全斷面掘進(jìn)機(jī)的工作原理與盾構(gòu)機(jī)有何不同
時(shí)間：2024-09-30 來(lái)源： 網(wǎng)絡(luò) 閱讀：次
全斷面掘進(jìn)機(jī)（TBM）和盾構(gòu)機(jī)都是用于隧道挖掘的機(jī)械設(shè)備，但它們的工作原理存在一些不同之處： 一、破巖方式 1. 全斷面掘進(jìn)機(jī)（TBM） - 硬巖TBM： - 主要用于巖石硬度較高（抗壓強(qiáng)度通常在100MPa以上）的地層掘進(jìn)。它的刀盤上配備有滾刀，工作時(shí)依靠滾刀對(duì)巖石的滾壓、破碎作用來(lái)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)。滾刀在巨大的壓力下滾動(dòng)，使巖石產(chǎn)生疲勞破碎，隨著刀盤的不斷旋轉(zhuǎn)，TBM持續(xù)向前掘進(jìn)。 - 軟巖TBM： - 在軟巖地層（巖石抗壓強(qiáng)度較低，一般低于100MPa）以及土質(zhì)隧道掘進(jìn)時(shí)，TBM刀盤上主要安裝刮刀等刀具，通過(guò)刮刀對(duì)巖土的切削來(lái)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)。 2. 盾構(gòu)機(jī) - 盾構(gòu)機(jī)主要適用于軟土地層（如黏土、砂土等）的掘進(jìn)。它通過(guò)安裝在刀盤上的刀具（多為刮刀和切刀）對(duì)土體進(jìn)行切削。切削下來(lái)的土體通過(guò)螺旋輸送機(jī)或泥漿運(yùn)輸系統(tǒng)排出。盾構(gòu)機(jī)的刀盤切削力相對(duì)較小，主要是適應(yīng)軟土的特性，防止對(duì)周圍土體造成過(guò)大擾動(dòng)。 二、推進(jìn)與支撐機(jī)制 1. 全斷面掘進(jìn)機(jī)（TBM） - TBM的推進(jìn)系統(tǒng)主要由千斤頂?shù)炔考M成，液壓系統(tǒng)為千斤頂提供壓力，使掘進(jìn)機(jī)克服刀盤切削阻力、護(hù)盾與周圍巖土的摩擦力等，按照預(yù)定方向推進(jìn)。 - 在支撐方面，根據(jù)不同的護(hù)盾類型（如單護(hù)盾、雙護(hù)盾等）有所不同。例如雙護(hù)盾TBM，外護(hù)盾撐緊洞壁，承受地層壓力并為掘進(jìn)提供穩(wěn)定的支撐環(huán)境，內(nèi)護(hù)盾用于支撐掘進(jìn)設(shè)備；單護(hù)盾TBM則主要依靠尾部護(hù)盾與已安裝管片之間的摩擦力來(lái)提供推進(jìn)反力。 2. 盾構(gòu)機(jī) - 盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)是依靠千斤頂頂在已拼裝好的管片上，產(chǎn)生向前的推力，推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)向前掘進(jìn)。 - 盾構(gòu)機(jī)的支撐主要依靠盾構(gòu)殼體本身，盾構(gòu)殼體在掘進(jìn)過(guò)程中承受周圍土體的壓力，保持隧道的穩(wěn)定。同時(shí)，在掘進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)向周圍土體注入膨潤(rùn)土等添加劑，改善土體的性能，增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性，也有助于盾構(gòu)機(jī)的支撐。 三、襯砌施工方式 1. 全斷面掘進(jìn)機(jī)（TBM） - 對(duì)于采用預(yù)制管片襯砌的TBM，隨著掘進(jìn)的進(jìn)行，管片安裝系統(tǒng)將預(yù)制管片逐塊安裝在隧道內(nèi)壁上，管片之間通過(guò)螺栓等連接件緊密拼接，形成連續(xù)、密封的襯砌結(jié)構(gòu)。在一些特殊的TBM施工中，如采用噴射混凝土襯砌的情況，會(huì)在掘進(jìn)一定距離后進(jìn)行噴射混凝土作業(yè)，以形成襯砌。 2. 盾構(gòu)機(jī) - 盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中，隨著盾構(gòu)機(jī)的向前推進(jìn)，同步進(jìn)行管片拼裝作業(yè)。管片由拼裝機(jī)從盾尾的管片存放區(qū)吊運(yùn)到指定位置進(jìn)行拼裝，拼裝完成的管片為盾構(gòu)機(jī)提供反推力，同時(shí)形成隧道的襯砌結(jié)構(gòu)。盾構(gòu)機(jī)的管片拼裝和掘進(jìn)是緊密配合、連續(xù)進(jìn)行的。 四、出渣方式 1. 全斷面掘進(jìn)機(jī)（TBM） - 常見的出渣方式有皮帶輸送機(jī)出渣和軌道運(yùn)輸出渣等。在硬巖TBM掘進(jìn)時(shí)，刀盤切削下來(lái)的巖石碎塊通過(guò)刀盤上的開口進(jìn)入TBM內(nèi)部，然后由皮帶輸送機(jī)或軌道運(yùn)輸車輛將渣土運(yùn)出隧道。在軟巖TBM掘進(jìn)時(shí)，切削下來(lái)的軟巖或土料也采用類似的方式出渣。 2. 盾構(gòu)機(jī) - 對(duì)于土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，切削下來(lái)的土體通過(guò)螺旋輸送機(jī)排出，螺旋輸送機(jī)可以根據(jù)盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部土壓力和外部地層壓力的平衡要求，調(diào)節(jié)出土速度。對(duì)于泥水盾構(gòu)機(jī)，切削下來(lái)的土體與注入的泥水混合形成泥漿，然后通過(guò)泥漿管道將泥漿排出到地面的泥水分離處理系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)分離處理后，泥水可循環(huán)使用。
