆支护设备,并重视机械设备与煤矿实际情况的符合程度,重视机械设备的科学性与合理性。
1 矿山机械化掘进作业需要着重考虑的因素1.1机械化掘进设备需要的作业巷道特点机械化设备作业的条件有特定要求,为了确保机械化掘进作业的顺利开展,工作人员应该高度重视作业巷道条件的选择,无论是巷道的断面还是倾角都必须符合矿山机械化掘进作业要求,不仅要满足现有技术工艺水平,还应该符合作业巷道本身的特点。
1.2要使作业线与巷道工作目标相一致巷道掘进管理是工程管理的重要组成部分,主要包括对工程质量、工期以及成本投入等多方面的管理。
在保证作业技术符合施工标准的前提下,施工质量也必须符合建设需求,才能考虑施工进度。
假如巷道施工没有在规定时间内完成,那么,掘进机作业因此会受到严重的影响,从而延长煤炭的生产周期。
因此,施工人员必须明确作业线与巷道的工作目标应该保持一致,如果巷道施工不能定期完成,应该及时调整作业方案,确保工程质量。
2 矿山掘进机械化作业的类型2.1 以耙斗装岩机为主的机械化作业线以耙斗装岩机为主的机械化作业线在我国煤矿岩石巷道掘进工程中使用频率最高,使用范围与其他作业线相比更为广泛。
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用随着煤矿工作面深入开采,岩巷作为煤矿的重要通道承担着运输、通风、逃生等重要功能,其施工质量直接影响到矿井的安全生产和生产效率。
近年来,全断面岩巷掘进机在煤矿岩巷施工中得到了广泛的应用,其高效、安全、环保的特点受到了煤矿企业的青睐,并取得了显著的经济和社会效益。
本文将从全断面岩巷掘进机的工作原理、应用技术和发展趋势等方面进行详细介绍。
一、全断面岩巷掘进机的工作原理全断面岩巷掘进机是一种专门用于岩巷掘进的机械设备,其主要由掘进部、行走部、液压系统、电气系统等组成。
其工作原理是利用掘进部的强大推进力和高速旋转的刀具对岩石进行切削和破碎,通过液压系统将岩屑输送至输料装置,最终实现对岩巷的快速、高效掘进。
全断面岩巷掘进机具有作业效率高、作业环境好、安全性高等优点,能够大大提高岩巷的施工质量和施工速度,减少人工劳动强度,提高矿井的生产效率和安全性。
1. 自动化控制技术:全断面岩巷掘进机采用了先进的自动化控制技术,能够实现对掘进机的智能化操作和监控。
通过计算机控制系统,可以对全断面岩巷掘进机进行精确的控制,确保掘进机在施工中的稳定性和安全性,提高了煤矿岩巷施工的精度和稳定性。
2. 矿山安全监测技术:全断面岩巷掘进机配备了多种安全监测装置,如液压系统压力监测装置、刀具磨损监测装置、人员安全警报装置等,能够对掘进机的工作状态进行实时监测和报警,确保了施工过程中的安全性和稳定性。
3. 高效节能技术:全断面岩巷掘进机采用了先进的液压系统和电气系统,能够实现对能量的有效利用和节能减排。
特别是在煤矿环境中,全断面岩巷掘进机的高效节能技术能够有效降低能耗和排放,减轻对环境的影响,取得了显著的经济和社会效益。
随着煤矿深部开采的不断推进,对岩巷施工质量和速度的要求越来越高,全断面岩巷掘进机将成为煤矿岩巷施工的主流设备。
未来全断面岩巷掘进机在技术上将不断创新和升级,其应用范围将进一步扩大,性能将进一步提高,适用于更加复杂的煤矿岩巷施工环境。
我国全断面隧道掘进机的发展现状及发展趋势
领域已取得了重大突破。
图3国产首台大直径敞开式TBM 年,全国首台立井煤矿全断面硬岩掘进机在淮南张集矿实现贯通,是我国煤矿井下岩巷掘进具有里程碑意义的一场革命;亚洲最大直径(14.1米)的土压平衡盾构机下线;国产首台单护盾岩石隧道掘进机(图1国内首台复合式土压平衡盾构机图2全球首台双模式煤矿斜井TBM护盾硬岩TBM研制的空白。
图4国产首台单护盾和双护盾TBM 2016年,我国首台双X撑靴式TBM在郑州下线,标志着我国隧道掘进机研制和产业化水平已经达到世界领先水平。
图5国产首台双X撑靴式TBM2016年,“国产首台铁路双线大直径泥水平衡盾构机”、“国产首台高铁大直径泥水平衡盾构机”在长沙下线,标志着我国掘进装备已经达到世界领先水平,也是我国高端地下装备制造业创新发展的又一座“里程碑”大断面马蹄形盾构———“蒙华号”顺利始发,标志着我国在异型盾构领域处于世界领先水平。
图6世界首台大断面马蹄形盾构机年,我国国家标准公告2017年28号文“关于批准全断面隧道掘进机盾构机安全要求》等5项国家标准,标志着首批全断面隧道掘进机领域的国家标准正国产首台最小直径敞开式硬岩隧道掘进机国内首台用于城际轨道交通工程的大型盾构机、国产首台常压换刀超大直径泥水平衡盾构机“沅安号”等纷纷下线,着我国高端地下装备制造的自主创新能力完全升级。
年,国产首台铁路大直径在线式土压/TBM掘进机在长沙下线,填补了我国国产铁路大直径双模掘进机系列当中土压/TBM双模掘进机的空白;我国首台出口盾构机顺利下线,这是目前我国内地最大直径盾构机。
图7国内首台螺旋输送式双模盾构机年,世界最大断面矩形盾构机“南湖号”成功下线,标志着我国矩形盾构设计制造技术再次刷新世界纪录。
图8世界上最大断面的矩形掘进机2我国全断面隧道掘进机的发展现状2.1由常规地铁隧道向公路、铁路隧道发展隧道的种类有很多,但实际开发和使用率最高的便是铁路、隧道、城市轨道以及引水隧洞等。
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用一、全断面岩巷掘进机的特点全断面岩巷掘进机是专门用于岩巷开挖的一种机械设备,其主要特点包括以下几个方面:1. 高效节能:全断面岩巷掘进机采用了先进的液压系统和电动机传动技术,具有高效节能的特点。
在对岩石进行掘进过程中,能够实现快速、稳定的掘进速度,并且在掘进过程中能够有效节约能源,降低生产成本。
2. 自动化程度高:全断面岩巷掘进机在掘进过程中具有较高的自动化程度,通过智能控制系统可以实现对掘进机的自动控制,大大减轻了操作人员的劳动强度,提高了施工效率。
3. 可靠性强:全断面岩巷掘进机采用了优质的机械和电气元器件,具有较强的可靠性和稳定性,能够适应各种恶劣的施工环境和岩石条件。
4. 多功能性:全断面岩巷掘进机具有多种作业功能,不仅可以完成岩巷的开挖和支护作业,还可以实现对岩石的破碎和清理等工作,具有较强的综合作业能力。
1. 提高施工效率:相比传统的人工掘进和爆破方式,全断面岩巷掘进机具有高效、稳定的掘进能力,能够大大提高岩巷施工的效率。
在相同时间内能够完成更多的岩巷掘进作业,缩短了施工周期,提高了施工效益。
2. 保障施工安全:全断面岩巷掘进机采用了自动化控制系统,能够有效降低施工现场的安全风险,减少了人员在施工现场的作业,保障了施工安全。
4. 提高施工质量:全断面岩巷掘进机在掘进过程中能够实现稳定、均匀的掘进效果,保证了岩巷的规整度和平整度,提高了施工质量,减少了后期的维护工作。
全断面岩巷掘进机在煤矿岩巷施工中已经得到了广泛的应用,主要体现在以下几个方面:1. 新建岩巷施工:在煤矿的新建岩巷施工中,全断面岩巷掘进机能够实现高效、快速的掘进作业,能够适应不同的岩石条件,并且在掘进过程中能够实现对岩巷的支护和清理,提高施工效率,保障施工质量。
2. 旧巷改造:在煤矿的旧巷改造中,全断面岩巷掘进机能够根据岩巷的实际情况进行灵活的调整,通过对旧巷的清理和支护作业,能够实现对旧巷的改造和提升,延长巷道的使用寿命。
全断面岩石掘进机主要技术及前景展望
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山
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"##$ 年第 % 期
导致掘进方向偏斜, 管片安装困难, 错台和接缝加大, 豆砾石和水泥浆灌注量增加,加大工程费用。地质工 程师一旦见到带有瘤状钟乳石的岩块、方解石晶簇丛 生的岩块或有较厚钙质裹附的岩块,一般都可以确定 存在溶洞, 这时可建议停机, 到掌子面观察, 若有溶洞 客观存在, 其形态及规模大小也即可查明。 &’ ! 减轻岩爆的破坏作用 岩爆的发生与施工方法有一定的关系。初步研究 表明, 长隧洞宜采用护盾式全断面掘进机 ()* 施工。 在 ()* 施工条件下, 岩爆发生的概率显著降低, 即使 发生,也可减轻其破坏作用,避免对主机和施工人员 产生较大的危害。采用超前孔法和注水法也可减轻或 防治岩爆。 &’ + 全断面岩石掘进机后配套系统的研究与开发 全断面岩石掘进机后配套设备主要由风、水、电 供应和材料运输保障系统构成。据统计 , 由于后配套 系统的原因所引起的掘进停工时间占总停工时间的 比例较高。因此全断面岩石掘进机后配套技术及设 备, 对于保障全断面岩石掘进机的连续、 均衡、 高效运 转至关重要。 &’ +’ & 满足隧洞对出渣与通风除尘的要求 出渣是隧洞 ()* 施工必须着重考虑的问题。渣 土的运输必须满足 ()* 最高掘进速度的要求。运输 应考虑连续皮带机和编组列车互相结合的方式,连续 皮带机应具备自动延伸功能,对大块岩渣具有防护功 能, 防止皮带损坏, 皮带系统应高效可靠。为减少对环 境破坏程度,皮带运输部分应采用封闭式皮带输送。 特殊情况下应考虑开挖支洞协助施工。 &’ +’ " 有效处理大量涌水 地下水是影响围岩和洞室施工安全的重要因素, 隧洞的涌水是常见的工程地质灾害,有的隧洞涌水具 有涌水量大、 水头压力高、 补给丰富的特点。隧道岩体 的突水、涌水是影响施工进度和安全的重要因素,如 何尽早、 准确预测涌水, 适时处理涌水对 ()* 施工是 非常重要的。目前国内外对岩体裂隙水涌水预测预报 的研究有一定发展, 准确性有待进一步提高。 &’ +’ % 施工安全预警系统 全断面岩石掘进机隧洞施工时,隧洞中有庞大的 掘进机及其高速运转的刀盘系统, 管片衬砌系统, 风、 水、 动力线路, 洞中烟尘、 高温、 大量涌水等安全隐患 存在, 有必要建立安全预警系统。 " 前景展望 涉及结构设计、 金属材料、 电 ()* 的研究和生产, 气自动化、 机械工程、 液压传动技术、 计算机应用、 测
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。
全断面岩石掘进机TBM课件
TBM施工中常见问题及处理措施
问题一
刀具磨损过快。在硬岩地层中,TBM刀具容易磨损过快,影 响施工进度和成本。处理措施:优化刀具材料和设计,提高 刀具耐磨性;加强刀具检查和更换,确保施工顺利进行。
问题二
卡机与堵塞。TBM施工中可能遇到卡机和堵塞问题,影响掘 进效率。处理措施:加强设备维护和保养,确保设备性能; 优化掘进参数和施工方法,减少卡机和堵塞现象。
技术调研与评估
在施工前,应对工程地质、 水文地质等进行详细调研, 评估TBM施工的适用性。
设备选型与配置
根据工程需求,选择合适 的TBM设备型号,并配置 相应的辅助设备。
施工人员培训
对施工人员进行TBM设备 操作、维护保养等方面的 培训,确保施工的顺利进行。
TBM始发与接收技术
始发井建设
根据设计要求,建设满足TBM始 发条件的始发井,包括井筒、井
02 推进力与速度
分析推进过程中所需的推进力和推进速度,以及 如何调整和控制这些参数。
03 导向与纠偏
解释TBM在掘进过程中的导向机制,以及如何纠 正掘进方向偏差。
TBM支护系统
支护方式
介绍TBM采用的支护方式,如钢拱架支护、喷射混凝土支护等。
支护参数设计
分析支护参数的设计原则,如支护强度、刚度等,及其与地质条件 的适应性。
VS
趋势
未来TBM将更加注重智能化、绿色化、 人性化等方面的发展,如引入人工智能技 术实现自主导航、优化切削参数等功能, 采用更加环保的液压系统和电气系统,提 高操作人员的舒适度和安全性。同时,随 着基础设施建设的不断推进,TBM市场 需求将持续增长,TBM的应用领域也将 进一步拓展。
TBM结构与组成
先进传感技术
中国全断面隧道掘进机(TBM)行业现状及趋势
中国全断面隧道掘进机(TBM)行业现状及趋势一、全断面隧道掘进机(TBM)行业概述1、定义及发展历程全断面隧道掘进机(TBM),是集隧道掘进、出渣、拼装隧道衬砌、导向纠偏功能于一体,广泛应用于城市轨道交通、地下综合管廊、铁路及公路隧道工程、引水隧洞工程及军事防护工程施工的特大型专用工程设备。
全断面隧道掘进机具有安全、快速、高效、不受气候影响、有利于环境保护和降低劳动强度等特点,可实现绿色施工,且安全保障程度高,成为隧道施工的主流技术和发展方向。
中国全断面隧道掘进机(TBM)行业发展历程2、盾构机和TBM对比盾构机是隧道掘进机的一种,集机械、电气、液压、光学、力学为一体,能够完成掘进、支护、出渣等施工工序并进行连续作业的工厂化流水线式作业的隧道施工装备,被誉为“工程机械之王”,是衡量一个国家装备制造业水平的重大关键装备。
在我国,习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为盾构机,将用于岩石地层的称为TBM。
隧道掘进机的分类二、全断面隧道掘进机(TBM)行业政策环境掘进机械是工程机械中一类重要产品,主要应用于水平方向的隧道、巷道、管孔的机械化施工。
一直以来,工程机械都是国家政策重视的对象。
各大部门近年来也颁布了不少相关方案与指导意见,持续引导以及鼓励工程机械行业的发展。
工程机械行业相关政策相关报告:产业研究院发布的《2024-2030年中国全断面隧道掘进机(TBM)行业发展监测及发展趋势预测报告》三、全断面隧道掘进机(TBM)行业现状随着我国基础建设事业的高速发展,全断面隧道掘进机得到了广泛应用。
目前,我国已经成为全断面隧道掘进机最大的制造国和最大的市场。
“十三五”时期我国基础设施建设需求大幅增加,全断面隧道掘进机的年生产数量在2015—2017年呈突破式增长,随后几年稳步上升。
根据中国工程机械工业协会掘进机械分会数据,2022年中国共生产全断面隧道掘进机700台,销售额共计约243亿元。
2015-2022年中国全断面隧道掘进机生产量及销售额四、全断面隧道掘进机(TBM)行业竞争格局1、市场份额从市场竞争格局来看,我国全断面隧道掘进机(TBM)行业呈现双寡头局面,市场集中度较高。
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用【摘要】全断面岩巷掘进机是煤矿岩巷施工中重要的设备之一。
本文首先介绍了全断面岩巷掘进机的基本情况,包括其构造和工作原理。
接着分析了全断面岩巷掘进机在岩巷施工中的作用,指出它能够实现高效、安全和稳定的施工。
然后探讨了全断面岩巷掘进机相比传统掘进方法的优势,如节约人力、提高效率等。
在操作流程方面,文章详细描述了全断面岩巷掘进机的操作步骤和技术要点。
结论部分强调了全断面岩巷掘进机在煤矿岩巷施工中的重要性,并展望了它在未来的发展前景。
全断面岩巷掘进机的运用不仅可以提高煤矿生产效率,还能为煤矿工人提供更安全、舒适的工作环境,具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。
【关键词】煤矿岩巷施工,全断面岩巷掘进机,作用,优势,操作流程,施工技术,重要性,发展前景,生产效率1. 引言1.1 煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用全断面岩巷掘进机是一种专门用于岩巷掘进的设备,其独特的结构设计和高效的工作方式,使其在岩巷施工中具有独特的优势。
全断面岩巷掘进机可以实现全断面的掘进作业,减少了传统爆破方式对周围岩体的损伤,提高了岩巷的整体稳定性和安全性。
在实际施工中,全断面岩巷掘进机的操作流程一般包括设备的准备、岩巷的布置、掘进作业、支护与加固等多个环节,需要操作人员具备专业的技术和经验。
全断面岩巷掘进机的施工技术也在不断发展和完善,以适应不同岩巷条件和工程要求。
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用具有非常重要的意义,它不仅可以提高施工效率和质量,减少施工难度和风险,还可以为煤矿的生产提供更好的保障。
随着技术的不断发展和完善,全断面岩巷掘进机在未来的应用前景将会更加广阔,为煤矿行业的发展贡献更大的力量。
2. 正文2.1 全断面岩巷掘进机的介绍全断面岩巷掘进机是一种专门用于岩巷施工中的机械设备,其主要作用是通过旋转切割头或者钻头来实现岩石的切割和掘进。
全断面岩巷掘进机是一种高效快速的掘进设备,具有较高的工作效率和安全性。
中国全断面隧道掘进机标准的现状和发展方向
中国全断面隧道掘进机标准的现状和发展方向
中国全断面隧道掘进机标准的现状和发展方向如下:
1. 现状:中国全断面隧道掘进机标准的制定和实施相对较完善。
国家标准委员会和相关行业协会已经发布了一系列标准和规范,包括技术要求、安全规定、试验方法等方面的标准。
这些标准主要由国家与行业专家进行制定,并经过广泛征求意见和专业评审。
在实际应用中,全断面隧道掘进机的设计、制造、安装和使用都需要遵守相关标准,以确保施工质量和人员安全。
2. 发展方向:随着技术的不断进步和需求的增加,中国全断面隧道掘进机标准的发展方向主要包括以下几个方面:
- 技术创新:标准制定需要紧跟技术创新的步伐,鼓励和推
广新材料、新工艺和新设备的应用。
例如,研发更高效、更节能的掘进机器,提高施工效率和质量。
- 国际化:中国全断面隧道掘进机标准需要与国际标准接轨,以便与国外技术和产品进行对接。
在制定和修订标准时,可以参考国际标准,尽量与国际标准趋同,提高中国标准的国际竞争力。
- 安全性:隧道工程的施工安全性是重中之重。
未来的发展
方向包括加强对全断面隧道掘进机的安全设计和性能要求,提高操作人员的安全意识和技能。
- 环保性:全断面隧道掘进机在施工过程中产生大量的尘土
和废弃物,对环境造成一定的污染。
未来的发展方向将更加注重控制和减少环境污染,提高掘进机的环保性能。
总的来说,中国全断面隧道掘进机标准的发展方向是技术创新、国际化、安全性和环保性的提高,以适应技术发展和市场需求的变化。
全断面掘进机发展和应用
全断面掘进机发展和应用龙志阳;郭孝先【摘要】21世纪,我国已进入地下空间开发新时代.2020年前,全国地铁、道路、涵洞、隧道、交通、发电、水利工程等总建设里程约在6000 k m以上;到2020年,将有44个城市拥有地铁,城市轨道交通累计营业里程达到12000 k m.每台掘进机以平均寿命15 k m保守估计,我国市场每年各类全断面掘进机需求大约超过500台.对全断面掘进机发展概况、我国全断面掘进机研制、非煤行业全断面掘进机应用、煤矿全断面掘进机研发与应用和全断面掘进机发展前景作了简要介绍.【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2017(038)005【总页数】8页(P7-13,6)【关键词】全断面掘进机;发展;应用;隧道工程;机械破岩【作者】龙志阳;郭孝先【作者单位】煤炭科学研究总院建井研究分院,北京 100013;煤矿深井建设技术国家工程实验室,北京 100013;煤炭科学研究总院建井研究分院,北京 100013【正文语种】中文【中图分类】U455.3+1;TD421.5全断面掘进机(tunnel boring machine,TBM)是一种靠刀盘旋转破岩推进,隧道支护与出渣同时进行,使隧道全断面一次成形的大型机械。
国际上所讲的TBM ,包括全断面掘进机及隧道盾构机。
与国外进行交流时,我们所讲的TBM 应为硬岩全断面掘进机。
TBM与全断面掘进机最大的区别是开挖方式不同。
TBM刀盘设计是有效破岩,而盾构机隧道开挖主要是保持工作面稳定。
现在发展的复合式掘进机,可以在复杂地层条件下进行开挖,如硬岩模式与泥水平衡模式复合掘进(盾构)机、硬岩模式与土压平衡模式复合掘进(盾构)机等。
现代全断面掘进机采用液压、机械和电气等诸多领域的高科技成果,运用计算机自动控制、工厂化作业、闭路电视监视技术,是集掘进、出渣、运输、支护于一体的成套设备,所以隧道施工概念慢慢从隧道建造向隧道制造转变。
相对于传统钻爆法,全断面掘进机具有高效、快速、优质、安全等优点。
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用随着煤炭资源的开采,煤矿岩巷的建设越来越重要。
岩巷作为煤矿生产中的重要部分,其质量直接关系到煤矿的生产稳定性和煤炭资源的开采率。
在岩巷的施工中,全断面岩巷掘进机的运用已成为现代煤矿岩巷施工的主流方式,具有高效、安全、环保等优点,成为岩巷施工中的重要工具。
全断面岩巷掘进机是一种机械设备,主要用于在煤矿深处施工,开采岩石。
相对于传统的爆破方式,全断面岩巷掘进机的运用具有如下优点:1.高效:全断面岩巷掘进机具备高效的开挖效率,能够满足大规模生产的需要。
工作台上的矿渣能够直接装载运输,避免了不必要的中转过程,提高了生产效率。
2.安全:全断面岩巷掘进机操作更为稳定,避免了人工爆破可能带来的煤尘、噪音和地震等风险。
而且这种机器还能实现自动化操作,大大减少了人工操作的人身安全风险。
3.环保:爆破所产生的化学物质和粉尘对人体和环境具有伤害,而全断面岩巷掘进机对环境的影响则小得多。
其产生的煤渣可回收利用,减少了对环境的污染。
在全断面岩巷掘进机的运用中,其施工流程主要分为以下几个步骤:1.勘探确定施工范围,分析地质条件。
在使用前,需要对施工区域进行认真的勘探和分析,了解岩石和水文的分布情况,预估岩层的稳定性和支护难度。
2.根据预估结果选用合适的岩巷掘进机。
全断面岩巷掘进机有不同的型号和规格,应根据不同的施工环境和难度选用合适的设备,以保证施工效果。
3.对现场进行支护。
在施工前,需要对岩层进行处理,进行支护防护工作,确保施工过程中的安全性。
4.机器开挖。
施工时,通过操作全断面岩巷掘进机,进行开挖,采用切割、铰刀或者爬壁等方式开展施工过程。
5.清理渣土。
在机器开挖的过程中,产生大量的渣土,需要进行清理,避免对施工进度产生负面影响。
总的来说,全断面岩巷掘进机的运用燃了煤矿岩巷施工领域的新篇章,将煤矿岩巷施工推向了一个新的高度。
在未来的发展中,随着科技的不断创新,这种机器将会更加智能、高效和环保,让岩巷施工变得更加轻松。
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用随着煤矿深部开采技术的不断提升,全断面岩巷掘进机在煤矿岩巷施工中的运用越来越广泛。
全断面岩巷掘进机以其高效、安全、环保等特点,成为煤矿岩巷开挖施工的重要设备之一。
本文将就全断面岩巷掘进机在煤矿岩巷施工中的运用进行详细介绍。
一、全断面岩巷掘进机概述全断面岩巷掘进机是一种用于开挖岩巷(包括煤巷)的特种设备,它能在较小的空间内进行岩石的开挖、装运和坍方,并且具有高效、安全、环保等特点,是煤矿岩巷开挖施工的理想设备。
全断面岩巷掘进机一般由掘进部、装运部、传动部等组成,能够实现全自动化作业,大大提高了岩巷的开挖效率和安全性。
1. 高效化:全断面岩巷掘进机具有高效的特点,能够实现全自动化掘进、装运和坍方作业,减少了人力资源的浪费,大大提高了工作效率。
相比传统的人工掘进方式,全断面岩巷掘进机的效率提升了许多倍。
2. 安全性:全断面岩巷掘进机在作业过程中,能够减少人员直接接触岩石的过程,大大提高了岩巷施工的安全性。
并且全断面岩巷掘进机配备了各种安全保护装置,能够有效保障机械设备和作业人员的安全。
3. 环保性:全断面岩巷掘进机的运用,能够减少对周围环境的破坏,减少了粉尘和噪音的排放,对于减少煤矿施工对环境的影响具有积极作用。
4. 灵活性:全断面岩巷掘进机结构紧凑,操作简单,能够适应不同条件的岩巷开挖施工,具有较高的灵活性。
无论是在直线巷道还是在曲线巷道中,全断面岩巷掘进机均能够胜任。
5. 经济性:虽然全断面岩巷掘进机的投资成本较高,但是在长期的使用过程中,能够降低人力成本、提高工作效率,从长远来看,全断面岩巷掘进机的运用对于降低生产成本具有重要意义。
1. 掘进技术:全断面岩巷掘进机采用刀盘掘进技术,能够对不同硬度的岩石进行切割和破碎,实现部分掘进和全面掘进的转换。
掘进过程中需要根据岩石的硬度和巷道的要求进行刀具的选择和调整,确保掘进效率和掘进质量。
2. 装运技术:全断面岩巷掘进机的装运部能够实现对岩石的装载和运输,有效降低了人工装运的难度和危险性。
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用
煤矿岩巷施工中全断面岩巷掘进机的运用
煤矿岩巷施工中,全断面岩巷掘进机是一种非常重要的设备。
随着科技的不断发展,全断面岩巷掘进机在煤矿岩巷施工中的运用越来越广泛,并且取得了非常显著的效果。
本文将介绍全断面岩巷掘进机在煤矿岩巷施工中的运用情况,以及其在施工中的优势和应用前景。
全断面岩巷掘进机是一种专门用于岩巷开挖的设备,它能够在煤矿岩巷中实现全断面的掘进,从而提高开挖效率和施工质量。
全断面岩巷掘进机通常由主掘进机构、悬臂、转台、行走机构、推进机构、液压系统等部分组成,具有操作简便、安全可靠、效率高等特点。
全断面岩巷掘进机在煤矿岩巷施工中的应用十分广泛。
在煤矿岩巷施工中,掘进机能够有效地降低劳动强度,提高劳动效率。
掘进机还可以实现精确掘进和自动控制,从而提高开挖的准确性和可靠性。
掘进机还可以适应不同岩性的开挖工作,大大提高了施工的灵活性和通用性。
全断面岩巷掘进机的运用在煤矿岩巷施工中可以显著提高施工效率、减少劳动强度和保障施工安全。
在未来,全断面岩巷掘进机在煤矿岩巷施工中的应用前景也非常广阔。
随着煤矿的深入开采和岩巷规模的不断扩大,全断面岩巷掘进机将成为煤矿岩巷施工的主要设备之一。
随着科技的不断创新和发展,掘进机的性能和技术将不断提升,为施工提供更加可靠高效的设备支持。
全断面岩巷掘进机的自动化程度也将不断提高,进一步降低了施工的劳动强度和风险。
可以预见,全断面岩巷掘进机在煤矿岩巷施工中的应用前景非常广阔,将会成为煤矿岩巷施工的主要趋势和发展方向。
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1前言全断面岩石掘进机(TunnelBoringMachine,TBM,以下称TBM)是当今最先进的隧道掘进设备。
其施工法和钻爆法相比,具有快速、优质、安全、经济、环保等突出优点,其中最大优点是快速。
一般速率为常规钻爆法的4~10倍。
目前在国外大断面隧道掘进中已经得到广泛应用,尤其是3km以上的大断面隧道。
我国在基础设施的大规模建设中,尤其是铁路、公路、大、中型水电站以及南水北调等工程建设中将有大量的长大隧道需要建设;现代化城市建设中的地铁工程、市政排污管、输水管等工程、越江隧道也在不断增加;“十一五”及今后一个时期内,我国在西部开发及水资源配置工程建设中将遇到一系列深覆盖、长距离、大直径、复杂地质条件下引水隧洞的建设等,由于工程规模大、地质条件复杂,工程施工速度、环保、质量和效益要求高,传统钻爆施工技术已经难以适应这一巨大的挑战,TBM必将在我国得到长足发展,它将推动我国大型装备制造业和施工企业的技术进步。
2TBM施工的优点快速。
TBM是一种集机、电、液压、传感、信息技术于一体的隧道施工成套设备,可以实现连续掘进,能同时完成破岩、出碴、支护等作业,实现了工厂化施工,掘进速度较快,效率高。
优质。
TBM采用滚刀进行破岩,避免了爆破作业,成洞周围岩层不会受爆破震动而破坏,洞壁完整光滑,超挖量少。
高效。
TBM施工速度快,缩短了工期,较大地提高了经济效益和社会效益;同时由于超挖量小,节省了大量衬砌费用;TBM施工用人少,降低了劳动强度、降低了材料消耗。
安全。
用TBM施工,改善了作业人员的洞内劳动条件,减轻了体力劳动量,避免了爆破施工可能造成的人员伤亡,事故大大减少。
环保。
TBM施工不用炸药爆破,施工现场环境污染小;减少了长大隧道的辅助导坑数量,保护了生态环境。
自动化、信息化程度高。
TBM采用了计算机控制、传感器、激光导向、测量、超前地质探测、通讯技术,是集机、光、电、气、液、传感、信息技术于一体的隧道施工成套设备,具有自动化程度高的优点。
TBM具有施工数据采集功能、TBM姿态管理功能、施工数据管理功能以及施工数据实时远程传送功能,可实全断面岩石掘进机的应用和发展耿志君(天水风动机械有限责任公司,甘肃天水741020)摘要:介绍了TBM(全断面岩石掘进机)半个世纪的发展及其在国内外长隧道工程中的应用实例,TBM的现状和发展趋势,国产化研制的基础条件。
指出TBM已在全球隧道工程中得到越来越多的应用。
关健词:全断面岩石掘进机;应用实例;现状和趋势中图分类号:U455.3+9文献标识码:A现信息化施工。
3TBM的发展简历TBM的发展曾经历了一个漫长的过程。
早在1852年,一台蒸汽机驱动的TBM,在花岗岩中试用,未获成功。
以后的三十年中,设计试制了各式各样的TBM共13台,均有所进步。
然而比较成功的还是1884年博蒙特设计的,并在英法海峡水底隧道掘进了直径为2.lm的导坑,掘进长度近10km。
从1884~1926年间,一些国家又先后设计制造了21台TBM,因受当时技术条件的限制,例如合金钢材、液压技术、配套设备等,处于停滞状态。
直至本世纪的40年代末至50年代初,欧美及日本各工业发达国家为寻求更好的、能够快速掘进隧道的机械,又继续研究设计制造和使用TBM,并在实际使用中获得了较为理想的效果。
因此,尽管TBM制造成本高,还存在某些技术问题,但发展还是较快的。
美国罗宾斯TBM制造厂最早于1947年研制和生产的原始型TBM是在煤层中使用的,但后来也用在页岩中开挖隧道。
在这两台TBM上,第一次使用了盘形刀具作为岩体破碎工具并得到较好的效果。
1953年,制造了一台直径为7.85m的TBM,利用回转刀盘开挖(同时破碎及掘进)隧道整个断面。
这台TBM被认为是十九世纪末以来的第一台TBM。
两年后,制造了三台直径为2.44m罗宾斯TBM,但这三台机器均不能认为是成功的。
在对页岩、石灰岩的互层岩体及硬石灰岩的岩体掘进中,很快就暴露出这些机器的弱点。
这些问题是:硬质合金滚刀的损坏率极高、传动轴的刚性不够、高压液压系统的元器件损坏、链板输送机的损坏,以及机器中普遍存在着刚性和强度不足。
1956年该厂制造的TBM直径为3.28m。
上世纪60年代TBM的发展又进入新的阶段,罗宾斯公司生产了多台TBM,其中最大一台TBM直径为11.2m(桁架式)应用于巴基斯坦的曼格拉大坝。
与此同时,日本开始制作TBM,至1985年日本制作的TBM共18台,直径分别为2.3m~5m,在地铁、电缆隧道等工程中发挥威力。
第一台和美国罗宾斯公司签订技术合作协定,开始生产国产化TBM,生产的机器供熊谷组、奥村组和佐藤工业施工建设中应用,累计掘进长度53km。
目前世界上著名的五大TBM制造厂商是美国的罗宾斯公司(Robbins)和贾瓦公司(Jarva)、德国的沃斯公司(Wirth)和德马克公司(Dcmag)、瑞典的阿特拉斯・科普柯公司(AtlasCopco),这些公司都是50年代和60年代开始研制和生产TBM的。
由于产品质量好,受到用户的青睐,到目前为止世界范围使用的TBM已超过450台,掘进总长度在2500km以上,其中美国罗宾斯的各型TBM约163多台。
4TBM的应用TBM在国外已经是一种完全成熟的隧洞掘进施工机械。
它是集掘进﹑弃渣装运﹑洞壁支护等工序于一体的先进施工装备。
目前有许多国家如美国﹑英国﹑德国﹑日本等普遍使用这种全机械化作业的装备。
在国外凡是能用TBM施工的隧道工程,承包商都优先考虑选用TBM。
国外已经建成的采用TBM掘进技术施工的著名长隧道工程有英吉利海峡隧道、日本东京湾跨海公路隧道工程、荷兰生态绿心隧道。
国内目前采用TBM成功完成的长隧道工程有引大入秦工程、秦岭隧道及万家寨水利工程等,但是,国内的这些大型隧道工程使用的全部是国外生产的TBM。
4.1国外应用实例英吉利海峡隧道连接英国和法国的英吉利海峡隧道全长49.2km,海下共有三条平行的隧道组成,全长148km,其中两条单线铁路隧道,是目前世界上最长的海底隧道,其中2条交通隧道长为49.33km,相距30m,成洞直径7.6m;一条服务隧道长49.32m,成洞直径为4.8m,用作通风、维修、服务用。
该工程承包商从国外进口了11台TBM同时开挖隧洞,英吉利海峡海底隧道工地是20世纪最大的工地之一。
仅用了3年半就完成了掘进任务,并于1994年5月7日正式通车。
其中一台TBM创造了当时最高月掘进1719m的世界纪录,对如此规模的工程来说,工期是很短的。
日本东京湾跨海公路隧道工程日本东京湾跨海公路工程跨越东京湾,把东京都与千叶县连在一起,该工程包括2条长约9.5km的海底隧道,一座5km长的桥梁和2个人工岛。
海底隧道是工程最重要的部分,隧道为双管道盾构隧道,外径约为14m,在海面以下约60m深的软岩中开挖隧道,结构要承受海水压600kPa(最大)的压力。
为适应大深度、高水压的施工条件,该隧道采用了8台TBM进行开挖,开挖直径为14.14m,主机长13.5m,推进速度45mm/min。
该工程于1966年4月开始进行环境及地质调查,1989年5月正式开工,1997年12月竣工并投入营运,与周围的海岸高速公路、外环公路等形成公路网,大幅度改善了首都圈的交通状态。
荷兰生态绿心隧道荷兰生态绿心隧道位于阿姆斯特丹到布鲁塞尔高速铁路TGV线,把阿姆斯特丹—鹿特丹高速轨道线连接起来,全长7.2km,设计直径13.30m。
由荷兰和法国的两家公司联合进行建设,采用法国NFM制造的TBM进行掘进,该TBM总长120m,总功率9540kw,质量3520t,推力达到184300kN,开挖直径14.87米,是目前世界上开挖直径最大的TBM。
该隧道于2001年11月正式开始掘进,每天计划推进速率为9~12m,实际推进速率为12 ̄16m,最高月进尺616米,于2004年1月提前贯通。
4.2国内应用实例引大入秦工程引大入秦工程是将大通河水引入秦王川的大型跨流域调水工程,总干渠全长86.9km,其中隧洞33座,总长75.11km。
1988年9月,以TBM掘进技术的优势,意大利CMC公司中标承建30A号和38号隧洞工程。
30A号隧洞全长11.65km,成洞直径4.8m,隧洞埋深51~330m。
采用美国罗宾斯双护盾式TBM进行开挖,1991年1月正式开始掘进,1992年1月贯通,平均月进尺1000m,最高月进尺1300.8m,最高日进尺65.5m;38号隧洞全长4.948km,开挖直径5.54m,1992年4月正式开始掘进,1992年8月贯通,仅用了4个半月就完成了掘进任务,平均月进尺1100m,最高月进尺1408m,最高日进尺75.2m。
万家寨引黄工程万家寨引黄工程是从山西省万家寨水利枢纽库区取水,由万家寨向东至偏关县下土寨村为总干线,全长44.35km,引水流量48m3/s;由下土寨村分水往南到宁武县为南干线,全长102.4km,每年可向太原供水6.4×108m3;由下土寨村往东过朔州、神头到大同赵家小村水库为北干线,全长166.88km,每年可向朔州、大同地区供水5.6×108m3。
引黄工程分两期完成,一期工程建设总干线、南干线、联接段和部分机组的安装,集中解决太原地区用水。
总干线的6#、7#、8#洞全长约22km,于1993年3月由意大利的CMC公司中标承建,使用一台目前世界上最先进的TBM施工,开挖直径6.125m,成洞直径5.46m。
于1994年7月至1997年9月历时三年两个月贯通。
隧洞经过的地质条件大部分为石灰岩地层。
南干线的4#、5#、6#、7#隧洞全长约90km,由意大利Impregil公司和CMC公司以及中国水电四局组成的万龙联营体中标承建,用四台TBM进行施工。
隧洞开挖直径4.82m~4.94m,成洞直径4.20m~4.30m。
隧洞于1997年9月至2001年5月贯通,历时3年8个月。
联接段7#隧洞长13.5km,采用一台TBM施工,由意大利CMC公司中标承建。
隧洞开挖直径4.819m,成洞直径4.14m。
并创造了最高日掘进113m和最高月进尺1645m的记录。
万家寨引黄工程总计采用6台TBM进行隧洞的施工,其掘进总长度为125.5km,是目前为止国内应用TBM最多的工程。
秦岭铁路隧道工程秦岭铁路隧道工程是西安至安康铁路上的咽喉工程,主要工程为两条平行的单线隧道,Ⅰ线隧道全长18.460km,Ⅱ线隧道全长18.460km,是我国目前最长的铁路隧道。
2条隧道间距为30m,最大埋深约1600m,主要穿越地层为花岗岩和片麻岩,铁道部从德国沃斯(Wirth)公司引进两台TB880E型TBM进行机械化施工,隧道设计为圆形断面,开挖直径8.8m,成洞直径7.7m。