铁路隧道全断面敞开式掘进机法的设计体会2

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敞开式全断面隧道掘进机通过不良地质地段的措施和施工方法

敞开式全断面隧道掘进机通过不良地质地段的措施和施工方法

ac e t i r so T o up o 1tn e c nt c o rci f ia ci ns nt f ah au N . u nl o s t npat eo ’n—N nigR i a. d e m u r i c X aj a w y n l
Re e r h c ncuso s: h s p p rp o o e 0 一Ch n s s a c o l i n T i a e r p s d a2 i e e—wod p n i l r r c p e,“Ad a c r d ci n,ln n o sr ci n, i v n e p e ito i i g c n tu t o
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敞开式全断面隧道掘进机开挖软弱破碎围岩隧道的施工方法 (2)

敞开式全断面隧道掘进机开挖软弱破碎围岩隧道的施工方法 (2)

·隧道/地下工程·敞开式全断面隧道掘进机开挖软弱破碎围岩隧道的施工方法王在仁(中国铁道建筑总公司北京100855)摘要西安~南京铁路桃花铺l号隧道是继西康铁路秦岭特长隧道之后采用敞开式掘进机施工的又一座长大铁路隧道。

结合工程实践,总结了TBM进入软弱破碎围岩的判别方法、遇到的主要问题,提出了“超前探测,管棚注浆,调整参数,适速推进,减少扰动,防止坍塌”的施工原则,和“密排拱架,搭焊钢管,网板结合,及时喷锚,封闭塌腔,回填密实”的处理措施。

关键词铁路隧道软弱破碎围岩隧道掘进机在现代隧道施工中,TBM(全断面隧道掘进机)作为一种先进的施工设备,得到了越来越广泛的应用。

TBM法施工与钻爆法施工相比具有快速、优质、安全的显著特点。

桃花铺1号隧道采用TB880E型全断面隧道掘进机施工,该机属敞开式全断面掘进机,全长256m,总重约1750t,开挖直径8.8m,设计掘进速度1.O~3.5m/h。

该隧道地质复杂,受隧道进口F:区域性大断层及其次生小断层影响,隧道岩体破碎、节理发育,岩石层间结合力差,TBM掘进时经常发生围岩大范围松动、下沉、掉块、剥落、工作面坍塌、甚至TBM刀盘被卡滞的现象以及TBM换步时围岩沿光滑结构面严重滑塌等问题。

为解决这些问题,我们充分发挥TBM掘进速度快、出碴和支护设备作业能力强的优势,创造了连续17个月(直到隧道贯通),在软弱破碎围岩地质条件下平均月进尺355m的好成绩和最高月进尺552m的新纪录,提高了TBM对不良地质条件的适应性,拓展了敞开式掘进机的适用范围,实现了TBM在软弱围岩情况下的快速掘进。

1工程概况桃花铺l号隧道位于秦岭山脉东部低山区,为铁路单线隧道,是西安一南京铁路的重点控制工程之一,隧道全长7234m,洞身纵坡4.5%。

~11‰,隧道最大埋深358m。

隧道进口段IDKl94+170一收稿日期:2004一04—23;修回日期:2004一lO一11IDKl94+420约250m位于F2断层破碎带及其影响带内,其余大部分洞身的主要地层为石英片岩夹大理岩,节理特征为构造型,延伸长度在O.1~2m之间,问距在0.1—0.5m之间占多数,与片理相互作用致使岩体表部呈碎石状,Ⅳ~V类围岩为主,盯。

对全断面隧道掘进装备智能化的一些思考

对全断面隧道掘进装备智能化的一些思考

对全断面隧道掘进装备智能化的一些思考杨华勇;周星海;龚国芳【摘要】简要介绍人工智能技术的发展现状、智能工程装备的发展趋势以及全断面隧道掘进装备智能化的国家需求,指出掘进装备智能化将成为隧道工程领域的重大技术挑战和未来行业竞争热点;提出复杂环境下全断面隧道掘进装备智能化面临的科学挑战:1)复杂工况下掘进状态识别与地质环境感知,2)地质环境与装备掘进运行参数映射规律与匹配,3)多子系统掘进作业的智能规划与协同控制;分析掘进装备智能化的现有研究基础,指出环境与状态感知、施工参数自适应动态调控、多系统协调控制与多目标优化等理论与应用存在的不足;提出掘进状态感知、掘进参数工况自适应动态调控、掘进参数数据挖掘计算、掘进参数的智能优化和决策以及多系统协调智能化控制等包含全断面隧道掘进机设计、制造及运行等各个环节的智能化设想。

【期刊名称】《隧道建设(中英文)》【年(卷),期】2018(038)012【总页数】8页(P1919-1926)【关键词】全断面隧道掘进装备;人工智能;智能化;环境感知;自适应动态调控;多系统协调控制【作者】杨华勇;周星海;龚国芳【作者单位】[1]浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江杭州310027;[1]浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江杭州310027;[1]浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江杭州310027;【正文语种】中文【中图分类】U455.30 引言进入21世纪以来,人工智能技术进入了一个集成发展期,机器学习、人工神经网络与深度学习等理论的提出和迅猛发展,都加速了人工智能的现实应用[1];与此同时,物联网与大数据的发展掀起了产品智能化的新浪潮,推动了基于信息新环境和发展新目标的新一代人工智能。

新信息技术与产品的融合,给装备制造业也带来了深刻变革。

装备智能化被国外诸多国家规划列为国家战略发展方向,包括德国的“工业4.0”、美国的“国家制造创新网络计划”以及日本的“科学技术创新综合战略”等。

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

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。

浅谈敞开式TBM隧道初期支护施工技术

浅谈敞开式TBM隧道初期支护施工技术

浅谈敞开式 TBM隧道初期支护施工技术摘要:随着国内水利、铁路隧道建设的不断发展,敞开式TBM的应用也越来越广泛,其特别适用于围岩完整性较好和自稳能力较强地层的开挖施工。

设置科学、合理的施工参数,确保优良的隧道初期支护的施工质量,保证TBM处于良好状态,是敞开式TBM快速、高效施工的重要条件。

关键词:敞开式TBM;掘进施工;初期支护前言北疆供水工程二期双三隧洞全长92.15km,开挖直径5.53m,采用TBM为主、钻爆法为辅进行施工。

隧洞出露地层主要为泥盆系和石炭系的凝灰质砂岩、凝灰岩和华力西晚期侵入的花岗岩地层(65.34km);侏罗系和白垩系的泥岩、砂岩地层(13.19km),施工揭露的围岩以Ⅱ、Ⅲ类为主。

隧洞沿线分布1条区域性断层破碎带和15条次级断层破碎带,最大断层破碎带宽150m,其余破碎带宽30~50m,以中-陡倾角为主,属压扭性断层。

隧址区为贫水地层且无河流和古河床分布,地下水主要为基岩裂隙水,在岩体较完整的洞段产生渗流或线状流水,-4、Cl-在区域性断裂带内和局部较大的次级断层带内易发生涌水。

地下水中SO2含量超标,对钢筋混凝土结构、钢筋和钢结构具有中-强腐蚀性[1-2]。

一、敞开式TBM隧道施工敞开式全断面隧道掘进机(TBM)由刀盘、主驱动、主梁、初期支护设备、后配套设施组成,是开挖、支护、出渣等施工工序并行连续作业的施工设备。

敞开式TBM适用于硬岩、坚硬岩及复合地层施工,在施工前,需充分掌握掘进段内水文地质资料、超前地质预报资料等;在施工中,需结合揭露地质情况及时调整掘进和支护参数指导TBM安全、高效施工,其中掘进参数主要包括刀盘推力、刀盘扭矩和贯入度等,如在Ⅱ类围岩中采用设计推力值(8100~10260kN)和较高扭矩(320~1410kN·m)、转速(6.3~7.0r/min),掘进速率一般;在Ⅲ类围岩中推力(4860~8500kN)和扭矩(420~900kN·m)均有余量且转速(5.2~6.5r/min)较低,但掘进速度较快。

加速发展我国全断面隧道掘进设备的思考

加速发展我国全断面隧道掘进设备的思考

水 隧 洞和 电缆管 道 等 工程 ,这 种 施 工技 术 及 设备 与
此 后 的7 多年 虽然 生 产过 1 台TB 但 都 未 能得 到 0 5 M, 成 功应 用 。直 到 2 纪 5 代 中期 ,美 国 0世 0年
Ro bn 公 司将 TB b is M成 功 地 用于 美 国 “ h Da e 坝 ”的 隧洞 工程 , 洞 直 径为 8 , 造 日掘 隧 m 创 进 4 m 、 掘进 1 0 2 周 9 m的 最 好 记录 。 此 TB 从 M 技 术 得 到 了迅 猛 发 展和 广 泛应 用 。
开 敞式 T M B
()挤 压 式 盾构 机 1
从 固定 直 径 到可 变 直 径 。早 期 掘进 机 的 开
适 用 于具 有 良好 塑性 的 粘 适 用于 松 散 地 层 ,非 粘
12

先 进 高 效 、安 全可 靠
随 着科 技 进步 和 工 程 实践 ,全 断面 隧 洞
掘进 技 术 与装 备得 到 了不断 改 进 与 提 高 。
建筑机械 2 0 5 02()
维普资讯
f 1 专辑
类 型 多样 化 。第一 台 T BM 为 敞 开式 ,而 现 开 式 外 ,还 有单 护 盾 、双 护 盾 、三护 盾 等 包 商 可根 据 工程 的 具 体地 质情 况选 用 合适 直 径 不 断加 大 。第 一 台能 顺 利进 行 掘 进 的 至仅 21m , 9 9 首 次达 到 9 而 目前直 . 3 17 年 m,
4 m就 被 放弃 。到 1 8 年 由英 国研 制成 功直 径 为 2 8 80 。 1m的TB , 于河 下隧 道 开挖 , 到周 掘进 3 m 。 3 M 用 达 。 5
1 应用与发 展

使用开敞式掘进机施工关注的问题

使用开敞式掘进机施工关注的问题

磨沟岭隧道全长6114m,最大埋深315m, 相对高差100~300m,TBM掘进长5702米。 地质特征主要为大理岩类、云母类、片 岩,隧道受区域性F2大断裂带的构造挤压、 揉皱影响严重,岩体破碎,隐性节理和节 理发育,挤压结构面与隧道小角度相交, 长大节理密集带及挤压破碎带发育,围岩 软弱破碎,稳定性差;基岩裂隙水较发 育,雨季降水大,地下水相对富集。
锦屏选用开敞式应解决的问题 1 较大直径(12.4m)开敞式掘进机的可靠性; 2 设备面对复杂的水文、地质状况的处理; 长距离隧道掘进对各系统、总成的考验; 4 施工中必须解决:岩爆、落石、高压水、 大量涌水等对人员安全以及对设备的防护;
运用开敞式掘进机施工的三种类型 地质参数评价标准 地质超前预报 掘进与支护( 1 硬岩中节理不发育的
掘进长度 14300m 10341m 14560m 39200m
平均月进度 586m/月 383m/月 520m/月
最高月进度 865m/月 1183m/月 1193m/月
490m/月
这三台开敞式TBM于2006年6月完成在 KÁRAHNJÚKAR的隧道工程后,其中两台 ROBBINS开敞式掘进机已分别被转移到瑞 士CENERI基底隧道工地和中国锦屏项目 。 另一台(2号机)于2006年11月份经过拆 卸被运输到冰岛JÖKULSÁ工地再次被使用, 承担8.7km的隧道挖掘工程。
锦屏2条采用掘进机施工的引水隧道特点:
隧道的埋深很大,隧道约有70%的部分埋深超 过1500m,最大埋深达2525m,这是目前世界上最 深的隧道。地质条件主要受埋深很大的、具有喀 斯特和冲沟地貌的、石灰石和大理石控制。所有 隧道轴线均与主要构造结构(褶皱和断层)轴线 正交; 区域地下水流动方向大致与隧道轴线垂直。 交通洞已经开挖了两年多,但上游端交通隧道 稳定状态下积聚的地下水流量仍然约1.5m3/s, 而下游端约为6.5m3/s。位于上游的交通隧道A的 排水效果似乎不能显著减少流入交通隧道B的水 量。

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

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。

全断面隧道掘进机技术风险分析与施工措施

全断面隧道掘进机技术风险分析与施工措施

全断面隧道掘进机技术风险分析与施工措施【摘要】全断面隧道掘进机(TBM)是一种集机、电、液为一体的大型隧道掘进装备,本文针对TBM/盾构机的技术风险进行分析,并阐述在其施工中应采取的安全措施。

【关键词】隧道掘进机;安全管理;地下工程;隧道0.前言全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM),是利用回转刀具开挖(同时破碎及掘进)隧道整个断面的机械。

按适用地层分类,欧美等国统称为TBM,在我国和日本一般把用于硬岩掘进的称为TBM,用于软土地层掘进的称为盾构机。

由于隧道掘进机具有施工速度快,噪声振动小,人员安全性高的优点,在各种隧道工程中得到日益广泛的应用,但由于其与传统隧道施工方法完全不同,因此对技术风险分析和安全管理提出了新的要求。

1.TBM的应用现状自1841年世界第一座用盾构法修建的英国泰晤士河水底隧道以来,迄今已有160余年历史。

在城市地铁工程中,适用于软土的盾构机有已得到较为广泛的应用,如北京地铁自2001年开始采用土压平衡盾构机修建了地铁5号线雍和宫一北新桥站区间试验工程,随后在上海、天津等软土地层的城市地铁建设中得到了充分推广。

但硬岩TBM应用较少,仅重庆地铁6号线使用了开敞式TBM。

经充分研究论证,青岛地铁2号线将使用针对青岛地质条件定制的改良型双护盾TBM掘进,这将是双护盾TBM在国内地铁行业的首次应用。

2.TBM技术风险分析与其他工程项目相比,隧道工程由于具有隐蔽性、复杂性和不确定性等突出的特点,工程风险高。

无论是设计、施工、决策都会遇到很多困难和障碍。

尤其是在城市繁华地段或周围环境、建筑物,管线等复杂的地带,如果在设汁、施工中考虑不周,就会造成不必要的重大的损失和负面影响。

因此,必需对其技术风险进行系统全面的分析,采取针对性措施,以达到安全、经济、高效的建设目标。

2.1地质预测预报准确性风险及措施2.1.1风险分析由于地质勘探的局限性,在设备掘进过程中遇到未预测到的不良地质和地下障碍物的风险较大。

加速发展我国全断面隧道掘进设备的思考

加速发展我国全断面隧道掘进设备的思考

南水北调
据水利部有关资料指 出,南水北
调西线的控 制性工程取决于有效 解决 在 地 质 构造 复 杂 、断 层 多 、高 海拔 (0 0~5 0 m) 高寒缺 氧 , 30 00 , 施工环境 恶 劣 ,掘进超长距的隧洞施 工技 术与 装 备。其 引水隧洞直径约 1m,埋 0 澡 3 0 以上 ,隧 洞 累计 长 度 约 00 m 4 7m。其中最长 的隧洞达 7 多 k 7k 0 m。 南水北调 中线工程 ,需穿过 黄河 ,向 北输水 ,所 以穿黄隧道是该项 目的控
衡转换为泥水加 压方式 ,土料输送 可 由螺旋输料 器转为泥浆及管道输送 。
TM 进机 B掘
主要适 用硬 基地 层 ,直径从 1
8 13 ~1. m,但使用最多的是 3 6I 9 ~ l 1 . 直径范围 ,开挖岩 层的抗 压强度范 围 从 3 8 MP ,但 大 多数 介于 5 ~3 5 a O~
统方法相比 ,具 有 明显 的优势 得到快
速发展 。本文所谈的垒断面隧道掘进设 备是指那些在特定 的地 质和工 况下 ,能

道 的施 工 技 术与 ! 点备
所 ~.
加 速 歧 展 我 国 的 琏 道 桩 避 设 备 势在 必行 。
次性完成不 同断面形状的隧道 ( 隧洞 )
22_ 0 年墨墨墨囝 0
它 的 工作 方 式 及开 挖面 稳 定方 法 ,可视土 质情 况变化 而转换 因此适 应范 围较广 ,根据需要 可以从土压平
● 生产厂家不断增 多。 现在能 生 产这类设 备的厂索 已有 数十家 ,其中 最 著名的有 R b is o bn 、At dC p o l o c a wih 三菱 、川崎重工等公司 统计 n 数据表 呱 过 去4 多年间共生产 了70 0 6 台 T M,其中 2 B 0世纪 5 年 代仅 为 l 0 0 台 ,2 0世纪 6 年代 7 0 2台 ,2 世 纪 7 0 O 年代 2 9台 、2 世纪 8 8 0 0年代 3 0台 . 9

某隧道施工方法之掘进机法

某隧道施工方法之掘进机法

某隧道施工方法之掘进机法随着城市建设的不断发展,隧道工程作为交通和城市基础设施建设的重要部分,得到了越来越多的关注。

在隧道施工中,掘进机法是一种常见且高效的施工方法。

本文将介绍某隧道施工方法之掘进机法,探讨其原理、工艺及优缺点。

一、原理掘进机法是一种利用掘进机进行隧道开挖的施工方法。

掘进机是一种专门用于隧道施工的重型机械设备,通过推进系统、掘进头和支护设备等部件组成。

掘进机通过推进系统将自身推进到需要开挖的位置,然后通过掘进头进行土壤的开挖和移除。

同时,掘进机还可设置支护设备,以保证隧道的稳定和安全。

二、工艺1. 准备工作:在进行掘进机法施工之前,需要进行充分的准备工作。

包括地质勘察、设计方案的制定、材料的准备等。

2. 设计掘进机工作面:根据隧道的设计要求和地质条件,确定掘进机的工作面。

工作面包括导向线、导向尺和基准尺等控制要素的设置。

3. 推进掘进机到工作面:将掘进机通过推进系统推进到工作面。

在推进的过程中,需要根据导向线和导向尺进行精确定位,以确保掘进机准确到达工作面。

4. 进行土壤掘进:掘进机到达工作面后,启动掘进头进行土壤掘进。

掘进机的掘进头根据需要可选用不同的刀盘,以适应不同的地质条件。

5. 同步进行支护工作:在掘进机进行土壤掘进的同时,需要进行同步的支护工作。

支护设备可通过液压系统或其他方式进行安装和调整,以保证隧道的稳定和安全。

6. 移除土壤和废料:掘进机通过输送带或其他方式将土壤和废料从掘进面运出,并进行必要的处理和处理。

7. 推进掘进机继续开挖:在完成一段隧道的掘进之后,继续推进掘进机,开挖下一段隧道。

三、优缺点掘进机法作为一种隧道施工方法,具有以下优点:1. 高效快速:掘进机法采用机械化作业,能够高效快速地进行隧道开挖,节约了人力和时间成本。

2. 精确控制:掘进机通过导向线和导向尺等控制要素,可以实现对掘进机位置的精确控制,从而确保隧道施工的准确性和质量。

3. 安全稳定:掘进机在开挖的同时可以进行土壤支护,保证了隧道的安全和稳定性。

长距离大坡度隧洞开敞式掘进机(TBM)全断面施工工法(2)

长距离大坡度隧洞开敞式掘进机(TBM)全断面施工工法(2)

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、前言长距离大坡度隧洞开敞式掘进机(TBM)全断面施工工法是一种用于隧洞开挖的高效、安全、环保的施工方法。

随着城市地铁、道路交通等基础设施的快速发展,对于高质量和高速度的隧道开挖需求也越来越大。

该工法旨在满足这一需求,并在实际工程中得到了广泛应用与验证。

二、工法特点1. 高效快速:该工法采用机械化施工,能够保证高速度的开挖和进度的快速推进,大大缩短了施工周期。

2. 施工质量高:TBM开挖过程可以减少地下水位的变化,能够保证隧洞面的平整度和垂直度,降低地层变形和稳定隧洞结构。

3. 安全环保:TBM开挖过程中,不会产生过多的噪音和颗粒物,可以有效减少对周边环境的影响,并保障人员的安全。

三、适应范围该工法适用于长距离大坡度隧洞的开挖,如地铁隧道、高速公路隧道等。

尤其适用于地质条件较好,岩石坚硬的地区。

四、工艺原理该工法依靠TBM设备进行施工,机身长度可根据实际需要进行选择。

在施工过程中,TBM以连续的方式进行掘进,通过钢拱架来支撑已开挖的地层,并采用钻爆法将岩石破碎。

采用全断面开挖方式可以保持隧道的整体稳定,降低地下水位的变化。

五、施工工艺1. 施工前准备:包括场地平整、道路清理和设备调试等。

2. 施工洞口控制:通过设置合理的洞口尺寸和控制洞口进水来保证施工的顺利进行。

3. TBM设备配置:根据隧洞的实际情况,选择合适的TBM设备,并对设备进行调试和检测。

4. 施工开挖:TBM进行连续开挖,同时进行岩石破碎和排土,通过传输带将土方运出隧道。

5. 支护加固:在TBM掘进的同时,设置临时支护结构来保证隧洞的稳定性和安全性。

6. 排水处理:根据地下水位情况,采取合适的排水措施来保证隧道的干燥。

7. 清洁维护:定期对TBM设备进行清洁和维护保养,确保设备正常运行。

六、劳动组织在施工中需要建立合理的劳动组织,包括工地管理、人员调配和队伍培训等。

铁路隧道机械化全断面设计施工指南

铁路隧道机械化全断面设计施工指南

铁路隧道机械化全断面设计施工指南随着经济的快速发展,铁路交通在我国的地位越来越重要。

铁路隧道作为铁路交通中不可或缺的一部分,其建设质量和施工效率的提高对于铁路交通的运行和发展至关重要。

机械化全断面隧道施工技术的不断发展,大大提高了铁路隧道的建设质量和施工效率。

本文旨在介绍铁路隧道机械化全断面设计施工指南,以期为铁路隧道的建设提供参考。

一、机械化全断面施工技术机械化全断面施工技术是一种新型的隧道施工技术,主要是利用现代机械化设备和技术,将隧道整个断面一次性开挖出来,大大提高了施工效率和质量。

机械化全断面施工技术主要包括以下几个方面:1、机械化掘进技术:采用隧道掘进机、盾构机等机械化设备进行隧道掘进作业,减少人工作业,提高施工效率。

2、机械化支护技术:采用喷射混凝土、钢筋网片、锚杆等机械化支护设备进行隧道支护作业,提高支护质量和施工效率。

3、机械化排水技术:采用隧道排水泵、管道等机械化设备进行隧道排水作业,减少人工作业,提高施工效率。

4、机械化通风技术:采用隧道通风设备进行隧道通风作业,提高通风质量和施工效率。

二、机械化全断面设计施工指南1、隧道地质勘察隧道地质勘察是机械化全断面隧道施工的前提和基础,必须进行详细、全面的地质勘察,确定隧道的地质条件和施工难度,为隧道的设计和施工提供可靠的数据支持。

2、隧道设计机械化全断面隧道设计应根据地质条件和施工难度,合理选用隧道断面形式和支护方式,保证隧道的施工质量和安全性。

同时,应合理选用机械化设备和技术,提高施工效率和质量。

3、隧道施工机械化全断面隧道施工应遵循以下原则:(1)合理选用机械化设备和技术,提高施工效率和质量。

(2)严格控制施工质量和进度,保证隧道的施工质量和安全性。

(3)加强施工现场管理,确保施工安全和环境保护。

(4)及时处理施工中的问题和难点,确保施工进度和质量。

4、隧道验收机械化全断面隧道验收应根据隧道设计和施工要求,对隧道的质量和安全进行全面检查和评估,确保隧道的合格验收。

连续掘进敞开式全断面岩石掘进机控制系统的研究

连续掘进敞开式全断面岩石掘进机控制系统的研究
() b 推 进 机 构
门子 S74 0型号 。S - 0 -0 7 4 0是具有 中高档性能 的 PL C.
采用 模 块化 无风 扇 设计 .适用 于 对可 靠性 要 求极 高 的
大型 复杂设 备的控制 。S — 0 7 4 0由机
圈 1 敞 开式 全 断面 岩 石掘 进机 连续 掘进 机 构 田
制 方 案并 通过 了模 拟验 证 从 而 为连 续 掘进 敞开式 全
而机器的利用率一般也 只有 2 %~5 % .因此 ,若把机 断 面 岩石 掘进机 技 术设 计提 供 了理 论基 础 , 以期 能 为 O O 器 的换 步 时间转化 为其掘 进 时 间 ,将 会 有效 提 高机 器 我 们 国家全 断 面岩 石掘 进机 实 现跨 越 式发展 提 供技 术 的利用率 ,从而缩短工程工期 ,提高 工程的经济效 益和 理论 支 撑 。 社会效 益 这就 是 我们 从事 敞开式 全 断 面岩 石掘 进机 连续掘 进原 理及 控 制系统 开 发 的 目的 。 以前 由于 受控 制技术 等相 关技 术 的制约 关于 敞开 式 全 断面 岩石 掘
( 3)控 制 支撑靴 在 起始 和退 出阶段 能 准确 地伸 出
和快速 的缩 回 .始终 与推进液压 缸配合 协调 .并在撑 紧 保 压 阶段 控制 撑 紧力满 足撑 紧要 求 。
2 2 连 续掘进控 制系统 .
221 . . 系统硬件设计
根据控制 目标要 求 .选用 PL C控制系统 .因为 P C L 具有 很 强 的抗干 扰 能 力 .平 均 无 故 障 时间达 数万 小时 之上 可 以直接 用于 恶劣 的 工作环 境 中 。PL 选用西 C
■华北电力大学能源与动力工程学院 孙孟莉 / N Me gi 张照煌 / H NG Z a h a g SU n l Z A h o u n

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。

我国全断面隧道掘进机为何能实现装备自主化——董必钦老人回忆我国盾构机发展创新跨越的历程与经验

我国全断面隧道掘进机为何能实现装备自主化——董必钦老人回忆我国盾构机发展创新跨越的历程与经验

寻根溯Array源超过90%的伟大历程。

本刊“寻根溯源”栏目邀请董必钦老人撰文回忆我国盾构机装备自主化发展的历程与经验。

以此激励科技工作者继续发扬“热爱祖国,无私奉献,自力更生,艰苦奋斗,大力协同,勇于攀登”的“两弹一星”精神,把国家建设成为世界科技强国,为实现中华民族的伟大复兴的中国梦,奋勇向前。

原国务院重大技术装备办公室副主任董必钦同志下文由中国工程机械工业协会负责筹备。

2011年7月在郑州中铁装备召开了第二次筹备会。

2012年7月中国工程机械工业协会掘进机械分会在上海召开成立大会,参加会议的单位总计46家。

俞琚同志在会上介绍了分会筹建工作情况,通过了协会章程、工作条例、会费标准和管理办法。

选举并产生了首届分会理事会组成。

我应邀在成立大会上做了《创新驱动,有序发展,装备中国,走向世界》的致辞。

2013年12月铁建重工在长沙承办了中国工程机械工业协会掘进机分会首届年会,俞琚会长做了《我国掘进机行业的现状和发展》专题报告,宋振华副会长做了分会2013年工作报告。

2014年10月在中国工程机械工业协会掘进机分会第二届年会上,我做了《开拓创新,团结奋进,装备中国,走向世界》的主旨发言。

2016年8月在上海召开第五届国际桥梁与隧道技术大会论坛上,我做了《忆往昔平地而起,看今朝绩效屹立,展未来国强民富》的讲演。

2016年11月在上海召开的中国工程机械掘进机协会2016年年会上发表了《不忘初心,继续向前,装备中国,走向世界》致辞。

几年来,我国全断面隧道掘进机械产业总的发展态势是好的,掘进机械分会做了许多工作,取得了较好的成效,特别是国内几个大型机械制造企业坚持创新驱动,知难而进,奋勇向前的拼搏精神,更是令人敬佩。

我国掘进机分会从2012年分会成立至2017年底,经过了砥砺奋进的五年,国产隧道掘进机在国内市场的占有率已达90%,得到了高速、高效的发展,实现了从“跟跑”“并跑”到“领跑”的历史性转身,时至2020年,整体水平大幅提升,硕果累累,成果辉煌。

关于全断面隧道掘进机探析

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。

【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。

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。

2.2 按照开挖直径进行分类首先,微型掘进机,其外形直径一般在25cm到300cm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300cm到800cm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800cm,机械设备较为沉重,除非是超大型工程中才有应用。

2.3 按照护盾形式进行分类按照护盾形式进行分类,可以将掘进机分成开敞式掘进机、单护盾式掘进机以及双护盾式掘进机。

3、全断面掘进设备特征与关键技术现阶段,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,以及支护注浆系统等的主要技术,及其配套装备的研究;(7)隧道掘进机液压系统、电气系统等的设计,及其应用分析;(8)隧道掘进机在隧道进行掘进的过程中发挥其导向和监控的装置研究;(9)隧道掘进机在进行施工过程中实时工况监测,以及事故预警系统等的研究;(10)隧道掘进机中的诸多零部件的研究,包括专用刀具、轴承以及密封件等。

全断面隧道掘进机心得体会800字

全断面隧道掘进机心得体会800字

全断面隧道掘进机心得体会800字
通过这次的全断面隧道掘进机的事我有很大的体会。

我知道全断面隧道掘进机被称为“世界工程机械之王”、工程机械中的“航空母舰”,它是集隧道掘进、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。

而且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。

在中国,一般习惯将硬岩隧道掘进机简称为TBM,将软地层掘进机称为盾构机。

在近几年,随着道路工程的发展和设计跟施工工艺的提高,隧道掘进机工程被越来越广泛的应用。

当隧道的地质、水文和气候条件十分复杂的时候,由于围岩失稳和地表沉降隧道很容易塌方。

组织隧道掘进是十分困难的,所以施工将会十分困难。

现在在隧道施工中管棚超前支护技术已经被广泛应用来克服这些困难,也就是说在隧道开挖土石方之前提前施做支撑拱架,开挖隧道前管棚超前支护技术是支撑地层的一种有效的辅助措施。

它主要应用在公路、铁路和地铁的隧道建设中。

对于隧道掘进机的发展我相信将会越来越好。

全断面隧道掘进机施工策略分析

全断面隧道掘进机施工策略分析

全断面隧道掘进机施工策略分析[摘要]随着社会经济的不断发展,工程建设也在不断发展。

通过隧道建设可以促进国家的经济技术发展,在隧道施工过程中,全断面隧道施工是比较重要的,要想促进全断面隧道施工的正常有序进行,必须选择科学合理的施工方法。

其中全断面隧道掘进机施工方法应用范围是比较广泛的。

隧道施工环境往往都比较恶劣,只有掌握隧道具体施工情况,建立全断面隧道施工模型,才能最终确定出科学合理的隧道施工方案。

本文主要进行全断面隧道掘进机施工策略分析。

[关键词]全断面隧道;掘进机;施工策略;分析近年来,随着我国施工技术的不断发展,隧道开挖技术也得到了完善和创新,在全断面隧道施工当中,具体的施工技术方法越来越多,施工技术也越来越先进,有效提升了隧道施工质量。

在全断面隧道施工过程中,施工方法选择是关键,要想选择科学合理的全断面隧道施工方法,必须在了解隧道形状以及大小的基础上,进行数学模型有效建立,再通过对模型求解的方式对比多种施工方法的优缺点,最终选择最佳施工方法。

但在当前的全断面隧道施工策略研究当中,还存在一系列尚待解决的隧道开挖问题以及施工技术应用问题。

一、全断面隧道施工方法研究在当前的全断面隧道施工当中,经常用到的施工方法主要有三种,第一种隧道施工方法是掘进机施工方法,第二种施工方法是钻爆法,第三种施工方法是两者结合施工方法,在隧道施工方法选择当中,要根据隧道地质地层实际情况进行合理选择。

全断面隧道掘进机主要有三种,第一种是岩石掘进机,在岩石掘进机当中,敞开式掘进机适合应用在围岩相对稳定的地质条件下,护盾式掘进机适合应用在破碎性围岩当中;第二种是盾构,其中有加压盾构,适合应用在承压水强度比较好的地当中和软土底层当中,平衡式盾构又分为改良型盾构和一般型盾构,前者主要应用在压力较强、粘土含量少的地层中,后者主要应用在粘土含量高的岩层以及砂层当中,另外还有气压式盾构,其应用次数是比较少的,第三种是混合式盾构,是由多种盾构组成的,其主要应用在砂卵石以及土层等各种混合底层当中。

全断面隧道掘进机报告(郑州

全断面隧道掘进机报告(郑州

全断面隧道掘进机报告(郑州全断面隧道掘进机是目前隧道施工中最常用的掘进设备之一、它采用全断面掘进技术,即一次性同时掘进隧道的顶部、底部和两侧墙面,能够将土方和岩石均匀地排除出隧道,提高施工效率。

本文将对全断面隧道掘进机进行详细介绍。

一、全断面隧道掘进机的结构和工作原理掘进机的刀架是实现掘进的关键部件,它通过一定的推机力来推动刀具进行切削。

掘进机刀架上配备了多个掘进器,每个掘进器上都有刀具,在运行时可以进行转动和伸缩,以适应不同隧道断面的形状和尺寸。

掘进机刀具通常采用合金钢材料,具有较高的硬度和耐磨性,能够有效地切割坚硬的岩石。

推进机构是掘进机的另一个重要部件,它通过液压或机械传动来推动副机架和刀架沿着隧道前进。

推进机构具有较大的推进力和稳定性,能够将掘进机准确地推向目标位置。

二、全断面隧道掘进机的优势和适用范围相比于传统的隧道掘进方法,全断面隧道掘进机具有以下明显优势:1.施工效率高:全断面隧道掘进机可以同时进行隧道的顶部、底部和两侧墙面的掘进,有效提高施工效率。

根据实际情况,掘进速度可达到每小时几十米,极大地缩短了工期。

2.施工质量高:全断面隧道掘进机采用切削方法进行掘进,相比于爆破法等传统方法,更加安全可靠,掘进出的断面较为平整,节省了大量的后期处理工作。

3.适应性强:全断面隧道掘进机可以根据不同的隧道形状和尺寸进行调整,适用于不同类型的隧道施工。

此外,全断面隧道掘进机还能够应对一些特殊地质条件,如软土层、水区等。

三、全断面隧道掘进机在郑州地区的应用情况郑州地区作为中国中部地区的交通枢纽,近年来大规模修建了很多地铁线路、高速公路和铁路线路。

全断面隧道掘进机在这些项目中得到了广泛的应用。

以郑州地铁为例,全断面隧道掘进机在其中几条地铁隧道的施工中起到了关键作用。

隧道掘进工程通常是地铁工程中的瓶颈工序,全断面隧道掘进机的高效率和高质量的施工成为了解决隧道快速施工的有效方法。

通过全断面隧道掘进机的使用,不仅大大节约了施工时间,而且保证了地铁线路的快速建设。

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开敞式掘进机掘进过程可直接观测到洞壁岩性变化,便于地质图描绘。故 当所掌握的水文、地质资料不很充分时,选用开敞式掘进机,可充分发挥出它 能运用新奥法理论及时进行支护的优势;永久性的衬砌一般待全线贯通后集中 进行,目前也有成熟的同步衬砌技术。
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
一.TBM适用条件
量、模注衬砌误差)(m); h2—初期支护厚度(m); h3—二次衬砌厚度(m)。
护盾式(双护盾、单护盾)掘进机刀盘直径计算公式如下: D= D0+2(δ+ h) 式中:D0—管片内径(m); δ—管片厚度(m); h—灌注豆砾石平均厚度(m)。
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
二、TBM直径确定
刀盘65t、主轴承70t 26/155 780方/h
1000mm/25m
罗宾斯(MB260) 主机650t,后配套 420 t 刀盘73t、主梁64t
31/161 1100方/h 1067mm/26m
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
二、TBM直径确定
掘进机法施工隧道基本内轮廓一般设计为 圆形,确定其直径大小的因素:
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
TBM类型 掘进性能
支护速度
掘进速度
衬砌方式 管片预制厂 设备费用 工程成本
其它
敞开式掘进机和双护盾掘进机对比表
敞开式掘进机
可根据不同地质,采用不同的掘进参 数,随时调整。
地质情况好时只需要进行锚网喷,支 护工作量小,速度快。 地质差时需要超前加固,支护工作量 大,速度慢。
施工方法 用电安装功率
TBM 工区(直径8m敞开式) 一般钻爆法(开挖断面8.5*9m)
6000~8000kw(含皮带输送)
1500~3000kw
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
一、TBM适用条件
(3).用水条件
施工用水与一般钻爆作业的要求基本相同。
(4)交通条件
1) 由于TBM的组件多且重,因此对运输条件的要求较高。 由于考虑大件运输,除考虑长途运输的道路条件外,应充分考虑便 道的线性条件。
◇ 涌、漏水严重的地段,若围岩为软弱层、破碎带、水将恶 化围岩条件,甚至发生坍塌;隧道基底及侧壁承载力底等问题。
◇ 岩溶发育带,隧道区岩溶发育,及可能碰到大的岩溶洞穴、 充填溶洞或岩溶水。
以上这些条件主要与IBM的工作原理有关系。以水平单撑靴敞 开式掘进机工作原理介绍如下:
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
◆ 集装箱存放场地:TBM设备全重达1500t~2000t,需要约 80个集装箱存放场地、场内运输等,场地面积约3500㎡。
◆ 修理间及备件库:TBM施工中所使用设备维护、备件等, 须设置修理间和专用设备库,建筑面积约1000㎡,并设20t桥式 起重机一台。
◆ 预制车间、预制块(管片)堆放场:需要面积约2500㎡。
2)运输费用高:(高黎贡山隧道出口小TBM运输费用调查)
运输区间:重庆--云南保山市龙陵县; 运输方式:全程陆运 约1600Km 运输周期:前期准备周期约15天,总运输时间约25-35天 运输费用:TBM6.36米从重庆至云南省保山市龙陵县工地总费用约为 ¥5960000.00元 以上不含启运地及目的地的装卸车费用(沿途因大件超限需要拆除或处理的收费站 初步统计17座)。
本表是直径8m敞开式硬岩掘进机的一个基本尺寸表
不同型号 TBM(直径8m)
总重
海瑞克(单撑靴) 主机760t,后配套410t
最大部件重 刀盘68t、主驱动100t
主机/全长 m
22/104
TBM皮带机能力
600方/h
TBM皮带机规格
800mm/25m
维尔特(TB800E) 主机780t,后配套420 t
主要是接触网结构高度对TBM直径影响大,通过减少结构高度, 从而减小其TBM直径。一般可采用刚性悬挂,这与接触网专业协 调、比选。
4、净空面积要求
这与建设标准行车速度目标值有关系;
对于秦岭隧道8.8m直径TBM,在中天山隧道时研究过是否满足 160km/h的标准,为满足净空42 ㎡的要求,其衬砌内径7.7m(净空面积 42.49 ㎡ )。但是衬砌支护厚度受限 制,利旧时对刀盘进行改造。
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
二、TBM直径确定
5、受力特点
铁路隧道的敞开式TBM一般采用复合式衬砌。初期支护以锚喷网
钢架联合支护,二次衬砌采用模筑混凝土,根据不同的地质情况,可设计为混凝
土、钢筋混凝土、或钢纤维混凝土衬砌。其初期支护、二次衬砌的厚度 选择,也直接影响TBM直径。虽然TBM施工段围岩条件好,但是不 可避免有IV、V级围岩,尤其是IV级围岩。因此选择其支护时, 需要根据各级围岩的比例、岩性情况,兼顾II~V级围岩地段的结 构安全。因此对于单线隧道而言,一般考虑初期支护15~20cm, 二衬厚度30~35cm来确定TBM直径 ,其参数与IV级围岩的支护参 数接近。
标准
160km/h 及以下
200km/h 及以上
TBM型式 开敞式
施工误差 预留变形量 (cm) (cm)
10
8
喷混凝土厚度 (cm)
15
二衬厚度 (cm)
大家好!
铁路隧道全断面
敞开式掘进机法的设计体会
主讲人:杨昌宇
2020年8月 成都
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
一.TBM适用条件 二.TBM直径确定 三.TBM设备选型 四.TBM法隧道结构设计 五.TBM法隧道施工组织设计 六.TBM法隧道风险分析及对策
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
一.TBM适用条件
1、基本条件 ※ 隧道长度条件(经济性评价) ※ 隧道地质条件(设备适应性评价)
(1)隧道长度条件 TBM设备的原值高;折旧、工 程摊销; TBM的使用寿命:主机或主轴 承,工作时间1.5~2万小时; 一般要求隧道长度大于10km 以上;
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
一.TBM适用条件
一.TBM适用条件
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
一.TBM适用条件
(3)不同类型的掘分为以下三种类型,并分别适应于不同的地质。
1)开敞式掘进机:
常用于硬岩;在开敞式掘进机上,配置了钢拱架安装器和喷锚等辅助设备, 以适应地质的变化;当采取有效支护手段后,也可应用于软弱岩隧道。
。 必须
高 高 如不采用管片支护,支护速度同敞 开式。
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
一.TBM适用条件
2、其它条件 ☆ 场地条件 ☆ 电力条件 ☆ 用水条件 ☆ 道路运输条件
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
一、TBM适用条件
(1)场地条件
◆ 主机拼装场地:主机一般长20~30m,总长度100~180m , 洞外一般需要50m×60m(长×宽),后配套70~120m左右。
§ 隧道建筑限界 § 施工误差 § 接触网悬挂方式 § 净空面积要求 § 受力特点 § 轨下道床形式 § 附属构筑物设置等
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
掘进机施工隧道断面布置示意图
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
二、TBM直径确定
开敞式掘进机刀盘直径的计算公式如下: D=d+(h1+h2+h3)×2 式中:D—刀盘直径(m); d—工程要求的成洞洞径(m); h1—预留变形量(考虑掘进误差、围岩可能发生的变形
但是对于护盾式TBM(适合软岩),宜采用管片衬砌,但是在 深埋段隧道防排水的处理是个问题。
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
二、TBM直径确定
6、轨下道床形式
无碴道床与有碴道床。目前一般 采用无碴道床。
7、附属构筑物
对于正线隧道TBM而言,包括沟槽 布置、救援通道设置等,甚至包含洞 室设置,尤其是避车台的设置等。
1、隧道的建筑限界
满足隧道建筑限界为基本要求, 右图为隧限-2A的建筑限界要求。 我国最早秦岭隧道采用的直径 8.8mTBM,就是采用的这个限界确 定的。其内径7.6m。
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
二、TBM直径确定
2、施工误差
隧道施工误差应考虑蛇行误差、贯通误差、不均匀沉降、收敛变形及 结构变形等因素。根据开挖断面大小,地质条件、掘进机操作性能、线路 曲线及坡度等因素进行确定,一般可取10~30cm。
敞开式TBM宜采用复合衬砌: 设计时一般把蛇形误差(是由于TBM掘 进工作原理确定的)、贯通误差、不均匀沉 降、衬砌施工误差等归为施工误差,单线隧 道一般取值10cm; 收敛变形等按照单线复合式衬砌的预留 变形量确定。(一般取5cm)
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
二、TBM直径确定
3、接触网悬挂方式
开敞式掘进机虽然适用于岩石整体较完整,有较好的自稳性的硬岩但当遇 有局部不稳定的围岩时,由掘进机所附带的辅助设备通过打锚杆、加钢丝网、 喷混凝土、架圈梁等方法加固,以保持洞壁稳定;当遇到局部地段软弱围岩及 破碎带,则掘进机可由所附带的超前钻及灌浆设备,预先固结隧道前方上部周 边围岩,待围岩达到能自稳后,然后再进行安全掘进;
除以上场地以外,还需要与钻爆发施工相同的其他场地,其 临时占地60~80亩,洞外场地开阔时可适当放大。
铁路隧道全断面敞开式掘进机(TBM)技术
一、TBM适用条件
(2)施工电力条件
TBM掘进需要的功率大,据调查在大伙房水电引水洞工程中直径 8m的敞开式TBM总功率4000KW,其中主机刀盘驱动2800KW;重庆轨道交 通工程直径6.3m的敞开式TBM总功率3270kw,刀盘驱动2310KW。掘进机 供电10kv或20kv供电,加上洞内外动力设备、生产生活设备,远远大 于一般钻爆法的需要。其与一般用电功率的比较见下表:
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