隧道掘进机TBM施工概述培训课件(ppt 95页)
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隧 道
②
引黄入晋总干6、7、8号与南干4、5、6、7号隧道 [Robbins双护盾TBM,总长122km,最高月进尺1637m/
工
月,日掘进113m/日]
程 ③ 辽宁大伙房引水工程[全长85.32km,3台Φ8.0m开敞式]
④ 新疆大阪输水隧道工程[全长30.68km,德国海瑞克双护盾
TBM]
⑤ 青海引大济湟总干渠工程[德国Wirth双护盾TBM, Φ5.93m,全长19.94km]
9 隧 隧 『章▎隧道掘进机(TBM)
道 工 程
道
施工 工
程
SUIDAOGONGCHENG SUI DAO GONG CHENG
『9.1▎概述 『9.2▎敞开式掘进机基本构造
『9.3▎掘进
『9.4▎衬砌施工 『9.5▎不良地质地段施工 『9.6▎掘进机导坑超前扩挖法
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隧洞最大埋深达1600米。
工期:1998年1月18日开工,1999年8月29日贯通。
最好进尺:日40.5米,月528.1米。
2000年
西安-南京铁路磨沟岭隧道,
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6.112KM TBM: WIRTH,TB880E TBM
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2、双护盾TBM应用
进过程中,方向调整是随时进行的,掘进的轨迹是曲线。
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(2)双水平撑靴掘进机 特点:在机身的前后每侧有两个水平撑靴,故称为双撑靴式。 基本构造: ①主机架的后端与后下支撑连接,推进千斤顶推动主机架及掘进刀盘前进;
隧 ②在掘进中有两对水平撑靴撑紧洞避,因此掘进方向一经定位,只能沿着直 道 线掘进,只有在重新定位后,才能调整方向,所以掘进机轨迹是折线。
最好进尺:日65.6米,月1084
米
2000年
万家寨引黄工程联接段V标7#隧
洞,长13.52KM
隧 TBM:ROBBINS双护盾155274
道 工
型TBM一台
程 直径:4.82m
地质:石灰岩
工期:2000年12月2日开工,
2001年9月27日贯通。
最好进尺:日113.21米,月
1637.52米
2001年9月29日V标7#隧洞贯通
11 重庆地铁一号线[2台Φ6.36m开敞式TBM]
(一)国内TBM应用
1、开敞式硬岩TBM
隧 1997年
道 工
西安-安康铁路秦岭Ⅰ线隧道,隧洞全长18.452公里
程 TBM:两台德国WIRTH的TB880E型开敞式硬岩掘进机
直径:8.8m
地质:混合花岗岩和混合片麻岩,单轴抗压强度98~325Mpa,
三、掘进机的国内外发展现状
TBM施工法始于二十世纪三十年代,限于机械技术水 隧 平,其应用实例甚少。五六十年代随着机械工业与掘进机技 道 术水平的不断提高发展较快。迄今为止,世界上采用TBM施
工
程 工的隧道超过1000座,总长度超过4000km,以逐步成为长大 隧道修建的主要施工方法之一。
国外典型应用——英吉利海峡隧道
(2)双护盾
既能用于软岩、又能用于硬岩。
『 9.2 ▎盾构机构造
(一)开敞式掘进机
隧 适用:硬岩隧道
道
工 1.基本构造
程
组成:掘进刀盘、主机架、撑靴(即千斤顶)、出渣输送机等。 单撑靴式和双撑靴式。
全断面掘进机
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隧 道 工 程
全断面掘进机
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道 工
EPB,同时还研制了3台EPB。
程 主要工程:
上海地铁I、II、III号线;
广州地铁I、II、III号线;
北京地铁V号线;
南京地铁I号线
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首台国产地铁盾构机先行号
(二)国外TBM发展
世界最大的TBM-直径14.2米混合盾构
隧 道 工 程
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优点:
隧 1.与钻爆法相比,掘进机法可适用于较差地质条件;
道
工 程
2.掘进速度快,机械化程度高;
3.显著改善施工环境、劳动条件好;
4.围岩扰动小。 最大优点是快速,施工速度为常规钻爆法的3~10倍。 缺点:
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1.一次投资大,主机重量大,运输不方便,安装工作量大; 2.短隧道使用不经济; 3.对地质条件的适用性差。
道 工 程
和刮渣器将石渣送进刀盘正面上 的进渣口,经刀盘内部的导引板
将石渣通过漏斗传送到皮带输送
机上运走。
3.支撑和推进系统
(1)支撑系统~即撑靴
(2)推进系统~推进千斤顶
4.刀盘驱动系统和刀具
(1)刀盘的驱动方式
①电动; ②液压
(2)刀具(滚刀)
易损件。频繁更换刀具,会导致
费用增加,且占有掘进机的工作 时间。
微型TBM: Φ 0.25~3.00m
中型TBM: Φ 3.0~8.0m
巨型TBM: 大于Φ 8.0m
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隧 道
全断面掘进机分类:
工
程
(1)单水平撑靴
1.开敞式:
适用于硬岩隧道。
(2)双水平撑靴
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2.护盾式: (1)单护盾
(1)单水平撑靴掘进机
特点:在机身的水平方向每侧只设置了一个水平撑靴,故称为单撑靴式。
基本构造:
①主梁和掘进刀盘支架是掘进机的构架,为所用其它构件提供安装支点;
隧
道 ②掘进刀盘的四周安装了刀盘护盾,利用可调试顶盾、侧盾和下支撑保持一种保持一 工 种浮动支撑,从而保证了切削刀盘的稳定; 程 ③主梁上安装推力千斤顶和支撑系统。由于每侧只采用了一个水平撑靴,因此它在掘
隧 道 工 程
上海地铁隧道运用盾构机进行施工
『 9.1 ▎概述
隧 隧道掘进机法:不采用爆破方法,而是采用专门的大型掘进机
道
工 程
开挖隧道的方法。有的适用于软弱不稳定地层,称为(机械化)
盾构,目前盾构在我国的交通隧道施工中,一般还只用于城市
地铁施工。有的适用于坚硬岩石地层,习惯上所说的隧道掘进
机就是指这类岩石掘进机(Tunnel Boring Machine),简称TBM。
五、掘进机的类型
山岭隧道掘进机分全断面掘进机、臂式掘进机。
隧
道 工
Байду номын сангаас
开敞式TBM:配置钢拱架安装器与喷锚等辅助设备。常
程 用于硬岩,采取有效支护手段后也可应用于软岩隧道。
双护盾TBM:适用于各种地质,既能适应软岩,也能适
应硬岩或软硬岩交互地层。
单护盾TBM:常用于劣质地层。单护盾TBM推进时利用
管片作支撑,其原理类似于盾构。与双护盾TBM相比, 掘进与安装管片不能同时进行。
程
1818年英国布鲁诺(Brunel)受蛀虫钻孔启示,最早提出盾 构雏形与施工方法。
1846年意大利人Maus发明隧道掘进机(盾构)。
1851年美国人查理士·威尔逊研制出TBM试用于花岗岩掘 进未获成功。
1881年波蒙特开发出压缩空气式TBM,成功用于英吉利 海峡隧道直径2.1m的勘探导坑。
隧 微型TBM
道 工 程
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双圆或三圆TBM
隧 道 工 程
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母子盾构TBM
隧 道 工 程
椭圆型断面TBM
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矩形断面TBM
隧 道 工 程
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四、掘进机的施工特点:
美国贾瓦(Jarva)公司
德国海瑞克(Herrenknecht)公司
加拿大拉瓦特(Lovat)公司
日本三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)
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加拿大拉罗威特LOVAT公司
1992年成立,专长生产盾构TBM。
隧 共生产了200台盾构TBM,掘进长度1000KM。
① 云南西洱河水电站引水隧道
② 引滦入津新王庄隧道陡河电站的引水隧道
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③ 引大入秦总干渠38号隧道
④ 北京落坡岭水电工程
⑤ 贵州猫跳河水电站引水隧道
⑥ 福建龙门滩引水隧道
⑦ 江西萍乡、山西怀仁、山西古交、云南羊场煤矿
国内应用(续)
① 甘肃引大入秦水磨沟输水隧道[Φ5.54m;11649m; Robbins双护盾TBM;最高月进尺1300.8m/月]
1988年
隧 道
引大入秦总干30#A和38#隧洞,
工 程
总长 :16.6KM
TBM:一台美国ROBBINS
1811256型双护TBM
直径:5.54m
地质:砂砾岩,泥质粉砂岩、砂
岩、灰岩、板岩,
抗压强度:26133Mpa.
工期:1991年1月开工,1992年
8月贯通。
最好进尺:日75.2米,月1408米
美国罗宾斯(Robbins)公司1952年研制出第一台软岩TBM, 1956年又成功研制中硬岩TBM。
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第三章 隧道掘进机(TBM)施工
二、国外主要制造商
隧 德国威尔特(Wirth)公司
道
工 程
德国德马克(Dcmag)公司
美国罗宾斯(Robbins)公司
5后部配套设备
掘进机刀盘示意图
隧 道 工 程
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隧 道 工 程
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德国WIRTH公司
1955年成立,专长生产硬岩TBM。 生产了120台硬岩TBM,掘进长度达600KM。
德国海瑞克HERRENKNECTHT AG公司
1977年成立,专长生产盾构TBM。
隧 道
1985年研制出能在地下水位下工作的大直径TBM。
工 程
1988年制造出直径大于10M的混合盾构TBM。
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隧道建成标志着TBM施工技术的最高水平,也是融合 英、美、法、德等国TBM施工技术于一体的最高成就。
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国内应用
国内TBM研发制造始于二十世纪六十年代中期,
隧
道
共生产10余台直径2.5~5.8m的TBM,先后用于下
工
程
列水电与煤矿井巷工程。国产机型月均进尺
20~300m,累计总掘进长度12km。
由2条外径8.6m单线铁路隧道与1条外径5.6m辅助隧道组 成。全长48.5km,海底段长37.5km,隧道最深处在海平面下 100m,全部采用TBM施工。英国侧6台,岸边段3台海底段3 台(单向推进21.2km)。法国侧5台,岸边段2台海底段3台。最 深处需承受10atm水压力,平均月进尺1000m/月。
掘进机包括:
1.机械盾构:适用于软弱不稳定地层;
2.岩石掘进机:适用于坚硬岩石地层。
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一、TBM发展历史简介
隧道掘进机(Tunnel Boring Machine )是一种用机械破碎岩 隧 石、出碴与支护实行连续作业的综合设备,它是由盾构技
道
工 术发展而来的。
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2002年 昆明市掌鸠合引水供水工程I标上,公山隧洞,康乐隧洞总长
21.56KM TBM:ROBBINS双护 TBM一台 直径:3.655m, 地质:泥岩、泥质板岩
3、盾构机应用
1985年以后,我国从日本、法国、德国相继引进了约16台盾
隧 构(EPB和泥水盾构),并与法国的FCB公司合作生产了7台
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⑥ 西康铁路秦岭Ⅰ线隧道[掘进5.621km,Φ8.8m开敞式
TBM]
⑦ 西安南京铁路桃花铺1号隧道[掘进7.23km,机型同上]
⑧ 西安南京铁路磨沟岭隧道[掘进6.11km,机型同上]
⑨ 南疆铁路吐库二线中天山隧道[机型同上]
⑩ 兰渝铁路西秦岭隧道[Φ10.23mRobbins开敞式TBM]
工 程
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水平撑靴的方式: X型撑靴、T型撑靴等
隧 道 工 程
掘进机双水平撑靴型式
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2.切削刀盘(掘进刀盘)
主要组成:
(1)刀盘~用于安装滚刀
(2)滚刀~用于挤压破碎岩石
隧(3)出渣~用刀盘上的铲斗、铲齿
道 工
日本主要盾构TBM生产厂家
程
日本川琦重工、小松、日立施工机械、三菱重工等公司
专长生产各种盾构TBM。
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美国ROBBINS公司
1951年成立,专长生产硬岩TBM。直径范围2~11.87M。生产 了400多台开敞式硬岩TBM,掘进长度2500KM;生产了35台 双护盾TBM,掘进长度359KM。
1992年1月 引大入秦30A隧洞
1993年
万家寨引黄总干6#、7#、8#
隧 隧洞,
道 工
总长 21.5KM
程 TBM:一台ROBBINS
205277型双护盾TBM
直径:6.125m
地质:灰岩、白云质灰岩
工期:1994年7月17日开工,
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1997年9月6日贯通。
1996年1月10日引黄工程总干8#洞贯通