tbm盾构机操作介绍

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1、IOSH安全資料表全斷面隧道鑽掘工法(TBM)類號：SDS-P-046總號：0141瀏覽PDF檔案介紹1.使用範圍：全斷面隧道鑽掘工法係利用全斷面鑽掘機進行隧道開發之施工方法。隧道鑽掘機(TunnelBoringMachine，簡稱TBM)以切削轉盤(Cuffehead)進行連續之旋轉切削前方地層，搭配出渣系統，立即將開挖渣料後送運出隧道，於機身後側裝設有環片組裝機等設備可於開挖後立即架設環片，鋼護帶(Stnp)岩釘等支撐設施。因此可連續進行隧道之開挖與支撐作業，運用於長隧道施工尤見效果。使用TBM成功的要素除地質條件、機械設計外，還須具有專業素養的施工人員、周詳的施工規劃、

2、良好的施工管理等相互配合，始能發揮快速與經濟的雙重成效。TBM之設計需考量切削岩体之硬度、磨耗性等，以選用適當之削刀(RollenDisc)、切削馬達、軸承等旋切系統之設計。其施工能力自然會固所開挖之岩体性質而有差異，一般均需依個案地質構造予以設計或作局部改裝(由機具)。適於TBM開挖的地質最好具有中等強度、高均質性、低硬度(磨損)、少節理、無斷層、少地下水等條件。TBM大體上可依切削頭及盾殼的種類區分為開放型(opentype)及密閉型(closedtype)兩種。開放型TBM用於地質條件較佳，預期無膨脹性或擠壓性地質或無大量湧水的隧道。密閉型TBM用於地質變化較大，存在膨

3、脹性或擠壓性地質或大量湧水的隧道。密閉型TBM機身外周以鋼製盾殼包覆，以防止遭遇周圍岩盤鬆動時損及人員機械，一般多配合混凝土環片作為支撐，盾殼又分單節盾殼(singleshield)、雙節或伸縮式盾殼(doubleshieldortelescopicshield)。21/21單節盾殼與主機連成一體，TBM前進時盾殼及支撐安裝設備亦隨同移動，所以安裝環片時需要停止前進。雙盾殼TBM為多採套筒式的兩節盾殼所組成，前節盾殼隨同切削轉盤的挖掘前進而移動，後節盾殼則用以頂撐岩壁成支壓於環片支撐上以提供前節盾殼之推進反力，俟完成一單元長度鉆掘後於後節盾殼組立環片，俟環片裝妥後即完成一作業

4、循環。TBM盾殼當遭遇較大之剪裂帶及斷層材料時，局部鬆動，坍落之石料擠壓TBM切削旋轉或致切削扭力負荷大增，超過機械負荷時即無法鉆掘，另因局部鉅大偏壓使TBM無法順利推進致使遭夾埋的可能性大增。此時大多需對岩盤加以改良，當進行地質改良時，對於技術上受到的限制、改良的效果、改良所需的巨額工程費及TBM增加的閒置時間，是TBM施工中所需面對的最大問題。坪林隧道主坑採用直徑11.74公尺的全斷面雙盾式硬岩隧道鑽掘機，全長含支援系統約240公尺，總重量達2,500公噸，共有83個削刀座，2個獨立推進系統與開挖方式。地質條件較佳時，可以撐座側撐於岩盤以提供所需的反作用力，同時進行開挖與

5、環片組裝作業，如在地質較差時則採用單盾式作業，利用盾尾輔助千斤頂推頂環片以提供推力進行開挖，開挖完成後再進行環片組裝作業。2.解釋名詞(1)切削轉盤(cutterhead)：為一可轉動的整體鋼製轉盤，位於主機的最前端，前面裝設數十個削刀以供擠壓並刮裂岩盤。(2)削刀(cutterdisk)：為直徑數十公分的鎢碳鋼環型圓盤，裝於切削頭盤面上與開挖面直接接觸，其數量與配置型態視岩石特性而設計。切削頭旋轉後削刀的相鄰痕跡約在8至10公分，通常配置在外環的削刀需要突出切削頭轉盤的外緣，以便開挖後的斷面比切削頭略大，使盾殼不致與岩面直接接觸，減少摩擦阻力。削刀為實際切割岩石的利器，使岩

6、石發生剪力破壞而剝落。削刀為磨耗品，需要經常卸換，但於鑲鋼後可再使用，其碳鋼含量視岩石的硬度而定。21/21(3)軌道裝置：供TBM掘削出土石運送至隧道外之設施，包括動力車、運碴台車、軌道及附屬配件。軌道裝置相關危害及防止對策詳見本安全資料表「軌道裝置」篇。(4)驅動系統：為旋轉切削頭的主要動力系統，如以電力驅動，須為高壓供電；也有以油壓驅動者。(5)撐座(gripper)：TBM的前進在岩盤好時須藉撐座支撐岩壁前進，以千斤頂於撐座緊壓於隧道側壁上，利用其與側壁間的磨擦力形成TBM前進的反力。反力座承壓板的面積、組數及位置視岩盤的強度而定，如為軟弱岩質，頂緊後有陷入之虞，提供

7、的反力可能不足，需改以推進千斤頂支壓於環片上作為輔助反力座。(6)前進千斤頂(jacking)：前進千斤頂有數個，平均分配於切削轉盤的周圍後方，提供對開挖面的壓力，並使切削頭前進。完成一次衝程(1.5至2公尺)後，收縮千斤頂將後盾殼向前拉進。(7)輸送帶(conveyor)：削刀剪碎的岩屑，掉落切削頭與岩盤間的縫隙，並由切削頭的刮板導入後方的漏斗，再由輸送帶後送至出碴車運出隧道外。(8)仰拱環片：為便於開放型TBM支援系統順利通過，TBM主機部份的尾端須舖設仰拱環片及鐵軌，考慮碴車的重量及行車穩定性的要