全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)

第15章全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)

（TBM）2概述

在巖石中開(kāi)鑿礦山巷道或交通隧道時(shí)，除采用常規(guī)的鉆眼爆破法外，還可采用掘進(jìn)機(jī)施工。掘進(jìn)機(jī)：是指能夠直接截割、破碎工作面巖石，同時(shí)完成裝載、轉(zhuǎn)運(yùn)巖石，并可調(diào)動(dòng)行走和進(jìn)行噴霧除塵的功能，有的還具有支護(hù)功能，以機(jī)械方式破巖的隧（巷）道掘進(jìn)綜合機(jī)械。3全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)：主要適用于直徑一般為2.5～10m的全巖隧（巷）道，巖石的單軸抗壓強(qiáng)度可達(dá)50～350MPa；可一次截割出所需斷面，且形狀多為圓形，主要用于工程涵洞和隧道的巖石掘進(jìn)。全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)TBM的定義

TBM的技術(shù)名稱(chēng)在我國(guó)過(guò)去很不統(tǒng)一,各行業(yè)均冠以習(xí)慣稱(chēng)呼,鐵道和交通部門(mén)稱(chēng)之為隧道掘進(jìn)機(jī),礦山部門(mén)稱(chēng)之為巷道掘進(jìn)機(jī),水電部門(mén)又稱(chēng)為隧洞掘進(jìn)機(jī)。83年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB4052-83)統(tǒng)一稱(chēng)為全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)(FullFaceRockTunnelingBoringMachine-TBM)簡(jiǎn)稱(chēng)掘進(jìn)機(jī)或TBM.TBM定義:一種靠旋轉(zhuǎn)并推進(jìn)刀盤(pán),通過(guò)盤(pán)形滾刀破碎巖石而使隧洞全斷面一次成形的機(jī)器。掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展

第一代鋼釬大錘

第二代手持風(fēng)鉆

第三代鑿巖臺(tái)車(chē)第四代

TBM

TBM的起源1856年，美國(guó)人查理士·威爾遜獲得掘進(jìn)機(jī)發(fā)明專(zhuān)利。1881年，波蒙特開(kāi)發(fā)了壓縮空氣式TBM，并成功應(yīng)用于英吉利海峽隧道直徑為2.1米的勘探導(dǎo)坑。TBM主要制造商美國(guó)羅賓斯德國(guó)海瑞克公司德國(guó)威爾特公司加拿大拉法特日本的三菱公司Robbins中國(guó)最長(zhǎng)的鐵路隧道8中國(guó)最長(zhǎng)的鐵路隧道：烏鞘嶺特長(zhǎng)隧道，全長(zhǎng)20.05公里，是蘭新鐵路蘭武段（蘭州西至武威南）新增二線(xiàn)鐵路上的一座長(zhǎng)隧道，06年8月23日上午實(shí)現(xiàn)雙線(xiàn)開(kāi)通。蘭新鐵路蘭武段是中國(guó)鐵路網(wǎng)“八縱八橫”中重要“一橫”——?dú)W亞大陸橋通道的組成部分，也是內(nèi)地連接新疆和甘肅河西地區(qū)的主要通道。中國(guó)目前最長(zhǎng)的公路隧道秦嶺終南山隧道：位于我國(guó)西部大通道內(nèi)蒙古阿榮旗至廣西北海國(guó)道上西安至柞水段，在青岔至營(yíng)盤(pán)間穿越秦嶺，全長(zhǎng)18.4公里，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為高速公路雙洞四車(chē)道，行車(chē)速度為每小時(shí)80公里。終南山隧道2001年1月由國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)建設(shè)，設(shè)計(jì)工期為67個(gè)月，總投資約25億元人民幣。與已建成的我國(guó)第一長(zhǎng)隧道——西安安康鐵路秦嶺隧道并行。

秦嶺終南山特長(zhǎng)公路隧道道路等級(jí)按高速公路設(shè)計(jì)。隧道橫斷面高5米、寬10.5米，雙車(chē)道各寬3.75米。上、下行線(xiàn)兩條隧道間每750米設(shè)緊急停車(chē)帶一處、每500米設(shè)行車(chē)橫通道一處、每250米設(shè)人行橫通道一處。

2007年1月20日建成通車(chē)。秦嶺終南山公路隧道是我國(guó)自行設(shè)計(jì)施工的高速公路特長(zhǎng)隧道，堪稱(chēng)世界第二、亞洲第一，是世界上第一個(gè)采用雙洞單向行駛的特長(zhǎng)隧道，雙洞全長(zhǎng)36.04公里，建設(shè)規(guī)模居世界第一。

910中國(guó)目前第二長(zhǎng)的鐵路隧道西(安)(安)康鐵路秦嶺隧道：位于西（安）（安）康鐵路青岔車(chē)站和營(yíng)盤(pán)車(chē)站之間，由兩座基本平行的單線(xiàn)隧道組成，兩線(xiàn)間距為30米，其中Ⅰ線(xiàn)隧道全長(zhǎng)18460米；Ⅱ線(xiàn)隧道全長(zhǎng)18456米，居當(dāng)時(shí)世界山嶺隧道第6位、亞洲第2位。秦嶺隧道Ⅰ、Ⅱ線(xiàn)均為單線(xiàn)電氣化鐵路隧道，Ⅰ線(xiàn)(左線(xiàn))隧道使用2臺(tái)8.8米敞開(kāi)式掘進(jìn)機(jī)（TBM）由隧道兩端相向施工。Ⅱ線(xiàn)隧道(右線(xiàn))，采用新奧法施工，初期支護(hù)為錨噴，二次支護(hù)為馬蹄型帶仰拱的模筑混凝土復(fù)合襯砌。隧道于1995年1月18日正式開(kāi)工，1999年9月6日全部貫通，2000年8月18日西康鐵路開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。11《地下工程講稿》12

秦嶺Ｉ線(xiàn)隧道。全長(zhǎng)18.456ｋｍ，采用TBM法和鉆爆法施工，由鐵道部1996年引進(jìn)２臺(tái)威爾特(WIRTH)8.8m開(kāi)敞式TBM，秦嶺北口TBM掘進(jìn)長(zhǎng)度為5.244ｋｍ，秦嶺南口TBM掘進(jìn)長(zhǎng)度5.621km，TBM施工中，1998年平均月進(jìn)尺為252.36ｍ，1999年平均月進(jìn)尺為290.64ｍ，最高月進(jìn)尺為528.48ｍ。鐵路隧道使用情況桃花鋪１號(hào)隧道西安南京鐵路桃花１號(hào)隧道全7.234km,TBM掘進(jìn)長(zhǎng)度為6.2km，由中鐵十八局采用8.8m開(kāi)敞式TBM施工（該TBM曾施工秦嶺Ｉ線(xiàn)隧道出口段）最高月進(jìn)尺為551.82m。鐵路隧道使用情況鐵路隧道使用情況磨溝嶺隧道磨溝嶺隧道全長(zhǎng)6114m，軟巖占隧道總長(zhǎng)的70.5％,于2002年11月完工。該隧道由中鐵隧道集團(tuán)采用8.8m開(kāi)敞式TBM施工（該TBM曾施工秦嶺Ｉ線(xiàn)隧道進(jìn)段）TBM掘進(jìn)長(zhǎng)度為4.653ｋｍ，最高月進(jìn)尺為573.9mTBM施工圖片

大件運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)組裝TBM施工圖片

步進(jìn)洞內(nèi)步進(jìn)TBM施工圖片步進(jìn)至出發(fā)洞撐靴TBM施工圖片激光定向系統(tǒng)TBM控制室TBM施工圖片錨桿鉆機(jī)作業(yè)噴射混凝土施工TBM施工圖片刀盤(pán)與掌子面22全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)

全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)：通常簡(jiǎn)稱(chēng)隧道掘進(jìn)機(jī)（TunnelBoringMachine，縮寫(xiě)為T(mén)BM），是一種用于圓形斷面隧（巷）道、采用滾壓式切削盤(pán)在全斷面范圍內(nèi)破碎巖石，集破巖、裝巖、轉(zhuǎn)載、支護(hù)于一體的大型綜合掘進(jìn)機(jī)械，現(xiàn)已成為國(guó)外較長(zhǎng)隧道開(kāi)挖普遍采用的方法。全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)利用圓形的刀盤(pán)破碎巖石，故又稱(chēng)刀盤(pán)式掘進(jìn)機(jī)。刀盤(pán)的直徑多為3～10m，3～5m的較適用于小型水利水電隧道工程和礦山巷道工程，5m以上適應(yīng)于大型的隧道工程。國(guó)外生產(chǎn)的巖石掘進(jìn)機(jī)直徑較大，目前最大可達(dá)13.9m。

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TBM外形圖基本功能有掘進(jìn)、出渣、導(dǎo)向和支護(hù)，并配置有完成這些功能的機(jī)構(gòu)。還配備有如運(yùn)渣運(yùn)料、支護(hù)、供電、供水、排水、通風(fēng)等后配套系統(tǒng)，總長(zhǎng)度較大，一般為150～300m。24掘進(jìn)機(jī)的基本施工工藝：刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)破碎巖石，巖渣由刀盤(pán)上的鏟斗運(yùn)至掘進(jìn)機(jī)的上方，靠自重下落至溜渣槽，進(jìn)入機(jī)頭內(nèi)的運(yùn)渣膠帶機(jī)，然后由帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)載到礦車(chē)內(nèi)，利用電機(jī)車(chē)?yán)蕉赐庑遁d。掘進(jìn)機(jī)在推力的作用下向前推進(jìn)，每掘夠一個(gè)行程便根據(jù)情況對(duì)圍巖進(jìn)行支護(hù)。

25全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的類(lèi)型與結(jié)構(gòu)按掘進(jìn)的方式：全斷面一次掘進(jìn)式（又叫一次成洞）和分次擴(kuò)孔掘進(jìn)式（又叫兩次成洞）。按掘進(jìn)機(jī)是否帶有護(hù)殼：敞開(kāi)式和護(hù)盾式。掘進(jìn)機(jī)的結(jié)構(gòu)部件：機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)：刀盤(pán)、護(hù)盾、支撐、推進(jìn)、主軸、機(jī)架及附屬設(shè)施設(shè)備等。系統(tǒng)：驅(qū)動(dòng)、出渣、潤(rùn)滑、液壓、供水、除塵、電氣、定位導(dǎo)向、信息處理、地質(zhì)預(yù)測(cè)、支護(hù)、吊運(yùn)等。它們各具功能、相互連接、相輔相成，構(gòu)成有機(jī)整體，完成開(kāi)挖、出渣和成洞功能。26

敞開(kāi)式TBM

敞開(kāi)式TBM是一種用于中硬巖及硬巖隧道掘進(jìn)的機(jī)械。由于圍巖比較好，掘進(jìn)機(jī)的頂護(hù)盾后，洞壁巖石可以裸露在外，故稱(chēng)敞開(kāi)式。

敞開(kāi)式TBM主要由三大部分組成：切削盤(pán)，切削盤(pán)支承與主梁，支撐與推進(jìn)。切削盤(pán)支承和主梁是掘進(jìn)機(jī)的總骨架，二者聯(lián)為一體，為所有其它部件提供安裝位置；切削盤(pán)支承分頂部支承、側(cè)支承、垂直前支承，每側(cè)的支承用液壓缸定位；主梁為箱形結(jié)構(gòu)，內(nèi)置出渣膠帶機(jī)，兩側(cè)有液壓、潤(rùn)滑、水氣管路等。支撐分主支撐和后支撐，主支撐分單T型支撐和雙X型支撐。27Robbinsφ8.0m型敞開(kāi)式全斷面掘進(jìn)機(jī)1-頂部支承；2-頂部側(cè)支承；3-主機(jī)架；4-推進(jìn)油缸；5-主支撐架；6-TＢM主機(jī)架后部；7-通風(fēng)管；8-皮帶輸送機(jī)；9-后支承帶靴；10-主支撐靴；11-刀盤(pán)主驅(qū)動(dòng)；12-左右側(cè)支承；13-垂直前支承；14-刀盤(pán)；15-錨桿鉆；16-探測(cè)孔鑿巖機(jī)

敞開(kāi)式TBM基本構(gòu)造

敞開(kāi)式TBM是山嶺隧道施工的成套設(shè)備，從結(jié)構(gòu)上一般分為主機(jī)、連接橋、后配套及附屬設(shè)備，各部分分別由相應(yīng)的液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、PLC（ProgrammablelogicController可編程控制器）等控制完成相應(yīng)的動(dòng)作。主機(jī)

由刀盤(pán)、刀盤(pán)護(hù)盾、內(nèi)外機(jī)架、后支承、通風(fēng)管道、推進(jìn)油缸、鋼拱架安裝器、錨桿或超前鉆機(jī)、激光對(duì)準(zhǔn)裝置,1#皮帶橋、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、離合器、變速箱、傳動(dòng)軸等部件組成，完成掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)、換步、錨桿支護(hù)、鋼拱架支護(hù)及出碴等作業(yè)，是該成套設(shè)備的核心。連接橋

由主橋、除塵系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、駕駛室、通風(fēng)管路、2#皮帶橋、仰拱吊機(jī)、材料吊機(jī)、材料升降平臺(tái)、鋼拱架運(yùn)輸小車(chē)等組成，連接主機(jī)與后配套，完成除塵、出碴及仰拱鋪設(shè)、材料運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)。后配套

后配套由后配套橋、液壓主泵站、電器控制柜、應(yīng)急發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、噴錨支護(hù)設(shè)備、3#皮帶橋、機(jī)車(chē)停放平板、料車(chē)拖拉系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、醫(yī)療室／洗手間、休息室、維修工作間等組成，完成向主機(jī)供電供氣以及噴錨支護(hù)、停放礦車(chē)、材料運(yùn)輸、出碴等作業(yè)。附屬設(shè)備

有10kV電纜、￠2200軟風(fēng)管、￠150進(jìn)水管和水閥、出碴運(yùn)輸設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、翻車(chē)機(jī)，主要完成出碴、材料運(yùn)輸、通風(fēng)及翻車(chē)作業(yè)。33

護(hù)盾式TBM

護(hù)盾式TBM按其護(hù)殼的數(shù)量分有單護(hù)盾、雙護(hù)盾和三護(hù)盾三種，我國(guó)以雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)為多。雙護(hù)盾為伸縮式，以適應(yīng)不同的地層，尤其適用于軟巖且破碎、自穩(wěn)性差或地質(zhì)條件復(fù)雜的隧道。

雙護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)沒(méi)有主梁和后支撐，除了機(jī)頭內(nèi)的主推進(jìn)油缸外，還有輔助油缸。輔助推進(jìn)油缸只在水平支撐油缸不能撐緊洞壁進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)時(shí)使用，輔助油缸推進(jìn)時(shí)作用在管片上。護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)只有水平支撐沒(méi)有X型支撐。

34TB880Ｈ/TS-（φ8.8m）型護(hù)盾式全斷面掘進(jìn)機(jī)1-刀盤(pán)；2-石碴漏斗；3-刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)裝置；4-支撐裝置；5-盾尾密封；6-鑿巖機(jī)；7-砌塊安裝器；8-砌塊輸送車(chē)；9-盾尾面；10-輔助推進(jìn)液壓缸；11-后盾；12-主推進(jìn)液壓缸；13-前盾；14-支撐油缸；15-帶式輸送機(jī)

護(hù)盾式TBM35

擴(kuò)孔式TBM

當(dāng)隧道斷面過(guò)大時(shí)，會(huì)帶來(lái)電能不足、運(yùn)輸困難、造價(jià)過(guò)高等問(wèn)題。在隧道斷面較大、采用其它全斷面掘進(jìn)機(jī)一次掘進(jìn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果不佳時(shí)就可采用擴(kuò)孔式全斷面掘進(jìn)機(jī)。擴(kuò)孔式全斷面掘進(jìn)機(jī)是先采用小直徑TBM先行在隧道中心用導(dǎo)洞導(dǎo)通，再用擴(kuò)孔機(jī)進(jìn)行一次或兩次擴(kuò)孔。為保證掘進(jìn)機(jī)支撐有足夠的撐緊力，導(dǎo)洞的最小直徑為3.3m，擴(kuò)孔的孔徑一般不超過(guò)導(dǎo)洞孔徑的2.5倍。對(duì)于直徑6m以上的隧道，除在松軟破碎的圍巖中作業(yè)的護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)外，設(shè)備制造商比較主張先打φ4m左右的導(dǎo)洞，再用擴(kuò)孔機(jī)擴(kuò)孔。國(guó)外在1970年施工的一條隧道，先用直徑3.5m的掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖，然后用擴(kuò)挖機(jī)擴(kuò)大到10.46m；另一隧道用的擴(kuò)孔機(jī)直徑為4.5m，擴(kuò)孔直徑10.8m。36（a）導(dǎo)洞掘進(jìn)機(jī)；（b）Wirth擴(kuò)孔機(jī)主機(jī)部分?jǐn)U孔機(jī)施工方式圖

1-推進(jìn)液壓缸；2-支撐液壓缸；3-前凱氏外機(jī)架；4-前凱氏內(nèi)機(jī)架；5-護(hù)盾；6-切削盤(pán)；7-石渣槽；8-輸送帶；9-后凱氏內(nèi)機(jī)架；10-后凱氏外機(jī)架；11-后支承；12-滾刀；13-護(hù)盾液壓缸；14-前支承擴(kuò)孔式TBM首先決定是否使用掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖然后確定隧道的總體開(kāi)挖方案再進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)設(shè)備選型：首先根據(jù)地質(zhì)條件確定掘進(jìn)機(jī)的類(lèi)型；然后根據(jù)隧道設(shè)計(jì)參數(shù)及地質(zhì)條件確定主機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)；最后根據(jù)生產(chǎn)能力與主機(jī)掘進(jìn)速度相匹配的原則，確定后配套設(shè)備的技術(shù)參數(shù)與功能配置。37全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)的選擇隧道的設(shè)計(jì)有單、雙洞之分和斷面大小之別。根據(jù)掘進(jìn)工作面的設(shè)置和推進(jìn)方向，掘進(jìn)方式有單頭單向掘進(jìn)、雙向?qū)︻^掘進(jìn)、多向多頭掘進(jìn)等方案，對(duì)于礦山巷道，一般都是單巷單頭掘進(jìn)。根據(jù)斷面的大小，掘進(jìn)方式有全斷面掘進(jìn)機(jī)一次掘進(jìn)、分次擴(kuò)孔掘進(jìn)、機(jī)掘與鉆爆混合掘進(jìn)等方案。38隧道施工方案的選擇隧道的長(zhǎng)度和彎曲度

在3km以上長(zhǎng)度的隧道中使用才具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果；隧道長(zhǎng)度大于6km時(shí)應(yīng)盡量使用，長(zhǎng)度大于10km且工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件較適宜時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮采用。全斷面掘進(jìn)機(jī)對(duì)隧道的曲線(xiàn)半徑有一定要求，曲線(xiàn)半徑一般要求在200m以上，隧道的拐彎半徑必須大于或等于所選機(jī)型所要求的拐彎半徑。

隧道斷面的形狀與大小

全斷面掘進(jìn)機(jī)適用于圓形斷面的隧（巷）道。斷面大小基本上可決定掘進(jìn)機(jī)機(jī)型的大小，每種機(jī)型都有一定的使用范圍，選用時(shí)應(yīng)考慮其最佳掘進(jìn)斷面積。如斷面過(guò)大，采用全斷面掘進(jìn)機(jī)時(shí)，可考慮擴(kuò)孔機(jī)掘進(jìn)或者先用小直徑全斷面掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)再用鉆爆法擴(kuò)挖。39掘進(jìn)機(jī)主機(jī)的選擇巖石性質(zhì)：掘進(jìn)機(jī)對(duì)隧道的地層最為敏感，掘進(jìn)機(jī)的具體類(lèi)型要根據(jù)地質(zhì)條件、施工環(huán)境、工期要求等因素確定。不同類(lèi)型、型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)有其各自適用的最佳巖石單軸抗壓強(qiáng)度范圍值。一般情況下，在圍巖為中硬以上且整體性較好的隧道中，宜選用敞開(kāi)式掘進(jìn)機(jī)；中等長(zhǎng)度隧道且整條隧道地質(zhì)情況相對(duì)較差的條件下使用單護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)；雙護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)常用于復(fù)雜地層的長(zhǎng)隧道開(kāi)挖，一般適應(yīng)于中厚埋深、中高強(qiáng)度、穩(wěn)定性基本良好地質(zhì)的隧道，對(duì)各種不良地質(zhì)和巖石強(qiáng)度變化有較好適應(yīng)性。

40掘進(jìn)機(jī)主機(jī)的選擇刀盤(pán)直徑：按掘進(jìn)機(jī)的類(lèi)型、成洞洞徑、襯砌厚度等確定，可按下式計(jì)算：開(kāi)敞式D=d+2（h1+h2+h3）護(hù)盾式

D=D0+2（δ+h）式中：D—刀盤(pán)直徑，m；

d—工程要求的成洞洞徑，m；

h1—預(yù)留變形量（考慮掘進(jìn)誤差、圍巖變形量、模注襯砌誤差），m；

h2—初期支護(hù)厚度，m；

h3—二次襯砌厚度，m；

D0—管片內(nèi)徑，m；

δ—管片厚度，m；

h—灌注的礫石平均厚度，m。41掘進(jìn)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的選擇刀盤(pán)轉(zhuǎn)速：應(yīng)根據(jù)圍巖類(lèi)別及刀盤(pán)直徑等因素確定。刀盤(pán)轉(zhuǎn)速的選擇還與刀盤(pán)直徑有關(guān)，計(jì)算公式為：

n=60Vmax/πD式中：n—刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，r/min；

Vmax

—邊刀回轉(zhuǎn)最大線(xiàn)速度，m/s，一般控制在2.5m/s以?xún)?nèi)；

D—刀盤(pán)直徑，m。刀盤(pán)轉(zhuǎn)速與直徑成反比，刀盤(pán)直徑越大，轉(zhuǎn)速越低。

42掘進(jìn)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的選擇刀盤(pán)扭矩：根據(jù)圍巖條件、掘進(jìn)機(jī)類(lèi)型、掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)、掘進(jìn)機(jī)直徑確定。刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)功率：根據(jù)刀盤(pán)扭矩、轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)效率確定。掘進(jìn)推力：必須根據(jù)各種推進(jìn)阻力的總和及其所需要的富裕量確定。掘進(jìn)行程：宜選用長(zhǎng)行程，護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)行程必須根據(jù)管片環(huán)寬確定。合理選擇掘進(jìn)機(jī)行程對(duì)加快掘進(jìn)速度、提高施工進(jìn)度十分有利。選用合理長(zhǎng)行程可減少換步次數(shù)，提高總體施工速度。減少停開(kāi)機(jī)次數(shù)有利于延長(zhǎng)掘進(jìn)機(jī)壽命，當(dāng)使用護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)時(shí)，還可減少混凝土管片接縫數(shù)量，從而減少滲漏水的概率。貫入度：也稱(chēng)切深，即刀盤(pán)每轉(zhuǎn)動(dòng)一周刀具切入巖石的深度。貫入度指標(biāo)與巖石特性有關(guān)，如巖石類(lèi)別、單軸抗壓強(qiáng)度、裂隙發(fā)育、可鉆性、耐磨度、孔隙率等。對(duì)掘進(jìn)機(jī)本身而言，掘進(jìn)速度=刀盤(pán)轉(zhuǎn)速×貫入度，在相同的掘進(jìn)速度情況下，刀盤(pán)轉(zhuǎn)速高時(shí)的貫入度低，刀盤(pán)扭矩小，而此時(shí)推進(jìn)力相對(duì)也較小。43掘進(jìn)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的選擇技術(shù)準(zhǔn)備

設(shè)備、設(shè)施準(zhǔn)備

材料準(zhǔn)備作業(yè)人員準(zhǔn)備施工場(chǎng)地布置

預(yù)備洞、出發(fā)洞隧道洞口一定長(zhǎng)度內(nèi)圍巖一般不太好，掘進(jìn)機(jī)的長(zhǎng)度比較大，TBM正式工作前需要開(kāi)挖一定深度的預(yù)備洞和出發(fā)洞。預(yù)備洞是指自洞口用鉆爆法挖掘到圍巖條件較好的洞段，用于機(jī)器撐靴的撐緊；出發(fā)洞是由預(yù)備洞再向里按刀盤(pán)直徑掘出、用以TBM主機(jī)進(jìn)入的洞段。如秦嶺Ⅰ線(xiàn)隧道預(yù)備洞為300m、出發(fā)洞為10m。44全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)施工

掘進(jìn)機(jī)在進(jìn)入預(yù)備洞和出發(fā)洞后即可開(kāi)始掘進(jìn)作業(yè)。掘進(jìn)作業(yè)分起始段施工、正常推進(jìn)和到達(dá)出洞三個(gè)階段。掘進(jìn)機(jī)始發(fā)及起始段施工：掘進(jìn)機(jī)空載調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)正常后開(kāi)始掘進(jìn)機(jī)始發(fā)施工。開(kāi)始推進(jìn)時(shí)通過(guò)控制推進(jìn)油缸行程使掘進(jìn)機(jī)沿始發(fā)臺(tái)向前推進(jìn)，始發(fā)臺(tái)必須固定牢靠，位置正確。刀盤(pán)抵達(dá)工作面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤(pán)，直至將巖面切削平整后，開(kāi)始正常掘進(jìn)。在始發(fā)掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)以低速度、低推力進(jìn)行試掘進(jìn)，了解設(shè)備對(duì)巖石的適應(yīng)性，對(duì)剛組裝調(diào)試好的設(shè)備進(jìn)行試機(jī)作業(yè)。在始發(fā)磨合期，要加強(qiáng)掘進(jìn)參數(shù)的控制，逐漸加大推力。起始段掘進(jìn)是掌握、了解掘進(jìn)機(jī)性能及施工規(guī)律的過(guò)程。

45掘進(jìn)作業(yè)正常掘進(jìn)：掘進(jìn)機(jī)正常掘進(jìn)的工作模式一般有三種：自動(dòng)扭矩控制、自動(dòng)推力控制和手動(dòng)控制模式。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況合理選用。在均質(zhì)硬巖條件下，選擇自動(dòng)控制推力模式；在節(jié)理發(fā)育或軟弱圍巖條件下，選擇自動(dòng)控制扭矩模式；掌子面圍巖軟硬不均，如果不能判定圍巖狀態(tài)，選擇手動(dòng)控制模式。掘進(jìn)過(guò)程中，觀察各儀表顯示是否正常；檢查風(fēng)、水、電、潤(rùn)滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)的供給是否正常；檢查氣體報(bào)警系統(tǒng)是否處于工作狀態(tài)和氣體濃度是否超限。施工過(guò)程中要進(jìn)行實(shí)際地質(zhì)的描述紀(jì)錄、相應(yīng)地段巖石物理特性的實(shí)驗(yàn)記錄、掘進(jìn)參數(shù)和掘進(jìn)速度的記錄并加以圖表化，以便根據(jù)不同地質(zhì)狀況選