隧道工程-第10章.pptx

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1、会计学1隧道隧道(sudo)工程工程-第第10章章第一页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术 2.2.隧道隧道(sudo)(sudo)掘进机掘进机械械 隧道掘进隧道掘进(jujn)(jujn)机械，一般分为两种：机械，一般分为两种：（1 1）臂式掘进）臂式掘进(jujn)(jujn)机机(Boom-type Roadheader)(Boom-type Roadheader)；（2 2）全断面隧道掘进）全断面隧道掘进(jujn)(jujn)机，简称机，简称TBMTBM。第2页/共69页第二页，共69页。隧道掘进机隧道掘进机(TunnelBoringMachine)(TunnelB

2、oringMachine)，简称，简称TBMTBM，是利，是利用回转刀具切削破岩及掘进，形成整个隧道断面的一种用回转刀具切削破岩及掘进，形成整个隧道断面的一种(y(yzhn)zhn)新型、先进的隧道施工机械。新型、先进的隧道施工机械。3.3.定定 义义第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第3页/共69页第三页，共69页。臂式掘进机又称为部分断面掘进机，是一种臂式掘进机又称为部分断面掘进机，是一种(yzhn)(yzhn)集切削岩石、集切削岩石、自动行走、装载石碴等多种功能为一体的高效联合作业机械。自动行走、装载石碴等多种功能为一体的高效联合作业机械。3.3.定定 义义第10章 隧道(sudo

3、)掘进机开挖技术第4页/共69页第四页，共69页。(1)(1)在岩石中开挖隧道的在岩石中开挖隧道的TBMTBM通常适用于稳定性良好、中厚埋深、中高强度的岩层中通常适用于稳定性良好、中厚埋深、中高强度的岩层中掘进长大掘进长大(chnd)(chnd)隧道。隧道。(2)(2)在松软地层中掘进隧道的在松软地层中掘进隧道的TBMTBM一般适用于在具有有限压力的地下水位以下基本均质的软弱一般适用于在具有有限压力的地下水位以下基本均质的软弱地层中开挖有限长度的隧道。地层中开挖有限长度的隧道。10.1.2 10.1.2 全断面隧道全断面隧道(sudo)(sudo)掘进掘进机分类机分类第10章 隧道(sudo)

4、掘进机开挖技术 1.1.全断面隧道掘进机分类全断面隧道掘进机分类II（GrandoriGrandori，19961996年）年）第5页/共69页第五页，共69页。目前在国内通常有两种提法：目前在国内通常有两种提法：(1)(1)岩石掘进机岩石掘进机(TBM)(TBM)；(2)(2)盾构机。盾构机。岩石掘进机岩石掘进机(TBM)(TBM)就是就是(jish)(jish)适合硬岩开挖的隧道掘进机，盾构机指适合硬岩开挖的隧道掘进机，盾构机指的是适于在软岩、土中的隧道掘进机。的是适于在软岩、土中的隧道掘进机。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术 2.2.全断面隧道全断面隧道(sudo)(sudo)掘

5、进机的分掘进机的分类类IIII 鉴于学术及现实中称法混乱，造成许多麻烦，有些学者提出采用“硬岩TBM”和“软岩TBM（也即盾构机）”两种来规范。3.3.全断面隧道掘进机的分类全断面隧道掘进机的分类IIIIII第6页/共69页第六页，共69页。(1)(1)安全安全(nqun)(nqun)人员在局部或整体的护盾下工作人员在局部或整体的护盾下工作(2)(2)快速快速常规钻爆法掘进速度的常规钻爆法掘进速度的3 31010倍倍(3)(3)优质优质洞壁光滑美观洞壁光滑美观(4)(4)自动化和机械化程度高（节省劳动力自动化和机械化程度高（节省劳动力经济）经济）(5)(5)围岩扰动小围岩扰动小(6)(6)对环

6、境影响小对环境影响小10.1.3 10.1.3 隧道隧道(sudo)(sudo)掘进机施掘进机施工特点工特点第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术 1.1.优优 点点第7页/共69页第七页，共69页。(1)(1)能耗大能耗大(2)(2)断面单一断面单一(dny)(dny)(3)(3)对岩层变化的适应性差对岩层变化的适应性差(4)(4)一次性购买一次性购买TBMTBM投资高投资高(5)(5)主机重量大，运输不方便，安装工作量大主机重量大，运输不方便，安装工作量大(6)(6)短隧道不能发挥其优越性短隧道不能发挥其优越性(不经济不经济)第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术 2.2.缺缺 点点1

7、0.1.3 10.1.3 隧道隧道(sudo)(sudo)掘进机施工掘进机施工特点特点第8页/共69页第八页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术 1846年TBM由意大利人Maus发明。1851年美国人威尔逊开发了一台TBM，在花岗岩中试用未获 成功。1881年波蒙特开发了压气式TBM，成功应用于英吉利海峡隧 道直径为2.1m的勘探导坑。1952年美国罗宾斯公司研制了现代意义(yy)上的第1台软岩TBM。1956年美国罗宾斯公司又研制成功中硬岩TBM。从此，TBM 进入快速发展时期。1.1.发展发展(fzhn)(fzhn)历史历史大大事记事记10.1.4 10.1.4 掘进机的

8、应用与发展掘进机的应用与发展第9页/共69页第九页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术2.2.应应 用用国外国外 近年来，国外采用掘进机完成的大型隧道有：(1)英法海底铁路隧道单洞长约50km，使用11台掘进机，工期(gngq)三年多时间；(2)瑞士费尔艾那隧道长19km，其中约9.5km采用掘进机施工；(3)瑞士穿越阿尔卑斯山新圣哥达铁路隧道长达57km；(4)美国芝加哥TARP工程排水隧道大约40多km，全部采用 掘进机施工。第10页/共69页第十页，共69页。(1)1970(1)1970年代末，甘肃引大入秦和山西万家寨引水工程年代末，甘肃引大入秦和山西万家寨引水工程采用掘

9、进机获得成功采用掘进机获得成功(意大利意大利CMCCMC公司承包公司承包)。(2)1998.1(2)1998.11999.81999.8，西康铁路秦岭特长隧道，西康铁路秦岭特长隧道引入德引入德国国WirthWirth公司公司TB880ETB880E型掘进机，进行长型掘进机，进行长18.5km18.5km，直径，直径(zhjng)8.8m(zhjng)8.8m的的I I线隧道施工，平均掘进速度为线隧道施工，平均掘进速度为313.7313.7/月。月。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术3.3.应应 用用国内国内第11页/共69页第十一页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术4.

10、4.国外掘进机的发展国外掘进机的发展(fzhn)(fzhn)技术水平技术水平 开挖直径范围为1.8-11.87m；可在抗压强度360MPa的岩体中掘进80-100m2大断面隧道，平均掘进速度350-400m/月；能开挖45的斜井；盘形滚刀的最大直径达483mm，其承载能力达312kN；刀具 的寿命(shumng)达300500m；单台掘进机的最大总进尺已超过40km。第12页/共69页第十二页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术5.5.世界世界(shji)(shji)上著名的岩石掘进机制上著名的岩石掘进机制造厂商造厂商 美 国：罗宾斯(obbins)公司(n s)(已归属阿特拉

11、斯公司(n s)佳瓦(Jarva)公司(n s)德 国：维尔特(Wirth)公司(n s)海瑞克(Herrenknecht)公司(n s)瑞 典：阿特拉斯.科普柯(Atlas.Copco)公司(n s)加拿大：拉瓦特(Lovat)公司(n s)日 本：川崎(Kawasaki)公司(n s)三菱(Mitsubishi)公司(n s)日立(Hitachi)公司(n s)第13页/共69页第十三页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术10.2 掘进机的类型(lixng)与构造隧道掘进机(岩石)全断面掘进机开敞式悬臂式掘进机护盾式单臂式多臂式单撑靴式双撑靴式单护盾式双护盾式 掘进机的类型

12、掘进机的类型(lixng)(lixng)第14页/共69页第十四页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术10.2.1 10.2.1 全断面全断面(dun(dun min)min)掘进机掘进机 适合于软岩隧道；顶推反力利用(lyng)尾部安装的衬砌管片。适合于硬岩隧道；顶推反力与刀盘扭矩力依靠围岩坚硬壁面提供；(1)开敞式掘进机(2)护盾式掘进机第15页/共69页第十五页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术开敞开敞(ki chn)式隧道掘进机式隧道掘进机第16页/共69页第十六页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术中铁隧道局研发中铁隧道局研发(yn

13、f)的开敞式隧道掘的开敞式隧道掘进机进机型型 号：号：TB880E开开 挖挖 直直 径：径：8.8米米掘掘 进进 速速 度：度：3.5m/h西康铁路秦岭隧道西康铁路秦岭隧道西安西安-南京南京(nn jn)线磨沟线磨沟岭隧道岭隧道 最高月进度：最高月进度：574米（磨沟岭隧道）米（磨沟岭隧道）最高日进度：最高日进度：41.3米（磨沟岭隧道）米（磨沟岭隧道）第17页/共69页第十七页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术开敞开敞(ki chn)式式隧道掘进机隧道掘进机第18页/共69页第十八页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术开敞开敞(ki chn)式隧道掘进机式隧

14、道掘进机第19页/共69页第十九页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术开敞开敞(ki chn)式式隧道掘进机隧道掘进机第20页/共69页第二十页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术开敞开敞(ki chn)式隧道掘进机式隧道掘进机第21页/共69页第二十一页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术开敞开敞(ki chn)式式隧道掘进机隧道掘进机第22页/共69页第二十二页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术开敞开敞(ki chn)式隧道掘进机式隧道掘进机第23页/共69页第二十三页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术开敞

15、开敞(ki chn)式式隧道掘进机隧道掘进机第24页/共69页第二十四页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术开敞开敞(ki chn)式掘进机模型式掘进机模型第25页/共69页第二十五页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术护盾式隧道护盾式隧道(sudo)掘进机掘进机第26页/共69页第二十六页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术10.2.1.1 10.2.1.1 开敞开敞(ki(ki chn)chn)式掘进机式掘进机开敞(ki chn)式掘进机基本有两种型式：单撑靴式、双撑靴式。第27页/共69页第二十七页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki

16、 w)技术第28页/共69页第二十八页，共69页。刀座刀座刀座刀座 吊耳吊耳吊耳吊耳 人工检查用脚踏点和把手人工检查用脚踏点和把手人工检查用脚踏点和把手人工检查用脚踏点和把手 周边铲斗，可更换周边铲斗，可更换周边铲斗，可更换周边铲斗，可更换(gnhun)(gnhun)(gnhun)(gnhun)铲齿或铲碴板铲齿或铲碴板铲齿或铲碴板铲齿或铲碴板 带防护罩喷水孔带防护罩喷水孔带防护罩喷水孔带防护罩喷水孔 人孔通道人孔通道人孔通道人孔通道 与刀盘回转轴承相连接的精加工部件及螺栓孔与刀盘回转轴承相连接的精加工部件及螺栓孔与刀盘回转轴承相连接的精加工部件及螺栓孔与刀盘回转轴承相连接的精加工部件及螺栓孔1

17、0.2.1.1 开敞(ki chn)式掘进机构造(1)刀 盘第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术主要构造：刀盘；控制系统，支撑和推进系统；后部配套设备。第29页/共69页第二十九页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第30页/共69页第三十页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术第31页/共69页第三十一页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术第32页/共69页第三十二页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第33页/共69页第三十三页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第34页/共69页第三十四页，共69页。第10

18、章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第35页/共69页第三十五页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术第36页/共69页第三十六页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术 The biggest hard rock tunnel boring machine in the world is set to start work on the Brisbane North-South Bypass Tunnel inDecember 2007.The machine is 250M long,weighs 4000T and is almost 13M in diamete

19、r.第37页/共69页第三十七页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术第38页/共69页第三十八页，共69页。掘进中，刀具受顺刀圈径向和侧向复合压力及刀圈和岩掘进中，刀具受顺刀圈径向和侧向复合压力及刀圈和岩掘进中，刀具受顺刀圈径向和侧向复合压力及刀圈和岩掘进中，刀具受顺刀圈径向和侧向复合压力及刀圈和岩石间摩擦力。石间摩擦力。石间摩擦力。石间摩擦力。在均一完整岩石中，刀具主要受径向压力，而所受侧向在均一完整岩石中，刀具主要受径向压力，而所受侧向在均一完整岩石中，刀具主要受径向压力，而所受侧向在均一完整岩石中，刀具主要受径向压力，而所受侧向力并不大。力并不大。力并不大。力并不大。实际

20、岩石是不均质和有裂纹的，每把滚刀受力不均一。实际岩石是不均质和有裂纹的，每把滚刀受力不均一。实际岩石是不均质和有裂纹的，每把滚刀受力不均一。实际岩石是不均质和有裂纹的，每把滚刀受力不均一。刀具破碎岩石过程，机械能转换成热能，产生大量热能，刀具破碎岩石过程，机械能转换成热能，产生大量热能，刀具破碎岩石过程，机械能转换成热能，产生大量热能，刀具破碎岩石过程，机械能转换成热能，产生大量热能，将降低刀圈寿命，因此须作降温将降低刀圈寿命，因此须作降温将降低刀圈寿命，因此须作降温将降低刀圈寿命，因此须作降温(jing wn)(jing wn)(jing wn)(jing wn)处理。处理。处理。处理。第1

21、0章 隧道(sudo)掘进机开挖技术(2)刀具的力学(l xu)特性第39页/共69页第三十九页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术(3)滚刀(n do)数量的确定 切削刀盘上滚刀平面布置是根据滚刀类型(lixng)和合理刀间距确定的。在一定间距下，刀盘直径与滚刀数量间的关系可以从右图中查验。第40页/共69页第四十页，共69页。(4)支撑(zh chng)和推进系统第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术单撑靴式双撑靴式第41页/共69页第四十一页，共69页。(5)驱动(q dn)系统第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术 刀盘驱动(q dn)方式有两大类：电动和液压。电动

22、又分单速电机、双速电机和调频电机。液压系统 供电系统 运输系统 通风系统 降温、防尘、供水及安全系统 隧道支护设备系统 其它辅助设施(6)后配套设备第42页/共69页第四十二页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术TBM组装(z zhun)图第43页/共69页第四十三页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术TBM组装(z zhun)图第44页/共69页第四十四页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术TBM组装(z zhun)图第45页/共69页第四十五页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术TBM组装(z zhun)图第46页/共69页第

23、四十六页，共69页。(1)单护盾TBM常用于劣质地层。(2)双护盾TBM适用于各种地质，既适应(shyng)软岩，也适应(shyng)硬 岩或软硬岩交互地层。对比：单护盾TBM推进时，要利用管片作为支撑，与双护盾TBM相比，掘进与安装管片两者不能同时进行，速度较慢。10.2.1.2 护盾式掘进机第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第47页/共69页第四十七页，共69页。第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术第48页/共69页第四十八页，共69页。第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第49页/共69页第四十九页，共69页。臂式掘进机又称为部分断面掘进机，是一种集切削岩臂式掘进机又称为部

24、分断面掘进机，是一种集切削岩臂式掘进机又称为部分断面掘进机，是一种集切削岩臂式掘进机又称为部分断面掘进机，是一种集切削岩石、自动行走、装载石、自动行走、装载石、自动行走、装载石、自动行走、装载(zhungzi)(zhungzi)(zhungzi)(zhungzi)石碴等多种功能为一体石碴等多种功能为一体石碴等多种功能为一体石碴等多种功能为一体的高效联合作业机械。的高效联合作业机械。的高效联合作业机械。的高效联合作业机械。10.2.2 10.2.2 臂式掘进机臂式掘进机第10章 隧道(sudo)掘进机开挖技术第50页/共69页第五十页，共69页。臂式掘进机具有效率高、机动性强、对围岩臂式掘进机具

25、有效率高、机动性强、对围岩臂式掘进机具有效率高、机动性强、对围岩臂式掘进机具有效率高、机动性强、对围岩(wi yn)(wi yn)(wi yn)(wi yn)扰动小、扰动小、扰动小、扰动小、超挖量小、安全性高、适应性强，以及费用相对较低等优点。超挖量小、安全性高、适应性强，以及费用相对较低等优点。超挖量小、安全性高、适应性强，以及费用相对较低等优点。超挖量小、安全性高、适应性强，以及费用相对较低等优点。可以适应任意形状的断面；对地质条件的要求较低，适合软岩及中硬岩隧道的掘进；连续掘进，支护可实现平行作业(pngxng zuy)基本投资费用少，约为全断面掘进机的15%左右。中短隧道施工更为适用。

26、壁式掘进机的特点(tdin)第10章 隧道掘进机开挖技术第51页/共69页第五十一页，共69页。臂式掘进机开挖(ki w)与支护平行作业示意图 第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第52页/共69页第五十二页，共69页。臂式掘进机开挖(ki w)作业示意图 第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第53页/共69页第五十三页，共69页。重型(zhngxng)隧道掘进机第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第54页/共69页第五十四页，共69页。臂 式 掘 进 机 切 削(qixio)头 第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第55页/共69页第五十五页，共69页。在掘进时切削刀盘上的滚

27、刀沿岩石开挖在掘进时切削刀盘上的滚刀沿岩石开挖在掘进时切削刀盘上的滚刀沿岩石开挖在掘进时切削刀盘上的滚刀沿岩石开挖面滚动，切削刀盘均匀地对每个滚刀施加压面滚动，切削刀盘均匀地对每个滚刀施加压面滚动，切削刀盘均匀地对每个滚刀施加压面滚动，切削刀盘均匀地对每个滚刀施加压力，形成对岩面的滚动挤压，切削刀盘每转力，形成对岩面的滚动挤压，切削刀盘每转力，形成对岩面的滚动挤压，切削刀盘每转力，形成对岩面的滚动挤压，切削刀盘每转动动动动(zhun dng)(zhun dng)(zhun dng)(zhun dng)一圈，就会贯入岩面一定深一圈，就会贯入岩面一定深一圈，就会贯入岩面一定深一圈，就会贯入岩面一定

28、深度，在滚刀刀刃与岩石接触处，岩石被挤压度，在滚刀刀刃与岩石接触处，岩石被挤压度，在滚刀刀刃与岩石接触处，岩石被挤压度，在滚刀刀刃与岩石接触处，岩石被挤压成粉末，从这个区域开始，裂缝向相邻的切成粉末，从这个区域开始，裂缝向相邻的切成粉末，从这个区域开始，裂缝向相邻的切成粉末，从这个区域开始，裂缝向相邻的切割槽扩展，进而形成片状石碴，从而实现破割槽扩展，进而形成片状石碴，从而实现破割槽扩展，进而形成片状石碴，从而实现破割槽扩展，进而形成片状石碴，从而实现破岩，如右图。岩，如右图。岩，如右图。岩，如右图。10.3 掘进机施工(sh gng)10.3.1 10.3.1 破岩机理破岩机理(j(j l)

29、l)1.机理第10章 隧道掘进机开挖技术第56页/共69页第五十六页，共69页。贯入深度贯入深度贯入深度贯入深度 坚硬和裂隙很少岩石，一般为坚硬和裂隙很少岩石，一般为坚硬和裂隙很少岩石，一般为坚硬和裂隙很少岩石，一般为2.5-3.5mm/2.5-3.5mm/2.5-3.5mm/2.5-3.5mm/转转转转,中中中中等坚硬和裂隙较多岩石中，一般为等坚硬和裂隙较多岩石中，一般为等坚硬和裂隙较多岩石中，一般为等坚硬和裂隙较多岩石中，一般为5-9mm/5-9mm/5-9mm/5-9mm/转。转。转。转。滚刀间距滚刀间距滚刀间距滚刀间距 滚刀间距太大，滚刀产生压力达不到与相邻滚刀间距太大，滚刀产生压力达

30、不到与相邻滚刀间距太大，滚刀产生压力达不到与相邻滚刀间距太大，滚刀产生压力达不到与相邻滚刀的影响范围相接，从而使开挖效率降低。反之滚刀的影响范围相接，从而使开挖效率降低。反之滚刀的影响范围相接，从而使开挖效率降低。反之滚刀的影响范围相接，从而使开挖效率降低。反之(fnzh)(fnzh)(fnzh)(fnzh)，如果刀间距太小，则会浪费设备的功率。如果刀间距太小，则会浪费设备的功率。如果刀间距太小，则会浪费设备的功率。如果刀间距太小，则会浪费设备的功率。岩体的裂隙岩体的裂隙岩体的裂隙岩体的裂隙 掘进机施工不仅要注意岩石抗压强度，还应掘进机施工不仅要注意岩石抗压强度，还应掘进机施工不仅要注意岩石抗

31、压强度，还应掘进机施工不仅要注意岩石抗压强度，还应注意岩石磨蚀性和岩体裂隙程度，当岩体节理裂隙面间距越大注意岩石磨蚀性和岩体裂隙程度，当岩体节理裂隙面间距越大注意岩石磨蚀性和岩体裂隙程度，当岩体节理裂隙面间距越大注意岩石磨蚀性和岩体裂隙程度，当岩体节理裂隙面间距越大时，切割也就会越困难。时，切割也就会越困难。时，切割也就会越困难。时，切割也就会越困难。2.影响(yngxing)因素第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第57页/共69页第五十七页，共69页。10.3.2 10.3.2 掘进掘进(jujn)(jujn)作业作业第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术 开敞式掘进机作业(zuy)

32、循环 第58页/共69页第五十八页，共69页。掘进机开挖隧道掘进机开挖隧道掘进机开挖隧道掘进机开挖隧道(sudo)(sudo)(sudo)(sudo)的高效率源于隧道的高效率源于隧道的高效率源于隧道的高效率源于隧道(sudo)(sudo)(sudo)(sudo)施工施工施工施工的工厂化，但要发挥最佳效益，就必须加强管理。的工厂化，但要发挥最佳效益，就必须加强管理。的工厂化，但要发挥最佳效益，就必须加强管理。的工厂化，但要发挥最佳效益，就必须加强管理。10.3.3 10.3.3 施工施工(sh(sh gng)gng)管理管理1.保证(bozhng)有效作业时间 将整个有效的作业时间作为净掘进时间

33、是不可能的，因为：。在一般地质条件下，掘进机净掘进时间在50%左右是较为理想的。例如，某掘进机工点作业时间分配为：重新支撑3.2%、刀具更换13.8%、检修5.5%、后配套检修6.6%、支护1.7%、工地延误3.8%、其它11.1%、掘进54.3%。第10章 隧道掘进机开挖技术第59页/共69页第五十九页，共69页。2.提高(t go)设备完好率3.合理(hl)选用刀具参数4.保证(bozhng)配件供应5.管理人员对掘进方向的地质情况应有足够的了解6.提高隧道控制测量和施工测量的精度7.应建立专门的供电机构，确保供电质量8.精心设计，统筹安排，严格施工第10章 隧道掘进机开挖技术第60页/共

34、69页第六十页，共69页。一般仍是由初期支护和二次衬砌组成。一般仍是由初期支护和二次衬砌组成。一般仍是由初期支护和二次衬砌组成。一般仍是由初期支护和二次衬砌组成。初期支护：喷射混凝土初期支护：喷射混凝土初期支护：喷射混凝土初期支护：喷射混凝土 二次衬砌：喷射混凝土二次衬砌：喷射混凝土二次衬砌：喷射混凝土二次衬砌：喷射混凝土 模筑混凝土模筑混凝土模筑混凝土模筑混凝土 管片衬砌管片衬砌管片衬砌管片衬砌 不管是哪种类型的衬砌，为了安放不管是哪种类型的衬砌，为了安放不管是哪种类型的衬砌，为了安放不管是哪种类型的衬砌，为了安放(nfng)(nfng)(nfng)(nfng)轨道运碴，都必轨道运碴，都必轨

35、道运碴，都必轨道运碴，都必须设置预制仰拱块，它也是最终衬砌的一部分。须设置预制仰拱块，它也是最终衬砌的一部分。须设置预制仰拱块，它也是最终衬砌的一部分。须设置预制仰拱块，它也是最终衬砌的一部分。10.4 与掘进机施工配套(pi to)的支护型式衬砌结构(jigu)的组成第10章 隧道掘进机开挖技术第61页/共69页第六十一页，共69页。见图见图见图见图10-1310-1310-1310-13，使用护，使用护，使用护，使用护盾掘进机时，一般盾掘进机时，一般盾掘进机时，一般盾掘进机时，一般(ybn)(ybn)(ybn)(ybn)采用圆形管片衬采用圆形管片衬采用圆形管片衬采用圆形管片衬砌，分为砌，分

36、为砌，分为砌，分为5 5 5 57 7 7 7块，在洞块，在洞块，在洞块，在洞内拼装而成。内拼装而成。内拼装而成。内拼装而成。10.4.1 10.4.1 管片管片(un(un pin)pin)衬砌衬砌1.构成(guchng)第10章 隧道掘进机开挖技术第62页/共69页第六十二页，共69页。优点：适合软弱围岩，特别是当围岩允许承载力很低，撑靴不能支撑优点：适合软弱围岩，特别是当围岩允许承载力很低，撑靴不能支撑优点：适合软弱围岩，特别是当围岩允许承载力很低，撑靴不能支撑优点：适合软弱围岩，特别是当围岩允许承载力很低，撑靴不能支撑岩面时，可利用尾部推力千斤顶，顶推已安装的管片获得推进反力；当撑岩面

37、时，可利用尾部推力千斤顶，顶推已安装的管片获得推进反力；当撑岩面时，可利用尾部推力千斤顶，顶推已安装的管片获得推进反力；当撑岩面时，可利用尾部推力千斤顶，顶推已安装的管片获得推进反力；当撑靴可以支撑岩面时，双护盾掘进机可以使掘进和换步同时进行，提高了循靴可以支撑岩面时，双护盾掘进机可以使掘进和换步同时进行，提高了循靴可以支撑岩面时，双护盾掘进机可以使掘进和换步同时进行，提高了循靴可以支撑岩面时，双护盾掘进机可以使掘进和换步同时进行，提高了循环速度；利用管片安装机安装管片速度快、支护效果好，安全性强。环速度；利用管片安装机安装管片速度快、支护效果好，安全性强。环速度；利用管片安装机安装管片速度快

38、、支护效果好，安全性强。环速度；利用管片安装机安装管片速度快、支护效果好，安全性强。缺点：造价高。为了防水需要，块与块之间必须安装止水带，并需在缺点：造价高。为了防水需要，块与块之间必须安装止水带，并需在缺点：造价高。为了防水需要，块与块之间必须安装止水带，并需在缺点：造价高。为了防水需要，块与块之间必须安装止水带，并需在管片外壁和岩壁间隙中压入豆石和注浆。为了生产预制管片，需要有管片管片外壁和岩壁间隙中压入豆石和注浆。为了生产预制管片，需要有管片管片外壁和岩壁间隙中压入豆石和注浆。为了生产预制管片，需要有管片管片外壁和岩壁间隙中压入豆石和注浆。为了生产预制管片，需要有管片工厂，如工地施工场地

39、允许，最好是设在现场，以方便运输，如秦岭铁路工厂，如工地施工场地允许，最好是设在现场，以方便运输，如秦岭铁路工厂，如工地施工场地允许，最好是设在现场，以方便运输，如秦岭铁路工厂，如工地施工场地允许，最好是设在现场，以方便运输，如秦岭铁路(til)(til)(til)(til)隧道就是如此。隧道就是如此。隧道就是如此。隧道就是如此。10.4.1 10.4.1 管片管片(un pin)(un pin)衬砌衬砌2.特点(tdin)第10章 隧道掘进机开挖技术第63页/共69页第六十三页，共69页。使用开敞式掘进机，可以使用开敞式掘进机，可以使用开敞式掘进机，可以使用开敞式掘进机，可以先施作初期支护，

40、然后浇灌先施作初期支护，然后浇灌先施作初期支护，然后浇灌先施作初期支护，然后浇灌(jiogun)(jiogun)(jiogun)(jiogun)二次模筑混凝土永二次模筑混凝土永二次模筑混凝土永二次模筑混凝土永久性衬砌，即复合式衬砌，见久性衬砌，即复合式衬砌，见久性衬砌，即复合式衬砌，见久性衬砌，即复合式衬砌，见图图图图10-1410-1410-1410-14，其底部为预制仰拱，其底部为预制仰拱，其底部为预制仰拱，其底部为预制仰拱块。如秦岭块。如秦岭块。如秦岭块。如秦岭线铁路隧道。线铁路隧道。线铁路隧道。线铁路隧道。10.4.2 10.4.2 复合式衬砌复合式衬砌1.构造(guzo)第10章 隧

41、道(sudo)掘进机开挖技术第64页/共69页第六十四页，共69页。一般而言，掘进机宜用于地质条件较好的隧道，但任何一般而言，掘进机宜用于地质条件较好的隧道，但任何一般而言，掘进机宜用于地质条件较好的隧道，但任何一般而言，掘进机宜用于地质条件较好的隧道，但任何(rnh)(rnh)(rnh)(rnh)一座总体地质条件好的隧道，都有可能出现局部地质较差一座总体地质条件好的隧道，都有可能出现局部地质较差一座总体地质条件好的隧道，都有可能出现局部地质较差一座总体地质条件好的隧道，都有可能出现局部地质较差地段，这就需要掘进机对于这样的地质情况具有一定的处理能力。地段，这就需要掘进机对于这样的地质情况具有

42、一定的处理能力。地段，这就需要掘进机对于这样的地质情况具有一定的处理能力。地段，这就需要掘进机对于这样的地质情况具有一定的处理能力。为了实现这一目的，可以在掘进机上安装一些辅助设备进行特殊为了实现这一目的，可以在掘进机上安装一些辅助设备进行特殊为了实现这一目的，可以在掘进机上安装一些辅助设备进行特殊为了实现这一目的，可以在掘进机上安装一些辅助设备进行特殊功能的作业。功能的作业。功能的作业。功能的作业。10.4.3 10.4.3 在软弱破碎在软弱破碎(p su)(p su)地层中的辅助支地层中的辅助支护措施护措施1.安装(nzhung)地质超前钻机 将地质超前钻机安装在切削刀盘后部的主机顶部平台

43、上，它在主机停机时进行掌子面前方约30m的超前钻孔，以预报前方的地质情况，为掘进提供可靠消息。超前钻机还具备注浆和安装管棚的功能，使掘进机具备加固前方地层的能力(图10-14)。第10章 隧道掘进机开挖技术第65页/共69页第六十五页，共69页。10.4.3 10.4.3 在软弱破碎地层中的辅助在软弱破碎地层中的辅助(fzh)(fzh)支护措施支护措施图10-15从TVM机内进行(jnxng)的超前支护示意图 第10章 隧道掘进机开挖(ki w)技术第66页/共69页第六十六页，共69页。紧靠刀盘的后部设有钢拱环安装器，利用工字钢拱环形成钢拱架紧靠刀盘的后部设有钢拱环安装器，利用工字钢拱环形成

44、钢拱架紧靠刀盘的后部设有钢拱环安装器，利用工字钢拱环形成钢拱架紧靠刀盘的后部设有钢拱环安装器，利用工字钢拱环形成钢拱架支护，这种方法的优点是安装速度快、支护效果及时。如果采用全断支护，这种方法的优点是安装速度快、支护效果及时。如果采用全断支护，这种方法的优点是安装速度快、支护效果及时。如果采用全断支护，这种方法的优点是安装速度快、支护效果及时。如果采用全断面钢拱架，则在预制面钢拱架，则在预制面钢拱架，则在预制面钢拱架，则在预制(y zh)(y zh)(y zh)(y zh)仰拱块上要留有安放钢拱环的沟槽。仰拱块上要留有安放钢拱环的沟槽。仰拱块上要留有安放钢拱环的沟槽。仰拱块上要留有安放钢拱环的

45、沟槽。10.4.3 10.4.3 在软弱在软弱(runru)(runru)破碎地层中的辅助支破碎地层中的辅助支护措施护措施2.设钢拱环安装(nzhung)器3.先开挖小导洞 就是先用小直径(3.5 5.0m)掘进机开挖导洞，然后再用钻爆法扩挖成隧道。这种方法充分利用了小直径掘进机技术成熟、造价低、速度快、运输方便、风险小等优点，能事先探明地质和为扩挖创造通风条件。第10章 隧道掘进机开挖技术第67页/共69页第六十七页，共69页。思考题：1.隧道掘进机的施工(sh gng)特点2.全断面(dun min)掘进机的类型和构造3.掘进机的破岩机理(j l)4.掘进机施工时支护结构的形式、类型第10章 隧道掘进机开挖技术第68页/共69页第六十八页，共69页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第69页/共69页第六十九页，共69页。