浅谈TBM修建地下工程.doc

浅谈TBM修建地下工程
摘要: TBM施工方法安全、省力、改善了劳动环境,其施工对围岩的扰动小利于支护等优点,加之近年来的信息技术、材料科学和机、电一体化的迅猛发展,TBM施工技术巨大发展。本文介绍了TBM的基本概念、类型和基本构造、施工方法、结合特殊施工条件下的特殊施工方法以及对施工过程中应注意的问题加以分析。旨在了解TBM在修建地下隧道中的应用。
关键字:TBM施工技术 不良地质
概述
掘进机(tunnel boring machine),简称TBM,是一种修建岩质隧道的工厂化的施工技术。隧道TBM是一种专用的开挖设备。它利用机械破碎岩石的原理,完成开挖、出渣及混凝土(钢)管片安装的联合作业,连续不断地进行掘进。
TBM根据破碎岩石的方法,大致分为挤压式和切削时两种类型。按照TBM作业是否封闭可分为开敞式、单护盾和双护盾TBM。开敞式TBM适用于围岩稳定性好的场合,护盾式TBM适合于围岩较软弱、需进行混凝土(钢)管片安装的场合。
TBM一般由刀盘、机架、推进缸、套架、支撑缸、胶带机及动力间等部分组成。掘进时,通过推进缸给刀盘施加压力,滚刀旋转切碎岩体,由装在刀盘上的集料斗转至顶部通过胶带机将岩渣运至机尾,写入其他运输设备运走。为了避免粉尘危害,TBM头部装有喷水及吸尘设备,在掘进过程中连续喷水吸尘
TBM的结构类型及构造
2.1全断面隧道TBM的类型
全断面隧道TBM,主要有两大类型:开式和闭式。
所谓开式隧道TBM是指切削时不用控制工作面的地压,TBM按出渣系统运渣能力掘进。开式TBM用于不需要特别考虑地表下沉的情况。其设计刚度较大,适用于在硬地层中快速掘进。
所谓闭式TBM又称土压平衡式TBM,是通过控制好螺旋运输机卸料门的开启,使切削岩土的刀盘前腔的压力与地压平衡。
目前常用的TBM包括:支撑式TBM、扩孔式TBM、护盾式TBM、双护盾TBM、双护筒TBM、支撑盾壳TBM。
2.2 后配套系统
TBM的后配套设备指与TBM主体接续的在洞内配置的后续设备和在整个洞内的布设的设备及洞外设备。
后续设备一般包括:把石渣从掌子面送到后方的设备、超前钻孔、集尘机、压缩机、喷射机、电力电缆等一系列设备。
(1)、后续设备的配置原则:根据TBM流程(作业计划和内容),选定与之配套的必要设备。要考虑前后各作业的关联,以提高作业性。
(2)、运输方式和运输设备:有轨方式;无轨方式;连续胶带输送机方式;泥浆运输方式。
(3)、集尘和通风设备
集尘设备:从切削头得腔室内用专用管道直接与集尘器连接进行直接处理。
通风设备:通风量通常比集尘器的能力大,且通风管道的位置必须比集尘器的排气部位更深。涡轮式风机
(4)、洞内超前探孔设备
不取芯式探孔探查用岩粉,取芯式探查可采用岩芯,直接观察前方岩层情况。
(5)、排水设备
在工作面用泵进行强制排水;
在后续台车上设置排水槽。
(6)、供水设备
在洞外随着开挖的推进依次串联增设给水泵。
(7)、喷混凝土设备
湿式和干式两种。喷射设备设置一般有在TBM的后续