TBM施工原理和施工技术

TBM快速安装施工工法TBM快速安装施工工法一、前言TBM（Tunnel Boring Machine），即隧道掘进机，是现代隧道施工中常用的一种设备，能够实现隧道的快速、安全、高效施工。

TBM快速安装施工工法以TBM为主要设备，通过对施工工法与实际工程之间的研究和实践，逐步形成了一套完善的施工流程和操作方法，使得隧道施工更加简单、便捷和可靠。

二、工法特点TBM快速安装施工工法具有以下几个特点：1.快速施工：采用TBM作为主要设备，能够实现快速的隧道掘进，大大缩短了工期。

2.高效率：TBM具有高效率、自动化和连续作业的特点，能够在施工过程中实现连续的掘进、支护和砌筑，提高了工作效率。

3.安全可靠：通过控制TBM的操作和监测系统，能够实时监测隧道的变形和地质情况，保证施工安全可靠。

4.环保节能：TBM施工不会产生大量的噪音和废料，对周边环境没有污染，符合环保要求。

5.质量稳定：TBM作业过程中，能够控制土体变形和岩体裂隙扩展，保证隧道的质量稳定。

6.适应性强：TBM可以适应不同地质条件和隧道形状，可以应用于各类岩土隧道和软土隧道的施工。

三、适应范围TBM快速安装施工工法适用于以下几个方面：1.地质条件好的隧道：适用于地质条件较好、土体稳定、隧道长度较长的地区，能够提高施工效率。

2.城市地铁隧道：适用于城市地铁隧道的施工，能够减少噪音和振动对周边建筑的影响。

3.水下隧道：适用于水下隧道的施工，能够利用TBM 的自动化作业特点，实现快速、安全的施工。

4.特殊工程隧道：适用于特殊工程隧道，如地下储气库、地下核堆等，能够满足对施工安全和质量的要求。

四、工艺原理TBM快速安装施工工法通过分析TBM的工作原理和机械结构，以及对施工工程的实际情况进行研究和分析，确定了一系列的技术措施和工艺流程，以保证施工的质量和效率。

1.掘进过程控制：通过对TBM掘进过程中的刀盘转速、推进力和刀盘刀具的选择和调整，控制土体的掘进速度和变形情况。

浅谈城市轨道交通TBM始发施工技术摘要：就当前情况而言，TBM已经成为隧道常用的一种施工方法，为地下空间的合理开发及科学利用奠定了良好的技术基础，然而受到勘探条件等相关因素的影响，在隧道TBM施工过程中极有可能遭遇不良地质条件，进而形成隧道地质灾害，对施工的正常进行产生负面影响。

始发是TBM施工时最为关键的一步，鉴于此，本文将针对城市轨道交通TBM始发施工技术展开深入剖析，并明确了其中存在的关键问题，最后提出了可行的质控建议，以期能为类似工程提供参考借鉴。

关键词：城市轨道交通；TBM；始发施工引言：伴随着社会经济水平的迅猛发展以及科学技术水平的提升，我国隧道工程呈长、大、广、深、群的方向进一步发展，再加上地应力、水头压力以及涌水量的增加，地温梯度也随之大幅度提升，开采过程中扰动强烈等现象越来越明显，并且地质条件恶劣，造成深部隧道周围的岩体出现特有的力学现象，如若依旧沿用以往传统的隧道建设理论及施工工艺不仅不能确保各项施工有条不紊地进行，甚至出现工程事故或者重大灾难。

故而，应积极寻找符合隧道特点的掘进技术以及岩体稳定技术，对确保后续施工的正常开展具有重要现实意义。

1简述TBM技术、组成以及优势[王1]1.1TBM技术概述TBM施工是隧道开挖过程中一种常用的施工方法，主要有挤压和削切两种方式，挤压就是将掘进机刀盘上的滚刀利用外力压入到岩石中并将其捣碎，而削切则是充分利用岩石具备的不抗剪性，使用滚刀将其剪碎，但是两种方式都是利用刀盘的铲斗齿收集碎石并置于主机皮带上完成输送工作，送出隧道后使用专门运输车运送到指定位置。

1.2TBM组成与工作原理TBM是集机械、电子、液压以及激光控制等技术为一体，实现了高度机械化和自动化，是当前最先进的大型地下隧道施工成套装备。

TBM由主机、后配套组成等设备、设施组成，包括刀具刀盘、刀盘支撑、主轴承、操作室、护盾、主梁以及支撑等等。

TBM在掘进作业时，掘进机刀盘以一定速度旋转，并将推力传递至刀具，岩石在刀具的作用下形成破碎石块，石块经铲斗送达各级皮带，并向洞外输送，同时，推进油缸不断推动刀具刀盘向前掘进，经换步作业后，进入下一个掘进循环。

TBM掘进机施工技术的详细介绍(2007-04-06 18:33:23)转载1.TBM掘进机施工环节TBM是英文“Tunnel Boring Machine”的缩写，中文意思是隧洞掘进机。

它具有快速、安全、高效的显著特点。

掘进机在我国甘肃引大入秦和山西万家寨引黄入晋等隧洞工程中相继应用，获得了很大效益。

掘进机虽然技术先进，但是，只有完全掌握这项技术，对隧洞施工全过程中的每一个环节进行严格把关，才能真正保证掘进机隧洞施工质量。

1.1地质勘察地质条件是影响掘进机隧洞施工质量的重要因素，也是掘进机选型的重要依据。

地质勘察成果资料要求全面、真实、准确。

1.2掘进机选型根据支护形式分为三种机型，分别适用于不同的地质条件。

①敞开式，常用于纯质岩。

②双护盾，常用于混合地层。

③单护盾，常用于劣质地层及地下水位较高的地层。

根据刀盘直径大小分为13种机械：2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m、9m、10m、11m、12m、13m、14m。

在掘进机上安装一些特殊设备，可以避免和消除地质条件变化对隧洞施工质量的影响。

如采用超前探钻、环形管片安装器、岩石锚固装置及易爆气体检测装置等。

1.3掘进机工作人员掘进机工作人员的素质和技术水平直接影响着隧洞施工质量，只有高素质和高水平的工作人员才能保证高质量的隧洞施工。

1.4掘进机检修和维护加强掘进机检修和维护，保证掘进机良好运行。

这对保证施工质量和延长掘进机寿命非常重要。

①边刀即位于刀盘周边的刀具，隧洞洞径由边刀尺寸决定。

在掘进过程中刀具磨损特别是边刀磨损非常严重，因此加强刀具磨损检查和更换新刀具对于保证洞径非常重要。

为了延长刀具使用寿命，磨损的边刀也可以用作面刀即位于刀盘面部的刀具再次使用，一般边刀最大允许磨损量约等于面刀最大允许磨损量的1/2。

当边刀达到其磨损极限时，应更换新刀具。

②主轴承，即与刀盘连接并驱动刀盘旋转的大型轴承，掘进机总进尺主要由主轴承使用寿命决定。

在掘进机检修期间，损坏的主轴承由于受到隧洞狭小空间的限制，难以拆除和更新安装，因此根据隧洞长度选用主轴承型号，加强对主轴承维护。

TBM 是英语Tunnel Boring Machine（隧洞掘进机）的简称，是目前国际上最先进的隧洞施工机械，它依靠机械的强大推力和剪切力破碎岩石（注：推力由高压液压油缸提供，使刀具能够贯入岩体，因此油缸的推力、道具的贯入度就是TBM的掘进速度的一个重要参数。

剪切力就是由安装在刀盘上的刀具——滚刀、切刀、刮刀等切割岩体实现的，刀盘由驱动轴承带动旋转提供扭矩和转速），使隧洞掘进、出碴、衬砌、灌浆、采用激光导向等工序平行作业，实现一次成洞。

TBM法对围岩扰动小，开挖面平整圆顺，超欠挖少，可以有效降低地质灾害发生风险，实现连续快速作业。

它具有速度快、质量优、费用低、施工安全等优点，广泛应用于水利、水电、城建、交通等行业。

（注）：Tunnel Boring Machine应该是所有“隧道掘进机”的统称（简写TBM），真正意义上的TBM主要分为两个大类，一个是岩石隧道掘进机（国内一般称为TBM，有单护盾和双护盾的，用于岩石隧道施工，初期支护多采用锚杆喷射混凝土支护，大部分还有二次衬砌，最终成型隧道，不过也有采用类似盾构管片形式一次成型的），另一个就是所谓的盾构机了（国内还是称为盾构机，分为土压平衡盾构机EPB-Tunnel Machine和泥水盾构机。

用于单一或者复合式的土层、砂层、岩层地质条件的隧道施工，没有初期支护，采用管片的形式进行拼装形成衬砌，一次成型隧道）。

另外还有一种顶管法，与盾构机相似，但是原理不同，应用范围也不一样，了解不多，是否属于TBM不敢确定，就不作解释了。

在国内，不要把“TBM”是划分后岩石隧道掘进机的称呼还是隧道掘进机的总称上混淆了。

在国外TBM可能就是我们称之为的岩石隧道掘进机，也可能是盾构机；在国内TBM就是岩石隧道掘进机。

TBM 适用于中硬岩层的开挖，最适宜于开挖岩石单轴抗压强度介于50～150MPa 的岩层。

当岩石的抗压强度超过150MPa时，将导致掘进机刀具磨损加剧，掘进速度降低，施工成本提高。

TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法一、前言TBM法（隧道掘进机法）是一种用于隧洞建设的先进施工技术，其将掘进机与混凝土衬砌管片预制进行结合，可高效、快速地完成隧洞施工。

本文将介绍TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法，包括其特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。

二、工法特点TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法具有以下特点：1. 高效快速：TBM法结合了掘进机掘进与混凝土衬砌管片预制，能够大大提高施工效率，加快工期。

2.施工质量高：采用管片预制工艺，保证了衬砌的质量均匀、强度高，能够满足隧洞设计要求。

3. 环境友好：TBM法对周边环境的破坏小，噪音、尘土污染少，能够保护生态环境。

三、适应范围TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法适用于各种隧洞工程，特别适用于地质条件较好、隧道规模较大、工期紧迫的情况。

四、工艺原理TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法的原理是通过掘进机进行隧洞的掘进，同时将混凝土管片预制好并通过传送系统送入隧道中进行衬砌。

这种工法的优势在于控制了隧洞掘进面的稳定，减小了地下水和土层的移动对隧洞周围环境的影响，同时节省了施工时间和人力物力资源。

五、施工工艺TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法包括以下施工阶段的工艺：1. 隧洞掘进：使用掘进机进行隧洞的掘进，同时进行地质勘察和隧道支护。

2. 管片预制：在预制场地进行混凝土管片的预制，包括钢筋的加工、混凝土的搅拌和浇筑。

3. 管片运输：使用传送系统将预制好的管片送入隧道中。

4. 管片拼装：在隧道内将管片进行拼装，形成衬砌结构。

5. 后续工序：对管片进行灌浆、固化等后续工序。

六、劳动组织TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法需要组织的劳动力包括掘进机操作工、预制管片工、传送系统操作工、拼装工等。

七、机具设备TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法所需的机具设备包括掘进机、管片预制设备（包括钢筋加工机、混凝土搅拌机等）、传送系统、拼装机械等。

双护盾TBM施工工艺摘要：TBM掘进技术引入我国已有一段时间，目前主要应用于引水隧道、铁路隧道等工程中。

而城市地铁修建过程中，重庆地铁采用复合式TBM施工。

青岛地铁采用双护盾TBM工法，采用Ⅱ、Ⅲ级围岩采用喷锚+模筑衬砌支护形式，Ⅳ、V级围岩采用管片衬砌的支护形式。

深圳轨道交通8号线一期主体工程8132标梧桐山南站～沙头角站区间及深圳城市轨道交通8号线二期8141标盐田食街站～大梅沙区间两台双护盾TBM为国内较为先进的TBM，全区间衬砌采用预制管片拼装方式，掘进速度快，为TBM在地铁施工领域提供了宝贵的施工经验。

关键词：双护盾TBM；优缺点；施工工艺前言TBM即Tunnel Boring Machine，中文名称为隧道掘进机。

根据支护形式分为开敞式、双护盾式、单护盾式3种类型。

开敞式TBM常用于硬岩施工；单护盾TBM常用于软岩及地下水位较高的不稳定地层施工；双护盾TBM 又称伸缩护盾式TBM，具有两种掘进模式，既可用于硬岩又可用于软岩，常用于混合地层施工，适应性非常广泛，其能安全地穿过断层破碎地带。

双护盾TBM硬岩掘进机又称伸缩护盾式TBM，是一种集机、电、液压、传感、信息技术于一体的隧道施工成套设备，可以实现连续掘进，能同时完成破岩、出碴、支护等作业，实现了工厂化施工，掘进速度较快，效率较高。

1、双护盾TBM工作原理TBM 的破岩刀具均采用盘形滚刀（简称滚刀）。

安装在刀盘上的滚刀在推进油缸推力作用下将刀刃压入岩面，随着刀盘的旋转，滚刀绕刀盘中心轴公转，并绕自身轴线自转。

双护盾TBM 采用单刃滚刀破岩，在刀盘强大的推力、扭矩作用下，滚刀在掌子面中心切缝上滚动，当推力超过岩石的强度时，滚刀下的岩石直接破碎，滚刀贯入岩石，掌子面被滚刀挤压碎裂而形成隧道同心圆沟槽。

随着沟槽深度的增加，岩体表面裂纹加深扩大，当超过岩石剪切和拉伸强度时，相邻同心圆沟槽间的岩石成片剥落，形成石碴。

（1）双护盾掘进模式在围岩稳定性较好的地层中掘进时，位于后护盾的撑靴紧撑在洞壁上，为刀盘掘进提供反力，在主推进油缸的作用下使TBM 向前推进。