掘进机与盾构

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隧道工程施工设备有哪些

隧道工程施工设备有哪些一、隧道掘进机隧道掘进机是隧道工程中最常用的设备之一，它主要用于从地下掘进隧道。

隧道掘进机根据其不同的结构和工作原理可以分为液压隧道掘进机、机械隧道掘进机和盾构机等。

1. 液压隧道掘进机液压隧道掘进机是一种使用液压力来推进刀盘或截割机构前进的设备。

液压隧道掘进机具有工作效率高、振动小、噪音低等优点，适用于各种地质条件下的隧道掘进工作。

2. 机械隧道掘进机机械隧道掘进机是一种通过机械力来推进刀盘或截割机构前进的设备。

机械隧道掘进机适用于硬岩或者断层带等地质条件下的隧道开挖工作，具有适应性强、可靠性高等优点。

3. 盾构机盾构机是一种通过盾构掘进的方式来开挖隧道的设备。

盾构机由推进系统、盾体及盾尾部组成，通过推进系统推动盾构机前进，同时将土层通过输土系统输送到地面。

盾构机适用于软土、淤泥等地质条件下的隧道掘进工作，具有速度快、噪音小等优点。

二、隧道支护设备隧道支护是为了保证隧道施工和使用过程中的安全，防止隧道结构塌方或者发生其他意外。

隧道支护设备主要包括隧道衬砌、锚杆、钢架支撑等。

1. 隧道衬砌隧道衬砌是指在隧道顶部和侧壁进行覆盖的一层防水、防裂、防渗透的保护层。

隧道衬砌通常采用混凝土砌块、钢筋混凝土板等材料制成，能够提高隧道的整体结构强度和耐久性。

2. 锚杆锚杆是一种用来支撑、固定岩体或土体的设备，主要用于隧道支护中。

锚杆通过在岩体或土体内拉力使其固定，有效防止隧道结构的塌方或者下沉等问题。

3. 钢架支撑钢架支撑是一种用来支撑隧道结构的设备，主要用于加固和保护隧道结构。

钢架支撑通常由钢管、钢梁、护栏等组成，能够提高隧道的整体稳定性和承载能力。

三、隧道照明设备隧道照明设备主要用于为隧道施工和使用提供充足的光照，确保人员安全和工作效率。

隧道照明设备主要包括照明灯具、照明控制系统等。

1. 照明灯具照明灯具是指安装在隧道内部或者入口处用于照明的设备。

照明灯具通常采用LED灯、荧光灯等作为光源，具有节能、亮度高等优点，能够提供充足的照明效果。

地铁工程主要施工机械(3篇)

第1篇1. 起重机起重机在地铁施工中扮演着至关重要的角色，主要用于垂直和水平搬运重物。

根据施工需求，起重机可分为汽车吊、履带吊和轮胎吊。

它们广泛应用于设备吊装、材料搬运、施工平台搭建等环节。

2. 盾构机盾构机是一种隧道掘进机，采用盾构法进行隧道施工。

它能在掘进的同时构建隧道衬砌，具有高效、环保、安全等优点。

盾构机适用于地下水位较高、地质条件复杂等施工环境。

3. 渣土车渣土车主要用于运送建筑垃圾、土方等施工废弃物。

在地铁施工中，渣土车负责将挖掘出土方、混凝土碎块等运输至指定地点。

近年来，我国对渣土车进行了改造，提高了运输效率和环保性能。

4. 吊车吊车是一种广泛应用于港口、车间、工地等地的起吊搬运机械。

在地铁施工中，吊车主要用于设备吊装、材料搬运、抢险救援等任务。

根据吊装需求，吊车可分为汽车吊、履带吊和轮胎吊。

5. 挖掘机挖掘机是土方工程施工中不可或缺的机械。

它主要用于挖掘、装载、平整土方，也可用于拆除、破碎等作业。

在地铁施工中，挖掘机可配合盾构机进行隧道开挖、土方转运等工作。

6. 悬臂式掘进机悬臂式掘进机适用于地下水位较高、地质条件复杂等施工环境。

它通过悬臂式结构进行隧道开挖，具有操作灵活、适应性强的特点。

7. 液压连续墙抓斗液压连续墙抓斗主要用于地下连续墙施工，通过抓斗进行土方挖掘和墙体支护。

该设备具有开挖深度大、施工效率高、适用范围广等优点。

8. 土压兼小泥水双模盾构机土压兼小泥水双模盾构机是一种新型隧道掘进设备，适用于不同地质条件下的隧道施工。

该设备具有开挖直径大、施工效率高、环保性能好等特点。

9. 悬臂式隧道掘进机悬臂式隧道掘进机是一种适用于隧道施工的机械，通过悬臂式结构进行隧道开挖。

它具有操作灵活、适应性强的特点，适用于复杂地质条件下的隧道施工。

总之，地铁工程中的施工机械种类繁多，功能各异。

合理选择和使用这些机械，对于提高施工效率、确保工程质量、降低施工成本具有重要意义。

在实际施工过程中，应根据工程特点和施工需求，合理配置各类施工机械，确保地铁工程顺利进行。

《盾构掘进机概述》PPT课件

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内容提纲
一、隧道盾构工法的发展概述二、盾构机的种类
三、盾构机的主要组成
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盾构机的种类
现有的盾构类型：
网格半挤压式盾构掘进机网格式水力出土盾构掘进机多刀盘泥水平衡盾构掘进机全断面硬岩隧道掘进机复合式盾构掘进机泥水加压平衡式盾构掘进机土压平衡式盾构掘进机土压平衡式双圆盾构掘进机
（1）从巴基斯坦水利工程中引进了美国罗宾斯公司的盘形滚刀技术，清华大学、铁道西南研究所、上海煤机研究所等单位开始对盘形滚刀的破岩机理、结构、材料等进行系统研究；
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一、隧道盾构工法的发展概述
（2）岩石全断面隧道联合掘进机组研制热潮遍及：铁路、煤矿、有色金属矿、水电站、国防、城市交通；（3）较为成功的研制企业有杭州水工机械厂、上海水工机械厂以及广州市革委会691办公室，其中：上海水工机械厂研制的直径5.5m、6.8m岩石全断面隧道联合掘进机组分别在云南下关西洱河水电站、贵州猫跳河水电站成功掘进了输水隧道；广州市革委会691办公室研制的直径4m、2.5m岩石全断面隧道联合掘进机组分别在国防工程、三线铁路隧道隧道导洞中应用。
以上。
1.5衬砌管片由铸铁材料发展到采用钢筋混凝土（钢纤维混
凝土）材料。
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一、隧道盾构工法的发展概述
2 国内隧道盾构工法的发展
2.1 上世纪50年代，北京、上海已开始研究盾构工法，1953 年采用人工掘进式盾构修建了直径2.6m的疏水巷道。 2.2 上世纪60年代，北京地铁动工建设，研制了试验性盾构。 2.3 上世纪60年代末，我国出现了岩石全断面隧道联合掘进机研制热潮：
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一、隧道盾构工法的发展概述

盾构隧道掘进机

盾构隧道掘进机1 基本简介盾构隧道掘进机，简称盾构机。

是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。

盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

2 发展历程盾构机问世至今已有近180年的历史，其始于英国，发展于日本、德国。

近30年来，通过对土压平衡式、泥水式盾构机中的关键技术，如盾构机的有效密封，确保开挖面的稳定、控制地表隆起及塌陷在规定范围之内，刀具的使用寿命以及在密封条件下的刀具更换，对一些恶劣地质如高水压条件的处理技术等方面的探索和研究解决，使盾构机有了很快的发展。

盾构隧道掘进机据不完全统计，目前国外盾构机的主要制造厂有18家，集中在日本和欧美，如日本的三菱重工、川崎重工、小松制作所、日立造船、石川岛播磨重工，德国的海瑞克公司、维尔特公司，美国的罗宾斯公司，加拿大的罗法特公司等。

各个厂家可以根据不同的地质条件和不同的工程对象，以及使用单位的不同要求，设计、生产出不同直径、不同类型、以及有特殊要求的盾构机，以满足用户的需要，其工艺和设备先进。

（一）日本三菱重工（MitsubishiHeavyIndustries,Ltd.）日本三菱是一家具有100多年历史的企业集团，目前的经营范围除保持传统的造船业、汽车制造业和化工业外，还涉及金融领域，近些年来并涉足核能源、宇宙航天、生态环境和深海开发等尖端技术领域；其属下的直系企业有29家，三菱重工是其中的一家，为世界各地提供软、硬土盾构掘进设备的建设机械部是三菱重工旗下神户造船所的一个分支。

从1939年制造日本第一台手掘盾构机起，至2003年神户造船所就一共制造了1608台盾构机，其中包括土压平衡、泥水平衡、双圆、三圆、MMST等各种类型，数量和种类可谓世界第一，技术居国际之首。

《地下工程作业》盾构技术特点、分类及适用范围

盾构技术特点、分类及适用范围国培学员: S1.盾构法盾构法是暗挖隧道的专用机械在地面以下建造隧道的一种施工方法。

盾构掘进机的特点:盾构掘进机（简称盾构）是地面下暗挖施工隧道的专用工程机械, 具有一个可以移动的钢结构外壳(盾壳), 内装有开挖、排土、拼装和推进等机械装置, 可以进行开挖、支护、衬砌等多种作业一体化施工, 广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程建设。

目前, 在欧美等工业发达国家使用盾构机进行施工的城市隧道占90%以上。

2、现代盾构掘进机集液压、机电控制、测控、计算机、材料等各类技术于一体, 属于技术密集型产品, 其生产主要集中在日本、德国、英国、美国、加拿大等少数发达国家, 其中又以德国、美国、日本技术最为先进。

盾构施工法与矿山法相比具有的特点是地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进行, 工艺技术要求高、综合性强（土建、机械)。

盾构施工技术的优缺点:优点:a）具有良好的隐蔽性；b）掘进速度快且施工费用不受埋置深度大而影响；c）适宜在不同颗粒条件下的土层中施工, 尤其在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性；d）多车道的隧道可做到分期施工, 分期运营, 可减少一次性投资。

缺点:a）盾构施工是不可后退的；b）盾构是一种价格昂贵、针对性很强的专用施工机械, 对于每一条用盾构法施工的隧道, 必须根据施工隧道的断面大小、埋深条件、地基围岩的基本条件进行设计、制造或改造, 一般不能简单的倒用到其它隧道工程中重复使用；3、c）对隧道曲线半径过小或隧道顶部覆土太浅时, 施工困难较大, 而且不够安全, 特别是饱和含水松软土层, 在隧道上方一定范围内地表沉陷尚难完全防止, 拼装衬砌时对衬砌整体防水技术要求很高。

4、盾构施工技术先在隧道的一端建造竖井或基坑, 以供盾构安装就位。

盾构从竖井或基坑的墙壁预留孔处出发, 在地层中沿着设计轴线, 向另一竖井或基坑的设计预留孔洞推进。

掘进机和盾构机的工作原理

掘进机和盾构机的工作原理
掘进机（TBM）的工作原理主要是通过切削和推土机械将土
壤或岩石等材料沿着隧道线路切割掉或推动到机器后方，同时通过输送系统将废弃的材料运出隧道。

掘进机主要由刀盘、主机、支撑体系、掘进面扩展装置和输送系统等组成。

其中，刀盘是掘进机的核心零件，它由大量刀片组成，通过旋转刀盘进行切削作业，切削材料由刀盘后方的传送装置进行清理和运输。

盾构机的工作原理类似于掘进机，也是通过土壤或岩石的切削和推力来推进隧道的掘进。

不同之处在于盾构机是通过一个巨大的盾构壳体来保护掘进面，将切削面后方压迫的地层支撑住，以防止隧道倒塌。

盾构机的工作原理主要包括盾构壳体、刀盘、推进装置、注浆系统以及输送系统等组成。

刀盘通过切削土体，然后将土体推至刀盘后方的输送装置，最后通过输送装置将土体从隧道中运出。

综上所述，掘进机和盾构机的工作原理都是通过切削和推力来推进隧道的掘进，掘进机主要通过刀盘进行切削和输送，而盾构机则通过盾构壳体来保护掘进面并将土体推压支撑住。

掘进机培训资料

掘进机培训资料一、简介掘进机（TBM，也称为隧道掘进机）是一种用于隧道开挖的专业设备。

它的作用是通过机械切割岩石并同时进行侧壁支护，使隧道开挖更加高效和安全。

本文将介绍掘进机的工作原理、使用方法以及相关的培训资料，以帮助读者更好地了解和掌握掘进机的操作技巧。

二、掘进机的工作原理掘进机采用盾构技术进行隧道开挖，其工作原理可以简单描述如下：1. 掘进机由主机、刀盘、推进装置、支护装置以及控制系统等部分组成。

2. 主机驱动刀盘进行旋转，刀盘上装有刀具，通过刀具对岩石进行切割。

3. 切割下来的岩石渣土通过刀盘后部的刮板输送到盾构机内部。

4. 盾构机的推进装置会不断推进掘进机，推进过程中也会对隧道壁进行支护。

5. 通过连续的推进、切割和支护，最终完成整个隧道的开挖。

三、掘进机的使用方法1. 设备检查：在操作掘进机之前，首先要进行设备检查，确保所有部件都正常工作。

检查包括驾驶室、电气系统、液压系统等各个方面。

2. 工作准备：根据具体隧道的情况，确定开挖路径、断面尺寸等参数。

设置好刀盘和支护装置，并进行调试。

3. 操作规范：操作人员需要熟悉掘进机的工作原理和控制系统。

在操作时，要确保安全，并根据需要进行切割和支护的调整。

4. 维护保养：定期进行设备的维护保养，包括清洁设备、更换润滑油等。

及时发现并处理故障，确保设备的正常运行。

四、掘进机培训资料1. 掘进机操作手册：该资料详细介绍了掘进机的操作步骤、注意事项、故障排除等内容，有助于操作人员全面了解设备操作流程。

2. 掘进机维护手册：该资料介绍了掘进机的日常维护保养方法、维修步骤、常见故障处理等，有助于操作人员提高设备维护保养能力。

3. 掘进机培训视频：通过视频展示实际的掘进机操作过程和维护保养方法，对初次接触掘进机的人员更加直观有效。

4. 掘进机培训课程：提供专门的培训课程，包括理论知识和实操训练。

培训课程通常包括掘进机的工作原理、操作技巧、安全注意事项等内容。

中国盾构和掘进机隧道技术现状、存在的问题及发展思路

ｓｈｉｅｌｄｉｎＣｈｉｎａａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｏｎｂａｓｉｓｏｆｔｙｐｉｃａｌｃａｓｅｈｉｓｔｏｉｒｅｓ：１）Ｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｓｈｉｅｌｄｓｆｏｒｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｈｉｇｈｗａｙ
ｔｉｏｎｓ；４）ＥＰＢｓｈｉｅｌｄｉｓｎｏｔａｐｐｌｉｃａｂｌｅｏｆｒａｌｌｃａｓｅｓ；５）Ｔｈｅｅｌｅｖａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｕｔｅｏｆｓｏｍｅｔｕｎｎｅｌｓｉｓｉｒｒａｔｉｏｎａｌ；６）Ｓｏｍｅｐｒｏｊｅｃｔｓｓｕｆｆｅｒｆｒｏｍｉｒｒａｔｉｏｎａｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｅ，ｉｒａｔｉｏｎａｌｃｏｎｓｔｕｃｒｔｉｏｎｃｏｓｔ，ｉｒａｔｉｏｎａｌｃｏｎｓｔｕｃｒｔｉｏｎｃｏｎｔｒａｃｔａｎｄｉｒａ —
ｔｕｎｎｅｌｓｉｓｔｏｏｌａｒｇｅ；２）Ｔｈｅｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｉｎｇｌｅｓｅｇｍｅｎｔｌｉｎｉｎｇｓｈｅｌｌｉｓｉｎａｄｅｑｕａｔｅ；３）ＳｈｉｅｌｄＴＢＭｈａｓｍａｎｙｌｉｍｉｔａ－

列举五种隧道开挖方式

五种隧道开挖方式
以下是五种常见的隧道开挖方式：
1. 钻爆法：使用钻孔机对隧道所经过的地层进行预先钻孔，并在钻孔中注入炸
药，然后引爆炸药，以炸碎和挖掘地层。

2. 掘进机法：使用掘进机（如隧道掘进机或盾构机）进行隧道的开挖。

掘进机通过不断推进和切割地层，同时运输已经挖掘出来的土壤或岩石。

3. 全断面法：全断面法是指一次性将整个隧道的断面全部挖掘完毕。

这种方法通常用于较小的隧道和具有相对稳定地质条件的情况。

4. 预制法：在预制法中，隧道的部分或全部预先制成，然后通过推进或组装的方式进行安装。

这种方法适用于需要考虑施工时间和工作空间限制的情况。

5. 冻结法：冻结法是指通过在地下注入冷冻液体（如液氮）来冻结地层，然后
在冻结的地层内进行挖掘。

这种方法主要用于在强烈涌水或松散地层中进行隧道开挖。

隧道掘进机TBM和盾构机管理制度

隧道掘进机（TBM）和盾构机管理制度（ISO9001-2015）第一章总则第一条为管好用好公司隧道掘进机（以下简称TBM）和盾构机（以下简称盾构）等成套设备，确保技术状况良好，延长使用寿命，提升公司在该领域的实力，更好地服务于施工生产，根据国家《全民所有制工业交通企业设备管理条例》和《中铁十八局集团有限公司机械动力设备管理规定》、《工程项目设备管理实施细则》，结合TBM（盾构）的特点，制定本办法。

第二条 TBM（盾构）管理，按照国家、中国铁建股份公司、公司的规定，贯彻执行“依靠技术进步，促进生产发展和预防为主”的方针，坚持设计、制造与使用相结合，维护与计划检修相结合，修理改造与更新相结合，专业管理与群众管理相结合，技术管理与经济管理相结合的原则。

第三条 TBM（盾构）管理的任务是：贯彻执行国家、中国铁建股份公司有关方针、政策、法令、法规，通过技术、经济、组织措施对其进行综合管理。

变静态管理为动态管理，做到全面规划、合理配置、择优选购、正确使用、精心养护、安全运行、科学检修、适时改造更新，保持设备完好。

不断改善和提高技术装备素质，充分发挥设备效能，取得良好的投资效益。

第四条加强TBM（盾构）管理和维修技术的科学研究，积极采用先进的管理方法和维修技术，采用以设备状态监测为基础的设备维修方法，不断提高TBM（盾构）管理和维修技术现代化水平。

第五条按照“统一领导，分级管理”原则，TBM（盾构）实行公司、子分公司两级管理。

第六条 TBM（盾构）管理是企业管理的重要组成部分，做好TBM（盾构）管理工作是各级领导的重要职责，其主要经济技术指标纳入单位领导责任目标，并定期考核。

第七条各级设备部门（或TBM技术部）要对TBM（盾构）的规划、选型、购置、安装、调试、验收、使用、保养、检修、改造、更新直至报废的全过程，实行综合管理。

第八条 TBM（盾构）管理要“以管为主，以修为辅”，防止和克服重用轻管，只用不修和拼设备的错误倾向；设备运行要坚持“预防为主，安全第一”的方针，做好维护保养工作。

井巷掘进的主要施工方法模版

井巷掘进的主要施工方法模版井巷掘进是地下工程中常见的一种施工方法，用于开挖井巷和隧道。

本文将介绍井巷掘进的主要施工方法。

一、传统井巷掘进方法1. 钻孔法：通过钻孔设备在地下进行钻孔，然后利用爆破等方式将岩层破坏，再进行挖掘和支护。

这种方法适用于硬岩层。

2. 挖掘法：通过挖掘机等设备进行井巷的挖掘工作。

这种方法适用于软岩层和土层。

3. 隧道掘进机法：利用隧道掘进机进行井巷的开挖工作。

隧道掘进机是一种专门用于隧道掘进的机械设备，具有高效、自动化等优点。

二、新型井巷掘进方法1. 盾构掘进法：盾构机是一种专门用于隧道掘进的设备，通过控制盾构机的推进和开挖部分，实现井巷的开挖工作。

盾构机具有高效、安全等优点，广泛应用于地铁、隧道等项目。

2. 全断面井巷掘进法：全断面井巷掘进法是一种结合了钻孔法和挖掘法的方法。

通过使用全断面开挖机进行井巷的开挖工作，可以实现连续掘进，提高施工效率。

3. 冲击井巷掘进法：冲击井巷掘进法是一种利用冲击波破坏岩层的方法。

通过在井巷前方放置炸药，并引爆炸药，产生冲击波，将岩层破坏，实现井巷的开挖工作。

这种方法适用于硬岩层。

三、井巷掘进的施工步骤1. 前期准备工作：包括确定井巷的位置和线路，制定施工方案，进行地质勘查和水文勘查，准备施工设备和材料等。

2. 施工准备工作：包括搭建施工场地，安装施工设备，进行安全防护等。

3. 井巷开挖工作：根据选定的井巷掘进方法，进行井巷的开挖工作。

具体方法包括钻孔破碎法、挖掘法、盾构法等。

4. 支护工作：根据施工过程中遇到的地质条件，对井巷进行支护工作，保证井巷的稳定和安全。

5. 清理工作：清理井巷内的碎石、泥浆等杂物，保持井巷的通畅。

6. 后期修复工作：根据需要进行井巷的修复和恢复工作。

四、井巷掘进的施工安全措施1. 安全教育：对施工人员进行安全教育和培训，使其具备必要的安全知识和技能。

2. 安全防护：根据施工环境和风险，采取必要的安全防护设施，包括安全帽、安全绳、呼吸器等。

第十七章隧道掘进机械

第二节
凿岩机
凿岩机的工作原理
钻爆法掘进巷道时，首先在工作面岩壁上钻凿出许多直径34～42mm、深度 1.5～2m的炮眼，然后在炮眼内装入炸药进行爆破。凿岩机就是一种在岩壁上钻凿炮眼用的钻眼机械，或称钻眼机具。凿岩机是按结构由钎头2、钎杆1两部分组成。钎杆与钎头连接方式有两种：一种是锥面摩擦连接(锥角3°30’)，另一种是螺纹连接。
C 钢板束
D 立柱与横梁
E 盾头与盾后
3. 动力装置
盾构机械的动力主要是电力和液压动力。
4．拼装机构
随着盾构的向前推进，隧道的永久支护需要同时进行拼装，即将地面上预制好的钢筋混凝土管片，运输到盾构尾部，然后用拼装机构逐片拼装。隧道的永久支护多为圆形。
5．推进和调向装置盾构在土层中推进，是靠在支承环内若干个千斤顶，依衬砌环为支座，将盾构向前推进。
B 切削面的形式软地层中掌子面土壤不能直立，刀盘面各刀刃之间的空挡要安装挡土板，以防土砂流入；硬地层时，一般前面无需挡板，只用带刀臂的切削轮；切削面应向下适度倾斜，这样盾壳后的切口环上部向外伸出，使掌子面稳定，减少塌方。
C 切削轮支承机构和顶进机构切削轮的支承形式有中心支承式、圆周分散文承式、混合支承式。
第三节
凿岩台车
凿岩台车按钻臂多少，可分为双臂、三臂和多臂式；按行走机构分为轨轮式、轮胎式和履带式。凿岩台车的控制有液压控制、压气控制和液压与压气联合控制等三种。
CTJ-3型凿岩台车主要由推进器1、两侧相同的两个侧支臂2、一个中间支臂4、凿岩机3、轮胎行走机构6以及压气、液压和供水系统组成。
推进器
推进器是导轨式凿岩机的轨道，并给凿岩机以工作所需的轴向推进力。 CTJ-3型凿岩台车采用气动马达-丝杠推进器。

初步了解盾构隧道掘进机的工作原理

初步了解盾构隧道掘进机的工作原理盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

盾构机发展历史1974年第一台土压平衡式盾构在东京采用。

该盾构由日本制造商IHI（石川岛播磨）设计，其外径为3.72m，用它掘进了长1900m的主管线。

在以后的年代里，很多制造厂商以土压盾构、压力保持盾构、软泥盾构、土壤压力盾构、受压的土壤盾构、泥压盾构、或泥浆状的土壤盾构等名称生产了“土压平衡式盾构”。

这些名称的盾构基本上都应用了同一种工法，国际上称为“土压平衡系统”（EARTH PRESSURE BALANCE SYSTEM，简称EPBS）。

土压平衡式盾构（EPB）自1974年在日本首次使用以来，以其独特的优势已广泛用于世界各地的隧道工程中。

1984年上海市隧道工程公司在我国首次应用从日本引进的φ4.36m土压平衡盾构建成了芙蓉江下水道总管工程。

土压平衡式盾构在在全国地铁、市政、能源等工程建设中得到更为广泛的应用。

实践证明，土压平衡式盾构因其能较好地控制地表沉降、保护环境、适应在市区和建筑密集处施工等优点，在我国正走向普及。

盾构施工原理盾构隧道施工法是指使用盾构机，一边控制开挖面及周围土体不发生坍塌失稳，一边进行隧道掘进、出渣，并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，从而不扰动周围土体而修筑隧道的方法。

盾构机的所谓”盾“是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支附周围土体的盾构钢壳，所谓“构”是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。

盾构法施工是一个非常复杂的工程过程，它对周围环境的影响与施工技术环节密切相关。

早在1969年Peck就指出盾构法施工引起的地层损失以及对相邻结构的影响与施工的具体细节是分不开的。

大型施工机械总结

1.全断面隧道掘进机采用了类似机器人的技术，是集机、电、液、光、气、水、信息于一体的隧道施工成套专用设备。

隧道掘进机的地质针对性非常强，一般来说，用于岩石地层的隧道掘进机称为TBM，用于软土地层的隧道掘进机称为盾构。

2.盾构与TBM的区别：TBM是“Tunnel Boring Machine”的英文缩写，一般指全断面硬岩隧道掘进机，通常定义中的TBM是以岩石地层为掘进对象，不具备泥水压、土压等维护掌子面稳定的功能。

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。

其中开挖面的稳定方法是其工作原理的主要方面，也是盾构区别于TBM及比TBM 复杂的主要方面。

3.盾构，用于软土隧道暗挖施工，具有金属外壳，壳内装有整机及辅助设备，在其掩护下进行土体开挖、土碴排运、整机推进和管片安装等作业，而使隧道一次成形的机械。

4.盾构发展小结：盾构作为一种安全、快速的隧道掘进机械，经历了四个发展阶段：一是以Brunel盾构为代表的手掘式盾构；二是以机械式、气压式、网格式盾构为代表的第二代盾构；三是以闭胸式盾构为代表（泥水式、土压式）的第三代盾构；四是以大直径、大推力、大扭矩、高智能化、多样化为特色的第四代盾构。

5.土压平衡盾构结构原理土压平衡盾构主要由刀盘及刀盘驱动、盾壳、螺旋输送机、皮带输送机、管片安装机、推进油缸、同步注浆系统等组成。

刀盘旋转切削开挖面的泥土，破碎的泥土通过刀盘开口进入土仓，泥土落到土仓底部后，通过螺旋输送机运到皮带输送机上，然后输送到停在轨道上的碴车上。

盾构在推进油缸的推力作用下向前推进。

盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道起着临时支护作用，承受周围土层的土压、承受地下水的水压以及将地下水挡在盾壳外面。

掘进、排土、衬砌等作业在盾壳的掩护下进行。

6.盾构的整体结构：盾体、刀盘及驱动系统、主轴承、推进和拼装系统、拼装机、桥架(连接盾体和后配套系统)、后配套系统、遥控器、润滑、密封及注浆、盾尾、注浆系统、水路系统、液压系统、液压管路7.盾构机分类：(1) 按掘削地层分类硬岩盾构（TBM）、软岩盾构、软土盾构、硬岩软土盾构(2) 按盾构机横截面形状分类半圆形、圆形、椭圆形、马蹄形、双圆搭接形、三圆搭接形、矩形(3) 按盾构机横截面的大小分类超小型盾构φ<1m、小型盾构 3.5m≥φ≥1m、中型盾构6m≥φ≥3.5m、大型盾构14m≥φ≥6m、超大型盾构18m≥φ≥14m 、特大型盾构φ>18m (4) 按掘削面的敞开程度分类全部敞开式：无盖敞开式、有盖敞开式部分敞开式：网格式封闭式：中心支承式、中间支承式、周边支承式(5)按掘土出土器械的机械化程度程度分类人工挖掘式、半机械掘削式、机械掘削式(6)按掘削面的加压平衡方式分类外加支承式、气压式、泥水式、土压式(7)按刀盘运动形式分类转动掘削式、多轴摇动掘削式、摆动掘削式(8)按盾构机特殊构造分类中折盾构、球体盾构、异径母子盾构、重心靠前盾构、特殊构造的盾构、现场换刀盾构、可直接掘削前障碍物盾构、机体可分可合盾构、固体回收盾构、倾斜中空轴全断面机内注浆盾构、倾斜中空轴全断面机内注浆+活动前檐盾构(9)按盾构机的功能、用途分类(10)按盾构隧道衬砌施工方法分类8.盾构机选型依据(1) 土质条件、岩性（抗压、抗拉、粒径、成分等个参数）(2) 开挖面稳定（自立性能）(3) 隧道埋深、地下水位(4) 设计隧道的断面(5) 环境条件、沿线场地（附近管线和建筑物及其结构特性）(6) 衬砌类型(7) 工期(8) 造价(9) 宜用的辅助工法(10) 设计路线、线形、坡度（11）电气等其他设备条件盾构掘进机选型的其他条件（1）工期条件的制约（2）造价因素的制约（3）环境因素的制约（4）基地条件的制约（5）设计路线、平面竖向曲线形状的制约9.防止粘土附着对策a在刀盘进土口位置装备高压水喷射管b扩大刀盘中央部分的开口，重视泥土从刀盘中心部进入土仓c在土仓内隔壁上装备前后滑动式固定搅拌翼，并可从其前端添加泥浆d装备在刀盘内侧可以覆盖整个区域的搅拌翼e固定土仓隔壁中心部分，防止转动脚中心部分泥土堵塞10.TB880E：表示敞开式掘进机，刀盘直径8.8m，刀盘由电动机驱动；TB350H：表示敞开式掘进机，刀盘直径3.5m，刀盘由液压马达驱动；TB650E／Sch：表示支撑式掘进机，刀盘直径6.5m，刀盘由防爆电动机驱动。

隧道工程施工器械有哪些

隧道工程施工器械有哪些一、掘进机隧道掘进机是隧道工程中最重要的施工机械之一，其作用是在地下岩石或土壤中开挖隧道。

掘进机种类繁多，主要包括盾构机、钻爆法掘进机、岩锤掘进机等。

盾构机是目前应用最广泛的掘进机，其结构复杂，包括顶部刀盘、底部支撑系统、螺旋输送器等部件，能够在地下开挖并同时支撑隧道壁面，提高施工效率。

二、支护设备支护设备是用来加固隧道壁和顶部的设备，以防止地下岩石或土壤坍塌导致事故发生。

支护设备主要包括钢架支撑、喷射混凝土、锚杆等。

钢架支撑是用来支撑隧道顶部和壁面的结构，通常由钢管、钢筋等材料组成，能够承受地下压力和抵御岩石坍塌。

喷射混凝土是一种喷涂在隧道壁面的混凝土，能够形成厚实且坚固的保护层，减少岩石掉落的风险。

三、运输设备在隧道工程中，需要将挖掘出的岩土材料或其他材料运输到地面，这就需要使用运输设备。

运输设备主要包括滚筒输送机、皮带输送机、施工车辆等。

滚筒输送机是一种用于输送岩土材料或其他材料的设备，能够将材料快速地从地下输送到地面。

皮带输送机是一种连续输送设备，通常由传动和支撑部件组成，适用于长距离输送。

施工车辆主要用来运输人员和设备，在隧道施工中发挥着重要作用。

四、通风设备隧道工程中经常会遇到通风不畅的问题，因此需要使用通风设备来改善空气质量。

通风设备主要包括通风机、风道、排烟机等。

通风机是一种用来循环空气的设备，能够将新鲜空气输送到隧道内部，提高施工人员的工作环境。

风道则是用来分布和调节空气流量，保持隧道内的空气流通。

排烟机主要用于排除隧道内的有害烟雾和废气，保障施工人员的安全。

五、排水设备隧道工程施工中会遇到地下水渗漏的问题，因此需要使用排水设备来处理。

排水设备主要包括泵站、排水管道、止水带等。

泵站是用来抽取隧道内的积水的设备，能够将水泵出隧道并排放到地面。

排水管道用来排放水流，通常通过地下管道将水流输送到地面。

止水带是一种用来阻止地下水渗漏的设备，通常安装在隧道的工作面上，能够有效地减少水渗漏的风险。

全断面隧道掘进机盾构机安全要求

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盾构机与全断面掘进机(TBM)的区别

•
用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。 • 盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。 • 盾构机施工主要由稳定开挖面、挖掘及排土、衬砌包括壁后灌浆三大要素组成。其中开挖面的稳定方法是其工作原理的主要方面，也是区别于硬岩掘进机或比硬岩掘进机复杂的主要方面。大多数硬岩岩体稳定性较好，不存在开挖面稳定问题。 • 盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥水式，土压平衡式盾构机等不同类型。泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水室，里面充满了泥浆，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。
• 掘进机是全断面开挖隧洞的专用设备(见彩图-臂式掘进机)。它利用大直径转动刀盘上的刀具对岩石的挤压、滚切作用来破碎岩石。美国罗宾斯公司在1952年开始生产第一台掘进机。70年代以后，掘进机有了较快的发展。开挖直径范围为1.8～11.5m。在中硬岩中,用掘进机开挖80～100 m3 大断面隧洞，平均掘进速度为每月350～400m。美国芝加哥卫生管理区隧洞和蓄水库工程，在石灰岩中开挖直径 9.8m的隧洞，最高月进尺可达750m。美国奥索引水隧洞直径3.09m,在页岩中开挖，最高月进尺达2088m。隧洞掘进机开挖比钻爆法掘进速度快，用工少，施工安全，开挖面平整，造价低，但机体庞大，运输不便，只能适用于长洞的开挖，并且本机直径不能调整，对地质条件及岩性变化的适应性差，使用有局限性。

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（四）掘进机的适用范围
1. 采用掘进机施工时，应明确地质条件及必要预处理措施。 2. 从机械条件看适用范围，合理选型及完善后配套系统。 3. 对作业场地和运输方案有特殊要求。 4. 企业自身的实际能力。
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二、掘进机的类型
根据掘进机的结构形式，可将其分为开敞式掘进机、单护盾式掘进机、双护盾式掘进机。
双护盾盾体长度：直径d≥1～3m，调方向困难，常因不能及时支护而被卡死，发生塌方；管片不能承受过高水压力，对岩层多变、水压过大、埋深变化的山岭隧道不宜用管片衬砌；机型造价高，管片衬砌费用又高于复合式衬砌2倍以上，寿命也不能保证百年。工程实践证明，隧道施工不宜采用单护盾、双护盾掘进机。
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(一)掘进机施工的优点
掘进机是山岭隧道高度机械化的开挖设备。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。
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（二）掘进机施工的局限性 1. 掘进机的经济性问题 2. 设计制造周期长 3．掘进机针对性强，对多变的地质条件(如断层、破碎带、溶洞、挤压带、涌水及坚硬岩石等)的适应性较差
开敞式掘进机掘进隧道的最终支护方式是模筑混凝土，或钢纤维喷射混凝土。
2．单护盾式掘进机
开敞式掘进机不同的是，单护盾式掘进机配置有完整的圆形护盾，推进则依靠推进缸支撑在安装好的管片获得支反力，单护盾式掘进机由于掘进和安装管片不能同时进行，进度较慢。单护盾式掘进机适用于中等长度隧道。
与开敞式掘进机相比，单护盾掘进机最终衬砌方式为管片。
(1)掘进循环开始时，水平支撑已移动到主机架的前端，将撑靴撑紧在洞壁上。仰拱刮板与仰拱处的岩面轻微接触，收回后下支撑，此时大刀盘可以转动，推进千斤顶将转动的大刀盘向前推进一个行程，此即是掘进状态。 (2)在向前推进到达推进千斤顶行程终点处，结束开挖，大刀盘停止转动，放下后下支撑，同时仰拱刮板支撑大刀盘，此时整个机器的重量全部由前、后支撑支承。 (3)收回两对水平支撑靴，移动水平支撑到主机架的前端。掘进机掘进方向的调整可以通过后下支撑进行水平、垂直的调整，达到调整目标。 (4)当水平支撑移到前端限位后，又重新撑紧在洞壁上。此时收回后下支撑，仰拱刮板与仰拱又转换成浮动接触状态。此时掘进机即处于准备进行下一个掘进循环。
4. 开挖断面只限于圆形，每台掘进机只能用于一种开挖断面 5. 要求施工人员的技术水平和管理水平高，施工短隧道时不能发挥其优越性 6. 运输困难，对施工场地有特殊要求
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（三）掘进机与盾构的区别
全断面岩石掘进机主要是通过盘形滚刀破碎岩石，用于岩石隧道开挖，主要采用皮带机出渣。盾构主要用于软岩隧道开挖。盾构在刀盘上除切刀外还布置一定数量的滚刀，以适应遇到的短距离岩石段。盾构采用螺旋输送机或泥浆管路出渣。
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4．支撑和推进系统支撑系统是掘进机的固定部分。当掘进时，它支承着掘进机的重量并将
开挖推力和扭矩传递给岩壁形成反力。不同结构形式的掘进机，支撑系统对掘进方向的控制不同。双水平支撑的敞开式掘进机在换步时利用后下支撑来调整机器的方位，一经确定，刀盘只能按预定方向掘进。
隧道工程
双水平支撑掘进机示意图 1—刀盘； 2—顶护盾； 3—轴承外壳； 4、5—水平支撑（前、后）； 6—齿轮箱； 7—出渣输送机；8—驱动电机； 9—星形变速箱； 10—后下支撑—仰拱刮板（前下支撑）
隧道工程
2．开敞式掘进机的掘进作业循环过程
隧道工程
3．双护盾式掘进机
双护盾式掘进机配置有前后护盾，在前后护盾之间有伸缩护盾，后护盾配置有一套支撑靴，在地质条件良好时，双护盾式掘进机掘进和安装管片可同时进行，有较快的进度。在地质条件较差时，双护盾式掘进机采用单护盾模式推进。
与开敞式掘进机相比，双护盾式掘进机必须采用管片，由于管片造价比模筑混凝土衬砌高，导致工程造价增加。
开敞式掘进机
隧道工程开敞式掘进机
隧道工程
双护盾硬岩掘进机
隧道工程岩层掘进机—TBM
隧道工程单盾构隧道钻孔机
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1．开敞式掘进机
开敞式掘进机利用支撑机构撑紧洞壁，以承受向前推进的反作用力和扭矩的全断面岩石掘进机 ,开敞式掘进机适用于岩石不易坍塌和地层比较稳定的软硬岩隧道。在较为破碎的地层中掘进时，需要在刀盘护盾后及时进行喷网支护。由掘进机刀盘后的指形条格栅板支撑，在安装有喷网格栅拱架的保护下进行，必要时贴近指形条格栅板支撑下部安装钢拱架，指形条格栅板支撑随掘进机推进前移后，即进行喷射混凝土初期支护。
隧道工程
第一节全断面岩石隧道掘进机
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。全断面隧道掘进机的英文名称是Full Rock Tunnel Boring Machine，简称掘进机（TBM）。
一、掘进机施工特点
三、开敞式掘进机基本构造
（一）主机 1. 掘进机基本构造目前世界上生产的开敞式掘进机基本有两种形式：单支撑掘进机和双支撑掘进机。
单水平支撑掘进机示意图 1—刀盘； 2—拱顶护盾； 3—驱动组件； 4—主梁； 5—出渣输送机；6—后下支撑；7—撑靴 8—推进千斤顶；9—侧护盾； 10—下支撑； 11—刀盘支撑
隧道工程
开敞式掘进机掘进作业循环过程
（a）单下支撑
隧道工程（b）双下支撑
隧道工程
3．刀盘刀盘是钢结构焊接件，其前端是加强了的双层壁，通过溜渣槽与后隔板
相连接，刀盘后隔板是用螺栓与刀盘轴承连接。刀盘装有若干个盘形滚刀用于挤压切削岩石，同时在前端还装有径向带齿的石渣铲斗用于软岩开挖。
1—铲斗； 2—中心刀； 3—扩孔边刀； 4—扩孔刮渣器； 5—面刀； 6—铲齿； 7—边刀
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第七章掘进机与盾构
隧道工程
★知识目标：熟悉掘进机和盾构机的施工特点和各自的适用范围。
熟悉掘进机和盾构的类型；认识开敞式掘进机和盾构机的基本构造，熟悉掘进机和盾构法的施工工艺、流程和技术要求。 ★能力目标：
能区分掘进机和盾构的各自适用范围，能掌握掘进机和盾构的基本构造，能掌握掘进机和盾构的施工过程，能够合理处理施工中的关键技术。