隧道掘進機 (TBM) 有哪三種類型?隧道掘進機 (TBM) 是一種專用工程設備,旨在高效安全地開挖隧道。以下是不同分類下的TBM三種類型。
一、基于全斷面隧道掘進機的分類
1. 開放式 TBM
① 特點:使用錨固在隧道壁上的支撐系統(tǒng)來提供推力和穩(wěn)定性。它沒有完整的保護罩,因此適用于穩(wěn)定的巖層,例如硬巖或中硬巖。
② 用途:非常適合在自立巖體(例如花崗巖、玄武巖)中開挖隧道,這些巖體坍塌風險較低。常用于
2. 單護盾 TBM
① 特點:采用圓柱形護盾保護機器和工人。它依靠分段襯砌提供推力,適用于混合地質條件(軟土到破碎巖層)。
② 用途:適用于不穩(wěn)定或多變的地層,例如軟巖或破碎帶。掘進需要預安裝管片。
3. 雙護盾TBM
① 特點:結合了開放式和單式護盾設計。它有兩個護盾:前護盾用于刀盤支撐,后護盾用于分段安裝。這使得掘進和支護可以同時進行,在局部存在裂縫的硬巖地層中最大限度地提高效率。
② 用途:最適合在硬巖中存在間歇性軟弱夾層的長隧道中掘進,這些隧道可以連續(xù)運行,并且不會頻繁發(fā)生故障。
二、基于地質條件和運行機制的分類
1. 硬巖TBM(開放式TBM)
① 設計:針對穩(wěn)定、無裂縫的巖層(例如花崗巖或玄武巖)進行了優(yōu)化。這些機器沒有護盾,依靠抓手系統(tǒng)在掘進過程中將機器錨固在隧道壁上。
② 功能:它們使用滾刀破碎巖石,并使用輸送系統(tǒng)清除碎屑。在穩(wěn)定的地質條件下,無需立即進行結構支護。
③ 應用:適用于采礦、水電隧道和山區(qū)。例如,用于圣哥達基線隧道的羅賓斯主梁式TBM。
2. 軟土TBM
① 土壓平衡(EPB)TBM:使用加壓土體穩(wěn)定軟土(例如粘土)中的隧道掌子面。螺旋輸送機在保持壓力平衡的同時輸送開挖物料。
② 泥水盾構TBM:使用泥水混合物(膨潤土或水)來抵消沙土或礫石等透水土體中的地下水壓力。分離裝置過濾泥水以供重復使用。
應用:城市地鐵系統(tǒng)(例如倫敦橫貫鐵路)和水下隧道。
3. 盾構TBM
① 單盾構TBM:配備旋轉盾構和推進缸。預制管片直接安裝在刀盤后方,適用于混合巖層或不穩(wěn)定巖層。
② 雙護盾硬巖掘進機 (TBM):結合抓巖器和盾構機,可同時進行掘進和管片安裝。尤其適用于硬巖和破碎巖層交替的施工。
應用:長距離鐵路隧道和地質多變的環(huán)境,例如阿爾卑斯山。
TBM 的選擇取決于地質復雜程度、項目規(guī)模和安全要求。硬巖硬巖掘進機 (TBM) 適用于穩(wěn)定地層,軟巖硬巖掘進機 (TBM) 適用于松散土層,而盾構硬巖掘進機 (TBM) 則適用于非均質巖層?;旌显O計等創(chuàng)新技術進一步增強了掘進機的靈活性,確保其在現代隧道工程中始終占據重要地位。