敞开式TBM简介
2.1、敞开式TBM的概念
TBM全称全断面岩石隧道掘进机,是以岩石地层为掘进对象的隧道施工装备。
全断面硬岩掘进机简称TBM,是集掘进、出渣、导向、支护、通风防尘等多功能为一体的大型隧洞掘进设备,能同时进行掘进、支护、出渣等施工工序并连续作业,具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点,可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌长隧洞快速施工。
TBM主要由刀盘、主驱动系统、护盾、推进及支撑系统、后支撑、主机皮带输送机、辅助支护系统等部分组成。主机是TBM系统的核心部分,完成主要掘进和部分支护工作。后配套系统通过设备桥与主机相连,由一系列相连的钢结构台车组成,用于布置液压动力系统、供电和控制系统、供排水系统、通风除尘系统、出渣系统、支护系统等。
2.2、敞开式TBM的结构及工作原理
敞开式TBM的概况及结构组成
敞开式TBM的破岩原理
硬岩掘进机使用盘形滚刀,将刀圈的刀刃挤压楔入岩体进行破岩,其破岩形式属于楔入式碾压破碎。刀尖前的岩石被压碎,碾成细小的岩粉,而刀尖两侧的岩体被剥成一块块的渣片。
2.3、TBM的施工优点
快速:TBM是一种集机、电、液压、传感、信息技术于一体的隧道施工成套设备,可以实现连续掘进,能同时完成破岩、出渣、支护等作业,实现了工厂化施工,掘进速度较快,效率较高;
优质:TBM采用滚刀进行破岩,避免了爆破作业,成洞周围岩层不会受爆破振动而破坏,洞壁完整光滑,超挖量少;
高效:TBM施工速度快,缩短了工期,较大的提高了经济效益和社会效益;同时由于超挖量小,节省了大量衬砌费用。TBM施工作业人员少,降低了劳动强度,提高了机械化水平;
安全:用TBM施工,改善作业人员的洞内劳动条件,减轻了体力劳动,避免爆破施工可能造成人员的伤亡,事故大大减少;
环保:TBM施工不用炸药爆破,施工现场环境污染小;TBM施工减少了长大隧道的铺助导坑数量,保护了生态环境,有利于环境保护;
自动化、信息化程度高:TBM采用了计算机控制、传感、信息技术于一体的隧道施工成套设备,具有自动化程度高的优点。TBM具有施工数据采集功能,TBM姿态管理功能,施工数据管理功能,施工数据实时远传功能,实现信息化施工。
三、工作流程
3.1、TBM施工全过程
TBM进场组装调试→TBM步进→TBM掘进→TBM过3#竖井→TBM再掘进→TBM贯通→TBM拆解吊出退场。