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1、試論TBM在鐵路隧道施工中的應(yīng)用摘要：TBM作為新型的集掘進(jìn)、鉆進(jìn)和支護(hù)為一體的新型系統(tǒng)數(shù)字化隧道挖掘機(jī)，相對傳統(tǒng)的挖掘技術(shù)更加準(zhǔn)確便利，已被廣泛應(yīng)用丁交通、水利水電、市政、礦山開采和國防等工程屮。TBM巖石挖掘速度是傳統(tǒng)常規(guī)鉆爆法的4?10倍，施工速度快，方便快捷，經(jīng)濟(jì)安全，能夠有效地節(jié)省工時和建造成本，極大地提高了施工單位的經(jīng)濟(jì)效益，同時TBM推廣對我國的鐵路建設(shè)有著重要的意義。文章對TBM在鐵路隧道施工中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，分析了TBM的優(yōu)缺點(diǎn)，旨在為TBM在鐵路隧道施工的推廣使用提供參考意見
2、。關(guān)鍵詞：TBM；數(shù)字化隧道挖掘機(jī)；鐵路隧道施工；系統(tǒng)信息化中圖分類號：U455文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374(2013)08-0037-02TBM主要采用回轉(zhuǎn)刀進(jìn)行挖掘，同時對洞內(nèi)的圍巖進(jìn)行破碎和掘進(jìn)，是鐵路隧道施工的一種先進(jìn)的施工設(shè)備；它利用信息、遙控、電子和遙測等先進(jìn)的技術(shù)對整個施工作業(yè)進(jìn)行監(jiān)測和指導(dǎo)，保持挖掘的最佳狀態(tài)。在國內(nèi)鐵路建設(shè)和城市地鐵施工中普遍使用，目前常見的TBM挖掘機(jī)主要有全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)和臂架式鉆進(jìn)機(jī)械。1TBM的分類和適用地質(zhì)根據(jù)TBM的適用地質(zhì)，將TBM分為
3、兩種：(1)巖石掘進(jìn)機(jī)又叫做硬巖TBM,對于巖石堅硬、巖石厚度大、深度較人的地形，這種機(jī)器能夠有效地破巖，保證施工的安全順利和高效完成。硬巖TBM主要用于一些山嶺隧道的挖掘，挖掘速度快，有效地減少了工時和勞動力，同時對環(huán)境的破壞較小，是鐵路施工時常用的機(jī)械。硬巖TBM乂分為護(hù)盾式TBM和敞開式TBM。敞開式TBM配置噴錨和鋼拱架安裝器等設(shè)備，同時可以用于軟巖石的開掘。單護(hù)盾錨多用于地質(zhì)惡劣的隧道施工中，掘進(jìn)能力強(qiáng)，但是施工進(jìn)度慢。雙護(hù)盾TBM同敞開式TBM—樣，可以運(yùn)用于軟硬巖石的開采。硬巖TBM
4、的三種形式的相互配合可以保證鐵路隧道施工的順利進(jìn)行。（2）TBM還有一種主耍用于城市建設(shè)的軟巖硬巖TBM,這種機(jī)器主耍用于城市地鐵等基礎(chǔ)建設(shè)屮。1TBM的施工組織要求TBM制作周期長，需要一年左右的時間，同時機(jī)械造價成本高，因此施工單位在進(jìn)行施工之前，應(yīng)該提前進(jìn)行TBM的采購和準(zhǔn)備工作，保證施工的順利進(jìn)行，有計劃地進(jìn)行施工。TBM對不同的地質(zhì)有著不同的施工特點(diǎn)，因此，在進(jìn)行TBM的采購時要對地形進(jìn)行詳細(xì)的勘察，合理選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)械，對機(jī)械配套的設(shè)備的型號和性能也要合理選擇，保證TBM建造能夠適應(yīng)工程
5、需要。TBM施工不同于傳統(tǒng)的施工，這就要求施工單位在使用前做好準(zhǔn)備工作，保證施工的順利進(jìn)行。TBM供電要采用10kV的高壓變壓器，其余施工設(shè)備電力需耍由低壓變壓器提供，對施工線路進(jìn)行提前架設(shè),保證施工用電的良好，保證TBM工作屮的充足供電。TBM機(jī)體較大，施工單位必須做好運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)備工作，對所需的道路、橋梁等提前勘察，保證機(jī)器順利安全到達(dá)施工現(xiàn)場，同時做好TBM的安裝、調(diào)試等掘進(jìn)前準(zhǔn)備工作,機(jī)械的組裝需耍與施工現(xiàn)場需耍相符合，科學(xué)組裝配套裝備，保證TBM性能的發(fā)揮。TBM操作需要較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)，施工
6、單位要引進(jìn)培訓(xùn)專業(yè)的施工人員，保證機(jī)械的安全高效操作，滿足施工的要求。這些問題在采購TBM的時候就需耍施工單位同步進(jìn)行，避免耽擱工程時間。1TBM相較傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)的施工優(yōu)勢TBM相較傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)主要有以下優(yōu)勢：3.1高效TBM集多種先進(jìn)的挖掘和控制技術(shù)于一身，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械的連續(xù)工作，同時完成破巖、掘進(jìn)、出渣和支護(hù)等施工作業(yè)，施工一體化，掘進(jìn)速度快,減少時間的浪費(fèi)，同時TBM的掘進(jìn)速度是傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)的4?10倍，能夠有效地節(jié)省工期，提高了施工方的經(jīng)濟(jì)效益，TBM在挖掘時所需作業(yè)人員較少，節(jié)省了勞動力使用產(chǎn)生
7、的成本，同時也降低了施工中資源的消耗。3.2優(yōu)質(zhì)傳統(tǒng)的掘進(jìn)機(jī)工作需要爆破工作的支持，造成巖洞和周圍巖層的震動，巖洞遭到破壞，TBM機(jī)掘進(jìn)時無需爆破，避免對巖洞的破壞，保證洞壁的光滑完整。3.3安全環(huán)保TBM施工過程中，無爆破施工，降低了爆破意外事故的發(fā)生，施工人員的安全得到了保證，也避免了爆破對環(huán)境造成的污染，対生態(tài)環(huán)境的破壞大大減少，水土流失現(xiàn)象明顯減少。同時改善了洞內(nèi)環(huán)境和施工環(huán)境，減少了施工人員的作業(yè)量，降低了作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度。3.4系統(tǒng)信息化TBM采用測量、傳感器、超前地質(zhì)探測、傳感器、
8、計算機(jī)控制和激光導(dǎo)向籌計算機(jī)系統(tǒng)，隧道施工作業(yè)實(shí)現(xiàn)了氣、光、液、電等的一體化，實(shí)現(xiàn)了信息化和自動化施工。1TBM施工存在的缺陷TBM雖然有著以上優(yōu)勢，但是由于受到地質(zhì)的限制和自身缺陷，有著明顯的施工缺陷：4.1TBM體積大,配套設(shè)施多TBM體積大，配套設(shè)施多，總重量達(dá)數(shù)千噸，體積龐大，運(yùn)輸難度較大，機(jī)械制作周期長，因此施工方不能隨時進(jìn)行施工，對鐵路隧道施工造成了一定的限制。為了保證TMB的安全順利運(yùn)達(dá)施工地，企業(yè)需要對沿途的道路進(jìn)行勘察和準(zhǔn)備。TBM成本較高，要求施工單位必須有一定
