隧道工程第九章-隧道掘进机(TBM)施工

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1、9隧道工程SUIDAOGONGCHENG『第九章▎隧道掘进机（TBM）施工『9.1▎概述『9.2▎敞开式掘进机基本构造『9.3▎掘进『9.4▎衬砌施工『9.5▎不良地质地段施工『9.6▎掘进机导坑超前扩挖法上海地铁隧道运用盾构机进行施工『9.1▎概述隧道掘进机法：不采用爆破方法，而是采用专门的大型掘进机开挖隧道的方法。有的适用于软弱不稳定地层，称为（机械化）盾构，目前盾构在我国的交通隧道施工中，一般还只用于城市地铁施工。有的适用于坚硬岩石地层，习惯上所说的隧道掘进机就是指这类岩石掘进机(Tunn

2、elBoringMachine)，简称TBM。掘进机包括：1.机械盾构：适用于软弱不稳定地层；2.岩石掘进机：适用于坚硬岩石地层。一、TBM发展历史简介隧道掘进机(TunnelBoringMachine)是一种用机械破碎岩石、出碴与支护实行连续作业的综合设备，它是由盾构技术发展而来的。1818年英国布鲁诺(Brunel)受蛀虫钻孔启示，最早提出盾构雏形与施工方法。1846年意大利人Maus发明隧道掘进机(盾构)。1851年美国人查理士·威尔逊研制出TBM试用于花岗岩掘进未获成功。1881年波蒙特

3、开发出压缩空气式TBM，成功用于英吉利海峡隧道直径2.1m的勘探导坑。美国罗宾斯(Robbins)公司1952年研制出第一台软岩TBM，1956年又成功研制中硬岩TBM。二、国外主要制造商德国威尔特(Wirth)公司德国德马克(Dcmag)公司美国罗宾斯(Robbins)公司美国贾瓦(Jarva)公司德国海瑞克(Herrenknecht)公司加拿大拉瓦特(Lovat)公司日本三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)第三章隧道掘进机(TBM)施工美国ROBBINS公司19

4、51年成立，专长生产硬岩TBM。直径范围2~11.87M。生产了400多台开敞式硬岩TBM，掘进长度2500KM；生产了35台双护盾TBM，掘进长度359KM。德国WIRTH公司1955年成立，专长生产硬岩TBM。生产了120台硬岩TBM，掘进长度达600KM。加拿大拉罗威特LOVAT公司1992年成立，专长生产盾构TBM。共生产了200台盾构TBM，掘进长度1000KM。日本主要盾构TBM生产厂家日本川琦重工、小松、日立施工机械、三菱重工等公司专长生产各种盾构TBM。德国海瑞克HERRENKN

5、ECTHTAG公司1977年成立，专长生产盾构TBM。1985年研制出能在地下水位下工作的大直径TBM。1988年制造出直径大于10M的混合盾构TBM。三、掘进机的国内外发展现状TBM施工法始于二十世纪三十年代，限于机械技术水平，其应用实例甚少。五六十年代随着机械工业与掘进机技术水平的不断提高发展较快。迄今为止，世界上采用TBM施工的隧道超过1000座，总长度超过4000km，以逐步成为长大隧道修建的主要施工方法之一。国外典型应用——英吉利海峡隧道由2条外径8.6m单线铁路隧道与1条外径5.6m

6、辅助隧道组成。全长48.5km，海底段长37.5km，隧道最深处在海平面下100m，全部采用TBM施工。英国侧6台，岸边段3台海底段3台(单向推进21.2km)。法国侧5台，岸边段2台海底段3台。最深处需承受10atm水压力，平均月进尺1000m/月。隧道建成标志着TBM施工技术的最高水平，也是融合英、美、法、德等国TBM施工技术于一体的最高成就。国内应用国内TBM研发制造始于二十世纪六十年代中期，共生产10余台直径2.5~5.8m的TBM，先后用于下列水电与煤矿井巷工程。国产机型月均进尺20~

7、300m，累计总掘进长度12km。云南西洱河水电站引水隧道引滦入津新王庄隧道陡河电站的引水隧道引大入秦总干渠38号隧道北京落坡岭水电工程贵州猫跳河水电站引水隧道福建龙门滩引水隧道江西萍乡、山西怀仁、山西古交、云南羊场煤矿国内应用(续)甘肃引大入秦水磨沟输水隧道[Φ5.54m；11649m；Robbins双护盾TBM；最高月进尺1300.8m/月]引黄入晋总干6、7、8号与南干4、5、6、7号隧道[Robbins双护盾TBM，总长122km，最高月进尺1637m/月，日掘进113m/日]辽宁大伙房

8、引水工程[全长85.32km，3台Φ8.0m开敞式]新疆大阪输水隧道工程[全长30.68km，德国海瑞克双护盾TBM]青海引大济湟总干渠工程[德国Wirth双护盾TBM，Φ5.93m，全长19.94km]西康铁路秦岭Ⅰ线隧道[掘进5.621km，Φ8.8m开敞式TBM]西安南京铁路桃花铺1号隧道[掘进7.23km,机型同上]西安南京铁路磨沟岭隧道[掘进6.11km,机型同上]南疆铁路吐库二线中天山隧道[机型同上]兰渝铁路西秦岭隧道[Φ10.23mRobbins开敞式TBM]重庆地铁一号线[2台Φ