双模式全断面掘进机探讨.pdf

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1、双模式全断面掘进机探讨张宁川，李光（中铁隧道装备制造有限公司，河南郑州４５００１６）摘要：为适应地质的复杂性以及中国国情，探讨双模式全断面掘进机的未来发展趋势，并举例说明双模式全断面掘进机的设计理念，详述其主要结构及适用范围。与单模式掘进机相比，双模式全断面掘进机地质适应性广、设备利用率高、施工成本低，是隧道掘进设备技术发展的主要方向之一，具有良好的发展前景。关键词：盾构；掘进机；双模式；硬岩敞开模式；软岩平衡模式；管片拼装；混凝土衬砌ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－７４１Ｘ．２０１３．０４．０１３中图分类号：Ｕ４５５．４３文

2、献标志码：Ａ文章编号：１６７２－７４１Ｘ（２０１３）０４－０３２３－０４ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＤｕａｌｍｏｄｅＦｕｌｌｆａｃｅＴｕｎｎｅｌＢｏｒｉｎｇＭａｃｈｉｎｅｓＺＨＡＮＧＮｉｎｇｃｈｕａｎ，ＬＩＧｕａｎｇ（ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＴｕｎｎｅｌｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００１６，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｄｕａｌｍｏｄｅｆｕｌｌｆａｃｅｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｃｏｎｃｅｐｔｏｆ

3、ｄｕａｌｍｏｄｅｆｕｌｌｆａｃｅｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄｔｈｅｍａｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｓｃｏｐｅｏｆｄｕａｌｍｏｄｅｆｕｌｌｆａｃｅｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｓｈｏｗｓｔｈａｔ，ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｓｉｎｇｌｅｍｏｄｅｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｓｃｏｐｅｏｆｄｕａｌｍｏｄｅｆｕｌｌｆａｃｅｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｉ

4、ｓｍｏｒｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅ，ｔｈｅａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｄｕａｌｍｏｄｅｆｕｌｌｆａｃｅｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｉｓｈｉｇｈｅｒａｎｄｔｈｅｔｕｎｎｅｌｉｎｇｃｏｓｔｏｆｄｕａｌｍｏｄｅｆｕｌｌｆａｃｅｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｉｓｌｏｗｅｒ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｉｓｄｒａｗｎｔｈａｔｔｈｅｄｕａｌｍｏｄｅｆｕｌｌｆａｃｅｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｍａｉｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓ，ｈａｓａｓｐｌｅｎｄｉｄｆｕ

5、ｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ（ＴＢＭ）；ｄｕａｌｍｏｄｅ；ｈａｒｄｒｏｃｋｏｐｅｎｍｏｄｅＴＢＭ；ｓｏｆｔｇｒｏｕｎｄｂａｌａｎｃｅｍｏｄｅＴＢＭ；ｓｅｇｍｅｎｔｅｒｅｃｔｉｏｎ；ｃｏｎｃｒｅｔｅｌｉｎｉｎｇ０引言构和系统，如果这些结构和系统可以很方便地更换，国内区域贸易的自由化流通，要求建设快速的流不但能有效解决掘进机的地质适应性问题，也会大通通道，铁路、公路等基础设施的建设具有重要的战略大节省设备成本和社会资源。通过更换部分系统配意义，掘进机在全世界的隧道建设中起到了举足轻重置，从而适应多种地质开挖

6、的掘进机被称为双模式［１］掘进机。目前双模式掘进机研究的主要方向仅是的作用。国内城市化的发展，要求城市具有快捷、环保、便利、舒适的公共轨道交通，我国地铁与轻轨建ＴＢＭ模式（硬岩掘进模式）和ＥＰＢ模式（土压平衡掘［３］设刚进入一个全面发展的阶段，需要大量的掘进机设进模式）的组合，但实际应用得很少。本文简述多［２］种双模式全断面掘进机的设计理念，并对其主要结备。在具有世界地质博物馆之称的中国，地质种类繁多，如何利用高性价比的配套隧道掘进机完成不同构及其优缺点进行阐述。地质工程项目建设的问题随之产生。现阶段常规类１单一模式的掘进机型的掘进机都是针对

7、特定地质条件进行相应的功能１．１土压平衡盾构设计，如土压平衡盾构、泥水盾构以及硬岩ＴＢＭ等，城市地下隧道穿越的地层多为陆地表层，由淤积它们都被视为单一模式的掘进机。从整机的结构形洪积冲积等沉积层及强风化的岩层组成，该类地层由式来看，不同模式的掘进机实际上多具有相同的结于不能自稳，且地表多有构筑物，不允许有较大的地表收稿日期：２０１２－１１－０６；修回日期：２０１３－０１－２４作者简介：张宁川（１９５５—），男，广西南宁人，１９８２年毕业于长沙铁道学院机械系工程机械专业，本科，教授级高级工程师，本科，主要从事机械设计工作。３２４隧道建设第３３卷

8、沉降，一般多选用土压平衡盾构开挖。开挖下来的土３．１．１掘进机的基本结构料在土仓中与隧道工作面的压力保持平衡，起到稳定敞开模式主机布置如图１所示。主机皮带机从主隧道