TBM法施工.ppt

掘进机(TBM)岩石隧道掘进机(TBM)法概述一、基本概念岩石隧道掘进机(TunnelBoringMachine)简称TBM。是利用岩石隧道掘进机在岩石地层中暗挖隧道的一种施工方法。通常是利用回转刀盘又借助推进装置的作用力从而使刀盘上的滚刀切割(或破碎)岩面,以达到破岩开挖隧道(洞)的目的。掘进机构造:是由切削破碎装置、行走推进装置、出碴运输装置、驱动装置、机器方位调整机构、机架和机尾,以及液压、电气、润滑、除尘系统等组成。岩石隧道掘进机(TBM)法概述二、岩石隧道掘进机的分类按岩石的破碎方式分类:分为挤压破碎与切削破碎两种,前者是将较大的推力给予刀具,通过刀具的楔子作用将岩石挤压破碎;后者是利用旋转扭矩在刀具的切线方向及垂直方向上进行切削。按刀具旋转方式分类:分为单轴旋转式与多轴旋转式两种。按切削方式分类:分为全断面切削方式和部分断面切削方式两类。部分断面切削方式是挖掘煤炭用的机械在隧道挖掘施工上的应用,全断面切削方式开挖的断面一般是圆形的。按开挖地层分类:土质隧道掘进机(盾构)和岩石隧道掘进机(TBM)岩石隧道掘进机(TBM)法概述三、TBM法的优缺点1、TBM法的优点掘进效率高:连续作业,能保证破岩、出碴、支护一条龙作业。特别在稳定的围岩中长距离施工时,尤其明显。开挖施工质量好:超挖量少,内壁光滑,不存在凹凸现象,减少支护工程量,降低工程费用。对岩石的扰动小:改善开挖面的施工条件。周围岩层稳定性较好,保证了施工人员的健康和安全。施工安全:TBM可在防护棚内进行刀具的更换,密闭式操纵室和高性能的集尘机的采用,使安全性和作业环境有了较大的改善。岩石隧道掘进机(TBM)法概述2、TBM法的缺点适应性较差:对多变的地质条件(断层、破碎带、挤压带、涌水及坚硬岩石等)的适应性较差。近年来采用了盾构外壳保护型的掘进机,施工既可以在软弱和多变的地层中掘进又能在中硬岩层中开挖施工。经济性问题:掘进机结构复杂,对材料、零部件的耐久性要求高。制造的价格较高。难用于短隧道。开挖不同断面问题:施工途中不能改变开挖直径。断面的大小、形状变更难,在应用上受到一定的制约。掘进机(TBM)的基本构成和性能一、TBM工法的基本构成大体上可分为以下开挖部、反力支撑部、推进部和排土部几个部分。1、开挖部(1)开挖机制开挖岩层所使用的刀具,不是用于开挖软弱土层的锯齿形刀具,而是所谓的滚刀(回转式刀具)。滚刀以一定的间距安设在刀盘上,掘进时,滚刀向岩层挤压,把岩层压碎,进行开挖。掘进机(TBM)的基本构成和性能(2)滚刀滚刀是由回转的刀体和装备有刀具的刀头环构成。刀头环具有能够更换的结构。最新的刀头环采用了算盘状的刀圈,材质也改为镍铬钼合金钢系。掘进性能与刀具的性能密切相关。在高速施工的条件下,开发长寿命,大型化的刀具是极为必要的。掘进机(TBM)的基本构成和性能滚刀的构造刀头开挖方法的差异掘进机(TBM)的基本构成和性能(3)刀盘构造TBM与在软土中掘进的盾构不同,是以围岩的自稳为前提的。有各种各样的构造。但其最主要的是刀盘和支撑靴。1)球面和平面刀盘如图示刀头轮廓掘进机(TBM)的基本构成和性能(2)周边支持型和中央主轴型刀盘周边支持型刀盘:是由圆筒状的筒体和主机架构成,采用大口径轴承。后背部设有开口很大的周边支持结构。开挖石碴由设在刀盘前面和外周面的缝隙处理。施工时,通过把主机架作为料斗提升,将石碴送到排土装置中。中央主轴型刀盘:是一个圆板构造体,在其中心处设主轴,用小口径的轴承来支持。滚刀配置在圆板上。出碴是利用设在刀盘外周部的刮板从下部收集,而后用外周部的料斗由上部送到排土装置中。