TBM法施工
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施工方法
TBM施工方法1、TBM采购、制造、运输本标段所使用的TBM设备已由招标人代为采购，本投标人承诺中标后继续履行招标人与TBM设备供应商之间的合同，并利用我单位多年来TBM招标采购的经验，与TBM设备商进行进一步的合同谈判，最终在招标人的见证下与TBM设备供应商签订TBM采购合同。
TBM运输由设备供应商负责。
2、TBM组装及步进TBM在洞外组装平台分区域进行组装，主机组装主要采用龙门吊，后配套组装采用汽车吊。
TBM组装完毕后进行调试，然后步进通过钻爆施工段，到达掘进始发位置。
3 、TBM掘进TBM完成组装调试并步进到出发洞后，开始掘进，掘进到TBM拆卸洞后，完成全部掘进任务。
4、出渣TBM掘进采用连续皮带机系统出渣，连续皮带机布置在掘进方向左侧，吊挂在洞壁上，连续皮带机受料端安装在TBM后配套上，卸料端位于洞口部位。
石渣经连续皮带机到达洞口临时弃渣场，再以自卸车运输到永久弃渣场。
5、刀盘边块更换TBM施工区间内，计划在26+200~26+160位置要进行一次刀盘边块更换，更换总体方案如下：1）TBM开挖至26+160位置后，将刀盘退回到26+200位置；2）在26+200~26+190位置隧洞右下部开挖出一个长10m×宽5m×高5m的边块存放洞，然后将该段隧洞拱顶开挖成宽5.2m、高2m的扩大段，在扩大段内安装吊具；同时将26+200~26+190位置隧洞其余部位扩挖至Φ6850mm；3）再将刀盘推进至26+160位置，利用有轨运输将新的刀盘边块运输至TBM连接桥下方，侧卸至存放洞内存放（不得影响TBM推进）；4）将刀盘退回至26+200位置，拆下刀盘上的旧边块，摆放在刀盘前方，距离刀盘2m；5）将更换洞室内的新边块吊出并安装在刀盘上；6）将旧边块吊运至存放洞内摆放（不得影响TBM推进），待TBM通过后再择机运输至洞外。
6、TBM拆卸TBM拆卸洞施工完毕后，将TBM后退至拆卸洞位置，开始拆卸。
TBM快速安装施工工法(2)
TBM快速安装施工工法TBM快速安装施工工法一、前言TBM（Tunnel Boring Machine），即隧道掘进机，是现代隧道施工中常用的一种设备，能够实现隧道的快速、安全、高效施工。
TBM快速安装施工工法以TBM为主要设备，通过对施工工法与实际工程之间的研究和实践，逐步形成了一套完善的施工流程和操作方法，使得隧道施工更加简单、便捷和可靠。
二、工法特点TBM快速安装施工工法具有以下几个特点：1.快速施工：采用TBM作为主要设备，能够实现快速的隧道掘进，大大缩短了工期。
2.高效率：TBM具有高效率、自动化和连续作业的特点，能够在施工过程中实现连续的掘进、支护和砌筑，提高了工作效率。
3.安全可靠：通过控制TBM的操作和监测系统，能够实时监测隧道的变形和地质情况，保证施工安全可靠。
4.环保节能：TBM施工不会产生大量的噪音和废料，对周边环境没有污染，符合环保要求。
5.质量稳定：TBM作业过程中，能够控制土体变形和岩体裂隙扩展，保证隧道的质量稳定。
6.适应性强：TBM可以适应不同地质条件和隧道形状，可以应用于各类岩土隧道和软土隧道的施工。
三、适应范围TBM快速安装施工工法适用于以下几个方面：1.地质条件好的隧道：适用于地质条件较好、土体稳定、隧道长度较长的地区，能够提高施工效率。
2.城市地铁隧道：适用于城市地铁隧道的施工，能够减少噪音和振动对周边建筑的影响。
3.水下隧道：适用于水下隧道的施工，能够利用TBM 的自动化作业特点，实现快速、安全的施工。
4.特殊工程隧道：适用于特殊工程隧道，如地下储气库、地下核堆等，能够满足对施工安全和质量的要求。
四、工艺原理TBM快速安装施工工法通过分析TBM的工作原理和机械结构，以及对施工工程的实际情况进行研究和分析，确定了一系列的技术措施和工艺流程，以保证施工的质量和效率。
1.掘进过程控制：通过对TBM掘进过程中的刀盘转速、推进力和刀盘刀具的选择和调整，控制土体的掘进速度和变形情况。
TBM法施工技术
11.3 TBM的构造
2）周边支持型和中央主轴型刀盘 周边支持型刀盘：是由圆筒状的筒体和主机架构成，
采用大口径轴承，其后背设有开口很大的周边支持结 构。刀盘周围装有均布的铲斗和刮板，以便及时收集 切下来的石渣，送到排土装置中。 中央主轴型刀盘：是一个圆板构造体，在其中心处设 主轴，用小口径的轴承来支持，滚刀设在圆板上。出 渣是利用设在刀盘外周的刮板从下部收集，而后用外 周的料斗由上部送到排土装置中。
TBM法隧道结构
11.1 概述
2) TBM法的优缺点 (2) TBM法的缺点 地质适应性较差； 不适宜中短距离隧道的施工； 断面适应性较差； 运输困难，对施工场地有特殊要求； 设备购置及使用成本大。
TBM法隧道结构
11.1 概述
3) TBM与盾构机的区别
➢ 1) 适用的工程不一样，TBM用于硬岩，盾构机用于土 层的挖掘。
✓ 隧道掘进机法：是利用隧道掘进机在岩石地层中进 行隧道开挖的方法。通常是利用回转刀盘和掘进 机推进装置的推进力使刀盘上的滚刀切割(或破碎) 岩面，以达到破岩开挖隧道的目的。
✓ 掘进机构造：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。
TBM法隧道结构
11.2 TBM的分类
隧道掘进机的分类 按岩石的破碎方式分类：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 按刀具旋转方式分类：分为单轴旋转式与多轴旋转式 两种。 按切削方式分类：分为全断面切削方式和部分断面切 削方式两类。部分断面切削方式是挖掘煤炭用的机械 在隧道挖掘施工上的应用；全断面切削方式开挖的断 面一般是圆形的。 全断面隧道掘进机：支撑式TBM；护盾式TBM ；扩孔 式TBM ；摇臂式TBM。
大断面TBM洞内组装施工工法
大断面TBM洞内组装施工工法一、前言大断面TBM洞内组装施工工法是现代隧道施工中应用最广泛的一种新兴技术，其具有施工效率高、质量优、安全可靠等特点，已经成为现代隧道施工的主要方法之一。
在工程应用中，大断面TBM洞内组装施工工法已经被广泛应用于地铁、高速公路、铁路、水利工程等各种类型的隧道施工中。
二、工法特点大断面TBM洞内组装施工工法是一种革命性的隧道施工方法，其具有如下特点：1. 施工效率高。
该工法可实现洞内多台设备和作业的同时进行，大大提高了工程施工的效率，降低了施工成本。
2. 质量优。
该工法采用洞内组装的方式，组合杆的连接形式使得隧道截面光滑、均匀、无裂纹等质量问题。
在施工过程中还采用了先进的控制技术，保证了隧道施工质量。
3. 安全可靠。
该工法施工过程中不需要人员进入洞内施工，可以提高施工环境的安全性。
同时，该工法实现了洞内无人化操作，降低了人为操作失误的风险。
三、适应范围大断面TBM洞内组装施工工法适用于各种类型的隧道施工，包括地铁、公路、铁路、水利等工程。
特别适用于长距离、大断面、多隧道段接的工程，并适用于地质条件复杂、岩层多变的地区。
四、工艺原理大断面TBM洞内组装施工工法的工艺原理是将TBM进行、预制隧道衬砌板进行组装和安装、旋挖钻井配合施工的一种隧道施工方式。
采用该工法施工需要进行如下技术措施：1. 预制隧道衬砌板的制作和加工。
在施工前，需要将隧道衬砌板进行制作和加工，以便后续进行组装施工。
2. TBM的洞内组装。
在施工过程中，通过将TBM进行洞内组装，可以有效减少施工现场尘土、噪音等环境污染。
在安装TBM过程中，需要进行计算机辅助设计和控制，以保证组装质量和施工进度。
3. 组合杆连接。
采用组合杆连接方式进行洞内组装，可以保证施工质量和施工效率。
需要在连接过程中加强检查和控制，以保障组合杆的连接紧密可靠。
4. 钻井配合施工。
在施工过程中，通过旋挖钻井的方式进行施工配合，使得施工过程更加高效、精准，保证了隧道施工效率。
TBM施工方法
TBM施工方法1 TBM施工准备1.1 TBM设备制造(1)尽早确定设备制造商,常规TBM制造周期为8～10个月。
(2)定期召开设备制造设计联络会,一般召开2次,第1次确定设备的主要参数和主要部件,第2次确定设备的细部设计和功能要求。
(3)设备制造期间,全程派驻专业人员对设备的制造过程实施监督。
(4)依据设备验收大纲,对设备出厂阶段进行验收,签署设备出厂证书。
(5)提前确定好运输线路,超宽超重件提前办理好相关手续,选择有经验的运输单位进行运输。
1.2 TBM工业广场(1)按照“因地制宜,节约用地,施工必需”的原则进行TBM工业广场规划。
(2)充分考虑环境保护、水土保持、安全文明和标准化建设要求。
(3)满足TBM工地组装的需求,合理布置TBM主机组装和吊机的位置。
由于TBM 整机长度一般都大于200m,如果场地允许,按照一次性完成TBM组装来考虑;如果场地不允许,则按照分次组装来考虑。
(4)合理布置场地,需满足TBM最高掘进效率要求,比如材料供应、出渣系统要按TBM最高掘进效率考虑。
(5)合理布置场地,满足TBM施工的各项功能需求,如材料库房、配件库房、油脂油料库房、刀具修理车间、机车修理车间、机加工车间等。
1.3 施工辅助系统1.供电系统TBM一般独头施工距离长,需要采用高压进洞的方式供电。
电压等级一般采用10k V和20k V两种。
一般来说,独头供电长度小于8km的隧洞,推荐采用10k V 电压等级;独头供电长度大于8km的隧洞,推荐采用20k V电压等级。
关于用电负荷,需考虑TBM的总装机功率、洞外TBM工业广场用电设备的总功率。
TBM施工需要考虑备用电源,除TBM设备自带的发电机外,TBM施工通风、照明、排水需备应急电源。
2.供水系统供水系统主要满足TBM施工用水需求,TBM施工用水主要包括:刀盘喷水、冷却用水、施工消耗用水等。
每台TBM设备需水量不尽相同,供水系统设计前应和TBM厂家明确需水量。
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施工方法解析2024
引言概述：TBM（盾构机）施工是一种高效、安全、经济的地下工程施工方法，被广泛应用于城市地下交通设施建设。
本文将深入解析TBM施工方法，探讨其在不同条件下的适用性和优势。
正文内容：一、TBM施工方法的基本原理1.地质勘探和预测：通过地质勘探和勘查，了解地下工程施工中可能遇到的地质条件，为TBM施工的顺利进行提供依据。
2.盾构机的结构和工作原理：介绍盾构机的主要部件和工作原理，包括刀盘、螺旋输送机、土压平衡等，为后续的施工过程提供背景知识。
二、TBM施工方法的适用条件1.地下水位和地下水压力：解析地下水位和地下水压力对盾构机施工的影响，讲述在各种条件下盾构机的应对策略。
2.岩土工程特性：探讨土壤和岩石的不同特性对盾构机施工的影响，分析TBM在不同地质条件下的适用性和限制。
三、TBM施工过程的关键步骤1.准备工作：介绍盾构机施工前的准备工作，包括场地平整、现场设备准备等内容。
2.推进施工：详细阐述盾构机的推进施工过程，包括开挖、土壤处理、蓄水和沉管等步骤，解析每个步骤的作用和操作要点。
3.补偿措施：探讨在TBM施工过程中可能遇到的问题和风险，如地下水突泉、地层变动等，提供相应的补偿措施。
4.管片安装：介绍盾构机施工中管片的安装过程，包括制备和安装步骤，突出安全和质量控制。
四、TBM施工方法的优势和不足1.优势：分析TBM施工方法相比传统施工方法的优势，包括施工速度快、安全性高、对周围环境影响小等。
2.不足：指出TBM施工方法的不足之处，如高成本、维护困难等，为其在实际应用中的考量提供参考。
五、TBM施工方法的发展趋势1.技术改进：介绍TBM施工技术的最新改进，如智能化控制、自动化监测等，展望未来盾构技术的发展方向。
2.项目案例：国内外典型的TBM施工项目案例，包括地铁隧道、水利隧道等，展示TBM施工方法在实际工程中的应用效果与成就。
总结：通过对TBM施工方法的深度解析，我们可以得出结论，TBM施工方法是一种具有较高效率、安全可靠性的地下工程施工方法。
TBM法施工
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
（1）盾构形TBM支承靴 在盾构型TBM中，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。
盾构型支撑靴构造
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
一、概述 根据隧道周围岩石的抗压强度，裂缝 状态，涌水状态等地层岩性条件的实际 状况以及机械构造、直径等的机械条件 以及隧道的断面、长度、位置状况、选 址条件等进行判断。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
TBM工法的研究流程
TBM施工技术
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
五、工程所在地的设施 在TBM法中，因要进行机械的运输、 组装等，故要对隧道所处地点的状况， 给以应有的注意。TBM的运搬计划，要 考虑道路的宽度、高度和重量的限制， 根据组装的条件要充分调查运输时的分 割方法（最小分割尺寸和重量）。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
掘进机（TBM）的基本构成和性能
二、 工程地质条件 在TBM工法中，TBM和掌子面是分离的，故有软 弱层和破碎带时，采用辅助工法很困难。所以，不良 地质的调查，不仅对TBM的选择和施工速度有很大的 影响，对能否采用TBM法也是决定性的因素。 1、影响选用TBM工法的地质因素 （1）隧道地压 很大的地压作用掌子面难于自稳，TBM掘进是极为困 难的。 （2）涌水状态 在涌水地段，在极端的情况下，机体会产生下沉 ， TBM的优点会丧失殆尽。
掘进机(TBM)施工技术
TBM带刀步进施工工法
TBM带刀步进施工工法TBM带刀步进施工工法一、前言TBM带刀步进施工工法是一种常用于隧道施工的工法，通过使用隧道掘进机(TBM)和相应的刀具进行步进式开挖和支护，以实现高效、安全的隧道施工。
本文将详细介绍TBM带刀步进施工工法的工法特点、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、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点TBM带刀步进施工工法具有以下特点：1. 高效：通过使用TBM和刀具，可以实现连续开挖和支护，提高施工效率。
2. 安全：TBM具有自动化操作和监测系统，可以减少人工作业，降低事故风险。
3. 环保：TBM带刀步进施工工法减少了土方运输量和噪音污染。
4. 精确：TBM能够精确控制开挖尺寸和施工质量，保证隧道的准确度和一致性。
三、适应范围TBM带刀步进施工工法适用于以下类型的隧道工程：1. 城市地下交通隧道：适用于地铁、高速公路和铁路隧道等城市交通项目。
2. 水电隧道：适用于水库、发电站和输水隧道等水利工程。
3. 基础工程隧道：适用于地下停车场、地下商业综合体和地下工程等。
4. 矿山隧道：适用于矿井、矿山和煤矿等矿业工程。
5. 其他类型的隧道工程：适用于其他各种类型的隧道工程。
四、工艺原理TBM带刀步进施工工法通过以下工艺原理实现对实际工程的施工：1. 施工工法与实际工程之间的联系：根据实际工程情况，选择TBM带刀步进施工工法作为合适的施工方法。
2. 采取的技术措施：通过使用TBM和刀具，实现对土体的开挖和支护，确保隧道工程的稳定性和安全性。
五、施工工艺TBM带刀步进施工工法的施工工艺包括以下几个阶段：1. 前期准备：设立施工现场、安装TBM和刀具、进行地质勘探和测量工作等。
2. 开挖施工：启动TBM，进行连续开挖，同时进行土体支护。
3. 刀具更换和维护：定期更换刀具和进行TBM的维护工作，确保设备的正常运行。
4. 后期拆除：完成隧道的开挖和支护后，进行后期拆除和整改工作。
tbm施工工艺
tbm施工工艺【TBM 施工工艺】一、引言亲爱的朋友们，今天咱们来聊聊一个很厉害的施工工艺——TBM施工工艺。
可能您之前没怎么听说过，但它在大型工程建设中可发挥着巨大的作用呢！接下来，就让我给您详细讲讲。
二、TBM 施工工艺的历史1. 早期探索其实啊，TBM 施工工艺的历史可以追溯到很久以前。
早在19 世纪，人们就开始尝试使用类似的机械来挖掘隧道。
那时候的技术还很初级，设备也相当简陋，说白了就是个简单的雏形。
比如说，早期的挖掘设备就像是一个巨大的铁钻头，一点点地在山体或者地下硬啃，效率低不说，还经常出故障。
但这却是人类探索地下空间的勇敢尝试。
2. 逐步发展随着工业革命的推进和科技的不断进步，TBM 施工工艺也逐渐发展起来。
20 世纪中叶，TBM 设备开始变得更加复杂和高效。
举个例子，就像我们的手机，从最初的只能打电话发短信，发展到现在能拍照、录像、上网、玩游戏等等，功能越来越强大。
TBM 也是这样，从简单的挖掘，到能够实现更精确的控制、更快速的推进以及应对各种复杂的地质条件。
3. 现代成熟到了现代，TBM 施工工艺已经相当成熟了。
各种先进的技术被应用到 TBM 设备上，使得施工更加安全、高效、精准。
比如说，现在的 TBM 可以通过卫星定位和计算机控制，像有了一双“透视眼”，提前知道前方的地质情况，做好应对准备。
这就好比我们开车有了导航，知道哪里有拥堵、哪里有事故，提前规划路线。
三、TBM 施工工艺的制作过程1. 设计规划在开始制作 TBM 之前，首先得有一个详细的设计规划。
这就好比我们盖房子，得先有个图纸，知道房子要盖多大、什么样式。
设计人员要根据施工的具体要求，比如隧道的长度、直径、地质条件等等，来确定 TBM 的类型、尺寸和各种参数。
2. 零部件制造接下来就是制造零部件啦。
TBM 可是个大家伙，由成千上万个零部件组成。
这些零部件有的像巨大的齿轮，有的像长长的钢梁，都得在工厂里精心制造。
比如说，制造一个巨大的刀盘，就需要用到高精度的机床和先进的焊接技术，确保刀盘坚固耐用，能够在挖掘中“啃”下坚硬的岩石。
TBM 法施工工艺作业指导书
- 297 -TBM 法施工工艺作业指导书概 述一、敞开式TBM开敞式 TB M ，也称支撑式TB M 或撑靴式T BM 。
开敞式TB M 主要适用于岩石整体较完整，有较 好自稳性的中硬岩地层。
在开敞式TB M 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，开敞式TB M 也可应用于软岩隧道。
开敞式TB M 只需要有顶护盾 就可以进行安全施工，如遇有局部不稳定的围岩，由TB M 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；当遇到局部地段特软围岩及破碎带，则TBM 可由所附带的超前钻及灌浆设备，预先固结前方上部周边一圈岩石，待围岩强度达到能自稳后， 然后再进行安全掘进。
采用开敞式TB M 施工，掘进过程可直接观测到洞壁岩性变化，便于地质图 描绘。
采用开敞式TB M 施工时，永久性的衬砌待全线贯通后集中进行。
开敞式T BM 支撑机构撑紧 洞壁以承受向前推进的反作用力及反扭矩；刀盘旋转，推进液压缸推压刀盘，盘形滚刀切入岩石， 在岩石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，连续掘进成洞。
开敞式TB M 主要用在岩石整体性较好、有一定自稳性的围岩的隧 洞，特别是在硬岩、中硬岩掘进中， 强大的支撑系统为 刀盘提供了足够的 推力。
使用开敞式 TB M 施工，可以直接 观测到被开挖的岩 面，从而能方便地对 已开挖的隧道进行地质描述。
由于开挖和支护分开进行，使 图 4.0.1-1 敞开式 T BM 西安安康铁路秦岭隧道全断面掘进机（海瑞克）开敞式TB M 刀盘附近有足够的空间用来安装一些临时、初期支护的设备如圈梁安装器、锚杆钻机、 超前钻机、喷射混凝土设备等。
如遇有局部不稳定的围岩，可以在T BM 刀盘后进行临时支护，如打锚杆、喷混凝土、加钢筋 网、圈梁，以保持洞壁稳定； 或钻超前孔并进行灌浆以固 结前方围岩然后再掘进。
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施工与常规钻爆法施工比较1
横江某电站引水隧洞TBM施工与常规钻爆法施工方案比较受伊力集团横江发电有限公司委托，四川省水利电力工程局一行人员到甘肃引洮一期供水工程总干渠9#洞、青海引大济湟工程调水总干渠1#洞进行了硬岩全断面掘进机(简称TBM)施工考察。
根据实地考察结果，结合横江流域实际情况编制了TBM施工与常规钻爆法施工进行简单比较,本比较仅作参考，若需进一步论证，需请专业咨询公司或设计院做比较方案。
一、横江某电站引水隧洞工程情况横江某电站位于云南省昭通市境内，为引水式电站，电站水头约70m，引水隧洞总长16000m，开挖半径R=5.64m（S=100 m2）,由于该电站引水隧洞轴线靠近内昆铁路、水麻高速公路，且埋深厚度基本在300m以上，处于陡峭的峡谷中，施工条件受限。
本引水隧洞石方洞挖约160万m3，围岩类别暂按Ⅲ类9.6 km（60%）、Ⅳ4.0km（25%）、Ⅴ类2.4 km（15%）考虑，本比较方案没有考虑围岩类别变化引起的洞挖半径及砼衬砌的变化。
二、施工方案1、TBM法施工（双护盾）采用双护盾、单护盾TBM施工，内燃机车有轨出渣，洞外二次转运1km。
TBM开挖直径为 11.28m, 采用C40预制管片进行衬砌，管片钢筋按110kg/m3计算，安装好后管片外围与刀具切割的围岩面空隙15cm，空隙采用豆砾石及灌浆充填，强度不得低于C15。
管片采用预制六边形，厚度35cm，管片外弧半径5.49m，内弧半径5.14 m，环宽1.6m，每环共6块，预制成品每块重7.79t。
管片之间采用导向杆及定位销连接，管缝之间设置微膨胀止水条。
2、常规钻爆法施工采用风钻造孔，光面爆破，装载机或挖掘机装自卸汽车运至洞外弃渣场。
因主洞长16km，在施工时考虑4个支洞(平均每个支洞长800m)，加进出口共10个工作面，每个工作面平均掘进1.6km。
支洞为城门洞型，成洞宽4.8m，高6.0m，洞身采用临时支护。
主洞洞身砼衬砌采用标号C25砼、钢模台车上半弧240度范围内衬砌，待掘进完成后进行下半弧120度衬砌。
不良地质洞段TBM施工方法
不良地质洞段TBM施工方法由于TBM设备庞大，对地质条件适应性没有钻爆法那样灵活,在没有预警的情况下遇到不良地质条件时,TBM掘进受到的影响远大于钻爆法开挖，往往导致掘进速度缓慢、效率低下以及工期拖延。
如果处理不当,甚至会带来灾难性的后果。
要根据TMB自身特点和工程地质条件采取相应的施工步骤及处理措施，以保证安全、顺利地通过不良地质地段。
1、超前地质探测根据前期勘探以及几个辅助洞的开挖分析表明，隧洞工程区存在地下水、高地应力和岩爆、有害气体、断层破碎带等不良地质问题，特别是涌水是引水隧洞的主要地质问题.TB M施工是一种机械化程度很高的全断面施工技术,若在施工中突遇地质灾害，在无支护之前产生大量塌方、涌水、掉块，使机器被埋、被淹、被卡，将会出现进退两难、难以处理的局面。
为避免事故的发生，除提高勘察精度外，在隧道施工过程中，运用各种先进技术、手段和方法对隧道掌子面前方地质条件进行及时准确地预测,可以提前采取预防措施，避免灾害的发生，保证隧道施工的安全.超前地质预报是勘测设计阶段工程地质工作的延续,结合实际地质状况与设计不一致的部分进行对比,有助于提高地下工程勘测质量，超前预报提供有关隧道前方地质条件的变化信息，从而能够及时指导TB M施工，采取有效措施，安全通过不良区域。
本工程采用b e am系统实时探测方法作为TB M掘进探测主要手段。
2、不良地质段超前处理在TBM施工中对于不良地质洞段采取超前处理，避免揭露之后在后期处理，工程效果明显。
若地质条件复杂，采取单一的超前处理措施不能满足工程需要，则采取多种处理方法进行综合处理。
超前支护包括超前锚杆、超前灌浆等措施进行超前处理，遭遇特殊不良地质时,可采取钻爆法绕前处理。
(1)超前锚杆支护超前锚杆主要用于节理裂隙发育,但岩石较完整的洞段。
采用设备L1区配置的钻进设备,向掌子面前方钻设超前锚杆，形成对前方围岩掌子面外围的围岩支护，并对前方围岩进行灌浆固结，形成锚固圈保护下的掘进作业。
TBM施工方法范文
TBM施工方法范文TBM（Tunnel Boring Machine）是一种用于隧道施工的机械设备，它能够在地下挖掘并推进隧道。
TBM施工方法是一种高效、快速、安全的隧道施工方法，已经被广泛应用于世界各地的隧道工程中。
首先是预施工准备。
在TBM施工开始之前，需要进行详细的现场勘察和测量，确定隧道的位置和形状，并制定相应的施工方案。
同时，还需要对TBM设备和相关设施进行检查和修复，确保其能够正常工作。
接下来是开挖施工。
TBM会在地下进行持续的推进和挖掘工作，通过刀盘上的刀具来切割土层，并将挖掘出的土方通过螺旋输送机或皮带输送机运送到隧道出口。
为了降低地下水位和增加稳定性，在开挖过程中还需要使用泵站来排水和控制地下水位。
涵洞和支护施工是为了保证隧道的稳定和安全。
在TBM推进过程中，崩落、冒水和地质变形是常见的问题，因此需要对隧道进行涵洞和支护。
这通常包括设置钢筋混凝土衬砌、喷射混凝土、锚杆支护、注浆和固结等工程措施。
推进和安装衬砌是TBM施工的核心步骤。
TBM设备会一边开挖，一边推进，随着推进的进行，会逐渐安装衬砌来加固隧道。
衬砌通常由预制的混凝土节段组成，TBM会将节段一个个安装到挖掘出的隧道中，并用螺栓进行固定。
设备维护和回收是为了保证TBM设备的长期运行和维护。
TBM在施工过程中需要进行定期的维护和检修，以保持其稳定的工作和性能。
一旦隧道开挖完成，TBM设备需要进行回收和拆除，同时还需要对现场进行清理和修复。
总结起来，TBM施工方法是一种高效、快速、安全的隧道施工方法。
通过预施工准备、开挖施工、涵洞和支护施工、推进和安装衬砌、设备维护和回收等步骤，TBM能够有效地完成隧道施工任务，并大大缩短施工周期和提高施工效率。
随着技术的不断改进和发展，TBM施工方法将在更多的隧道工程中得到应用。
第11章 TBM法施工技术
11.2 TBM的分类
隧道掘进机的分类 按岩石的破碎方式分类：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 按刀具旋转方式分类：分为单轴旋转式与多轴旋转式 两种。 按切削方式分类：分为全断面切削方式和部分断面切 削方式两类。部分断面切削方式是挖掘煤炭用的机械 在隧道挖掘施工上的应用；全断面切削方式开挖的断 面一般是圆形的。 全断面隧道掘进机：支撑式TBM；护盾式TBM ；扩孔 式TBM ；摇臂式TBM。
• 转动与摆动这两种运动的合成使刀具以空间螺旋形轨迹破 碎岩石，可掘进圆形或带圆角的矩形隧洞断面。
• 适用于：开挖岩石较软的隧洞。
TBM法隧道结构
11.3 TBM的构造
TBM的基本构成要素可以分为：开挖部、反力 支撑靴部、推进部和排土部。
11.3.1 开挖部
பைடு நூலகம்
TBM目前使用的刀具主要是圆盘形滚刀。
自动化、信息化程度高。
TBM法隧道结构
11.1 概述
2) TBM法的优缺点
(2) TBM法的缺点
地质适应性较差；
不适宜中短距离隧道的施工；
断面适应性较差；
运输困难，对施工场地有特殊要求；
设备购置及使用成本大。
TBM法隧道结构
11.1 概述
3) TBM与盾构机的区别
1) 适用的工程不一样，TBM用于硬岩，盾构机用于土 层的挖掘。 2) 两者的掘进，平衡，支护系统都不一样。 3) TBM比盾构技术更先进，更复杂。 4) 工作的环境也不一样，TBM是硬岩掘进机，一般用 在山岭隧道或大型引水工程，盾构是软土类掘进机， 主要是城市地铁，及小型管道。 其实，TBM和盾构机除了这些本质的差别外，笼统的 来说，都是一样，都是隧道全断面掘进机。只是不同 的工作环境应用不用的机械罢了。
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掘进机（TBM）的基本构成和性能
二、 工程地质条件 在TBM工法中，TBM和掌子面是分离的，故有软 弱层和破碎带时，采用辅助工法很困难。所以，不良 地质的调查，不仅对TBM的选择和施工速度有很大的 影响，对能否采用TBM法也是决定性的因素。 1、影响选用TBM工法的地质因素 （1）隧道地压 很大的地压作用掌子面难于自稳，TBM掘进是极为困 难的。 （2）涌水状态 在涌水地段，在极端的情况下，机体会产生下沉 ， TBM的优点会丧失殆尽。
5）导坑和扩挖型TBM 开挖大口径隧道的方法，首先是用导坑TBM开 挖小断面的导坑，以此为前导，用扩挖型TBM 扩挖隧道。组成如下图。
扩挖TBM
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
3、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。
（2）周边支持型和中央主轴型刀盘 周边支持型刀盘：是由圆筒状的筒体和主机架构 成，采用大口径轴承。后背部设有开口很大的 周边支持结构。开挖石碴由设在刀盘前面和外 周面的缝隙处理。施工时，通过把主机架作为 料斗提升，将石碴送到排土装置中。 中央主轴型刀盘：是一个圆板构造体，在其中心 处设主轴，用小口径的轴承来支持。滚刀配置 在圆板上。出碴是利用设在刀盘外周部的刮板 从下部收集，而后用外周部的料斗由上部送到 排土装置中。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
2、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3.0～5.0 MPa。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。
TBM施工技术
岩石隧道掘进机（TBM）法概述
二、岩石隧道掘进机的分类 按岩石的破碎方式分类：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。 按刀具旋转方式分类：分为单轴旋转式与多轴旋转式 两种。 按切削方式分类：分为全断面切削方式和部分断面切 削方式两类。部分断面切削方式是挖掘煤炭用的机械 在隧道挖掘施工上的应用，全断面切削方式开挖的断 面一般是圆形的。 按开挖地层分类：土质隧道掘进机（盾构）和岩石隧 道掘进机（TBM）
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
四、 开挖长度 TBM进入现场后，一般要经过运输、组装的过 程。根据TBM的直径和形式、运输途径、组装 基地的状况等，要准备1~2个月。其次，TBM 的后续设备长100~200m，为正规地进行掘进， 也要先修筑一段长200m左右的隧道。所以， 隧道长度短时，包括机械购置费在内的成本是 很高的，是不经济的。 当隧道长度在1000m以下时，固定费的成本急 剧增大，到3000m左右时，成本大致是一定的。 因此，如果单纯的比较，TBM适宜的长度最好 是3000m以上。
TBM施工技术
岩石隧道掘进机（TBM）法概述
2、TBM法的缺点 适应性较差：对多变的地质条件(断层、破碎 带、挤压带、涌水及坚硬岩石等)的适应性较 差。近年来采用了盾构外壳保护型的掘进机， 施工既可以在软弱和多变的地层中掘进又能在 中硬岩层中开挖施工。 经济性问题：掘进机结构复杂，对材料、零部 件的耐久性要求高。制造的价格较高。难用于 短隧道。 开挖不同断面问题：施工途中不能改变开挖直 径。断面的大小、形状变更难，在应用上受到 一定的制约。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
一、概述 根据隧道周围岩石的抗压强度，裂缝 状态，涌水状态等地层岩性条件的实际 状况以及机械构造、直径等的机械条件 以及隧道的断面、长度、位置状况、选 址条件等进行判断。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
TBM工法的研究流程
TBM施工技术
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。 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。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
（1）盾构形TBM支承靴 在盾构型TBM中，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。
盾构型支撑靴构造
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
（2）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。
掘进机（TBM）的基本构成和性能
刀头开挖方法的差异
滚刀的构造
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
（3）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。 1）球面和平面刀盘 如图示
刀头轮廓
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
（2）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， 材质也改为镍铬钼合金钢系。 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。
TBM施工技术
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
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掘进机（TBM）的基本构成和性能
4、排土方式 （1）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。
（2）喷射泵
液体进行输送。由喷射泵开路，掌子面可以开放。有涌水 时，该方法也极为有效。但排土效率低，只用于小口径的 TBM中。
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掘进机（TBM）的基本构成和性能
一、TBM工法的基本构成 大体上可分为以下开挖部、反力支撑部、 推进部和排土部几个部分。 1、开挖部 （1）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。
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掘进机（TBM）的基本构成和性能
五、工程所在地的设施 在TBM法中，因要进行机械的运输、 组装等，故要对隧道所处地点的状况， 给以应有的注意。TBM的运搬计划，要 考虑道路的宽度、高度和重量的限制， 根据组装的条件要充分调查运输时的分 割方法（最小分割尺寸和重量）。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
2、影响TBM效率的地质因素 主要有岩石强度、硬度及裂隙等。这些 因素对TBM切削岩石的能力影响极大。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
三、 机械条件 TBM不仅受到地质条件的约束，还受到开挖直 径、开挖机构的约束。 一般说在硬岩中，大直径的开挖是很困难的。 日本的实绩是最大直径5m前后。理由是：目前 的TBM大都是单轴回转式的，开挖直径越大， 刀头的内周和外周的周速差越大，对刀头产生 种种不良影响。此外，随着开挖直径的增大， 要增大推力，支撑靴也要增大。会出现运送上 的困难和承载力问题。 此外，挖掘机械是采用压碎方式还是切削方 式，对实际应用的适用范围也有差别。
TBM施工技术
掘进机（TBM）法的附属设施
一、TBM的附属设施 包括与TBM本体接续的在洞内配置的后续 设备和在整个洞内布设的设备以及洞外 的设备。 二、TBM附属设施的设置原则 是根据TBM流程（作业计划和内容），选 定与之配合的必要设备。因此，要充分 研究作业计划和必要的功能，再来选择 有效率的各项设备。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
3）盾构型TBM 开放型盾构型TBM的刀盘都是穹型的（呈 拱形）。分前后筒体间可伸缩的2筒式结 构和前中筒间及中后筒间用可活动铰结 合的筒式结构两种。 4）斜井用TBM 斜井使用的TBM基本上与在水平坑道中使 用的TBM一样。
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掘进机（TBM）的基本构成和性能
TBM施工技术
岩石隧道掘进机（TBM）法概述
三、TBM法的优缺点 1、TBM法的优点 掘进效率高：连续作业，能保证破岩、出碴、支护一 条龙作业。特别在稳定的围岩中长距离施工时，尤其 明显。 开挖施工质量好：超挖量少，内壁光滑，不存在凹凸 现象，减少支护工程量，降低工程费用。 对岩石的扰动小：改善开挖面的施工条件。周围岩层 稳定性较好，保证了施工人员的健康和安全。 施工安全：TBM可在防护棚内进行刀具的更换，密闭 式操纵室和高性能的集尘机的采用，使安全性和作业 环境有了较大的改善。
TBM施工技术
掘进机（TBM）的基本构成和性能
TBM的掘进速度可按下式计算：
L Tsh t sh 工作效率 ＝ 纯掘进时间 刀头更换时间 辅助作业时间 1.67 2 tc D1.75 t 1 n. pe . pe