資源描述：
《隧道掘進機(tbm)施工》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第三章隧道掘進機(TBM)施工主講內(nèi)容：①施工流程②施工技術(shù)要求③施工要點第一節(jié)隧道掘進機法基本概念一、TBM發(fā)展歷史簡介隧道掘進機(TunnelBoringMachine)是一種用機械破碎巖石、出碴與支護實行連續(xù)作業(yè)的綜合設(shè)備，它是由盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展而來的。1818年英國布魯諾(Brunel)受蛀蟲鉆孔啟示，最早提出盾構(gòu)雛形與施工方法。1846年意大利人Maus發(fā)明隧道掘進機(盾構(gòu))。1851年美國人查理士·威爾遜研制出TBM試用于花崗巖掘進未獲成功。1881年波蒙特開發(fā)出壓縮空氣式TBM，成功用于英吉利海峽隧道直徑2.1m的勘探導(dǎo)坑。美國羅賓斯(Robbins)公司1952年研制出第
2、一臺軟巖TBM，1956年又成功研制中硬巖TBM。二、國外主要制造商德國威爾特(Wirth)公司德國德馬克(Dcmag)公司美國羅賓斯(Robbins)公司美國賈瓦(Jarva)公司德國海瑞克(Herrenknecht)公司加拿大拉瓦特(Lovat)公司日本三菱重工(Mitsubishi?Heavy?Industries)三、TBM分類開敞式TBM：配置鋼拱架安裝器與噴錨等輔助設(shè)備。常用于硬巖，采取有效支護手段后也可應(yīng)用于軟巖隧道。雙護盾TBM：適用于各種地質(zhì)，既能適應(yīng)軟巖，也能適應(yīng)硬巖或軟硬巖交互地層。單護盾TBM：常用于劣質(zhì)地層。單護盾TBM推進時利用管片作支撐，其原理類似于盾構(gòu)
3、。與雙護盾TBM相比，掘進與安裝管片不能同時進行。微型TBM：Φ0.25~3.00m中型TBM：Φ3.0~8.0m巨型TBM：大于Φ8.0mSingleShieldTBM①護盾；②液壓推進油缸；③管片；④刀盤；⑤裝渣斗；⑥皮帶輸送機第二章山嶺隧道施工技術(shù)DoubleShieldTBM①可伸縮護盾；②刀盤；③活動支撐鞋；④輔助推進油缸；⑤管片GripperTBM①支撐鞋；②鋼支架舉升器；③錨桿安裝機構(gòu)；④鋼筋網(wǎng)舉升器四、TBM破巖方式與原理TBM破巖方式主要有：擠壓式與切削式擠壓式主要是通過水平推進油缸使刀盤上的滾刀強行壓入巖體，并在刀盤旋轉(zhuǎn)推進過程中聯(lián)合擠壓與剪切作用破碎巖體。滾刀類
4、型：圓盤型、楔齒形、球齒型切削式主要利用巖石抗彎、抗剪強度低(僅為抗壓強度的5~10%)的特點，靠銑削(即剪切)與彎斷破碎巖體。在兩種破巖方式總的破巖體積中，大部分并不是由刀具直接切割下來的，而是由后進刀具剪切破碎的，先形成破碎溝或切削槽是先決條件四、TBM破巖方式與原理(續(xù))圓盤型滾刀破巖原理圓盤型滾刀(圖a)工作壓力50~200kN，巖體表面在刀圈刀尖強集中力作用下破碎而被切人，并形成切入坑(見圖b)。隨著滾刀滾動，在巖面上形成一條條的破碎溝，破碎溝之間巖石AO1O2B受滾刀側(cè)刃擠壓力的作用而剪切破碎。當切入深度h較大時，剪裂面為O1O2(圖c)。四、TBM破巖方式與原理(續(xù))楔
5、齒型與球齒型滾刀破巖原理最初由楔齒尖端在滾刀轉(zhuǎn)動情況下產(chǎn)生切向張力破壞巖石的表面，切人深度為λ。然后由齒尖的楔入力繼續(xù)引起剪切破壞，楔入深度為h。由于各齒環(huán)的齒節(jié)是不同的，因此加大了楔齒的破巖效果。球齒型滾刀的破巖原理與楔齒型滾刀相同，適用于硬巖掘進。四、TBM破巖方式與原理(續(xù))削刀破巖原理削刀在擠壓力Pv和切割力PH作用下，首先在刀尖處形成切碎區(qū)2，隨著刀具的回轉(zhuǎn)運動形成剪力破碎區(qū)3。削刀繼續(xù)回轉(zhuǎn)即在巖壁上留下環(huán)狀切削槽，兩槽之間的巖石在削刀側(cè)向擠壓力R的作用下而剪切破壞。五、單護盾TBM與盾構(gòu)的區(qū)別前者采用皮帶機出碴而盾構(gòu)則采用螺旋輸送機或泥漿泵通過管道出碴；前者不具備平衡掌子
6、面的功能，而盾構(gòu)則采用土壓力或泥水壓力平衡開挖面水土壓力。六、TBM選用①整條隧道地質(zhì)情況均差時采用單護盾TBM；②良好地質(zhì)條件中則采用開敞式TBM；③雙護盾TBM常用于復(fù)雜地層的長隧道開挖，一般適用于中厚埋深、中高強度、地質(zhì)穩(wěn)定性基本良好的隧道，對各種不良地質(zhì)與巖石強度變化有較好適應(yīng)性。七、國內(nèi)外應(yīng)用概況TBM施工法始于二十世紀三十年代，限于機械技術(shù)水平，其應(yīng)用實例甚少。五六十年代隨著機械工業(yè)與掘進機技術(shù)水平的不斷提高發(fā)展較快。迄今為止，世界上采用TBM施工的隧道超過1000座，總長度超過4000km，以逐步成為長大隧道修建的主要施工方法之一。國外典型應(yīng)用——英吉利海峽隧道由2條外
7、徑8.6m單線鐵路隧道與1條外徑5.6m輔助隧道組成。全長48.5km，海底段長37.5km，隧道最深處在海平面下100m，全部采用TBM施工。英國側(cè)6臺，岸邊段3臺海底段3臺(單向推進21.2km)。法國側(cè)5臺，岸邊段2臺海底段3臺。最深處需承受10atm水壓力，平均月進尺1000m/月。隧道建成標志著TBM施工技術(shù)的最高水平，也是融合英、美、法、德等國TBM施工技術(shù)于一體的最高成就。國內(nèi)應(yīng)用國內(nèi)TBM研發(fā)制造始于二十世紀六十年代中期，共生產(chǎn)10余臺直徑
