第11章 TBM技术

tbm工作原理TBM工作原理随着现代城市的迅速发展和城市化进程的加快，地下空间的利用变得越来越重要。

而随之而来的地下工程建设也成为了一项重要的任务。

在地下工程建设中，一种被广泛应用的技术就是TBM（全称为Tunnel Boring Machine，中文翻译为隧道掘进机）。

TBM是一种用于地下隧道掘进的机械设备，其工作原理是通过切削地下岩石和土壤来开挖隧道。

下面将详细介绍TBM的工作原理。

1. 推进系统TBM的推进系统是控制机身前进和定位的关键部件。

推进系统由主推进缸和辅助推进系统组成。

主推进缸通过液压系统提供推进力，将TBM推进到地下。

辅助推进系统则用于控制机身的定位，确保TBM能够准确地沿着设计的隧道轨迹前进。

2. 切削系统TBM的切削系统是实现地下岩石和土壤切削的关键部件。

切削系统由刀盘、刀具和剥离装置组成。

刀盘是TBM前端的旋转部件，通过旋转刀具对地下岩石和土壤进行切削。

剥离装置则负责将切削下来的岩石和土壤从刀具上剥离下来，并通过输送系统将其运出隧道。

3. 支护系统TBM的支护系统是为了防止隧道坍塌而设计的重要部件。

支护系统通常包括液压支撑装置、岩石和土壤锚杆、预制隧道衬砌等。

液压支撑装置通过对隧道壁进行支撑，确保隧道的稳定和安全。

岩石和土壤锚杆则用来加固地下岩石和土壤，防止其坍塌。

预制隧道衬砌则用于加固和保护隧道壁，提高隧道的使用寿命。

4. 排土系统TBM的排土系统是将切削下来的岩石和土壤从隧道中运出的部件。

排土系统通常包括刮板输送机、螺旋输送机、真空吸泥系统等。

刮板输送机通过刮板的运动将岩石和土壤推入输送机中，并将其运出隧道。

螺旋输送机通过螺旋的旋转将岩石和土壤推入输送机中，并运出隧道。

真空吸泥系统则通过负压将岩石和土壤吸入管道，并将其运出隧道。

总结起来，TBM的工作原理是通过推进系统将机身推进到地下，然后通过切削系统切削地下岩石和土壤，同时使用支护系统防止隧道坍塌，最后通过排土系统将切削下来的岩石和土壤运出隧道。

TBM技术在岩石隧道工程中的应用摘要：TBM（岩石隧道掘进机）技术作为当代隧道掘进技术的发展，在TBM 技术智能化、高机械化、施工快捷等特点的影响下，让大埋深、长距离、跨流域、跨海洋的隧道工程成为可能。

本文结合TBM技术应用，对TBM技术在我国的发展应用进行了简要的探究和阐述。

关键字：TBM技术；岩石隧道；工程应用随着科学技术以及物质生活水平的提高，TBM技术已经被广泛应用。

自上个世纪九十年代第一次由国外承包商运用掘进机实例以来，Robbins开始在意大利CMC公司中开始应用，月平均进尺在800米左右，远胜于国内施工。

之后引黄入晋的水利工程，秦岭隧道都使用了国外先进的机械掘进工程。

到现在，岩石隧道工程已经将机械化视为二十一世纪的新挑战和机遇。

TBM技术作为新型的隧道施工技术，有施工安全、机械化高等特点，它能将很多深埋的长隧道修建变成可能，所以在岩石隧道工程中具有广阔的应用前景。

一、TBM技术应用技术的发展（一）国外TBM技术应用在1852年世界上第一台蒸汽岩石掘进机诞生，虽然它最初的目标是开挖花岗岩，但是并未得到成功；1856年，Wilson制造的TBM在铁路隧道实验，但是只掘进了3米多久放弃了；1880年，英国成功研制了能够顺利掘进的TBM。

在1940-1950年间，发达国家在已有的研究经验上，继续研究，并且取得了比较理想的成就。

但是进入实用时期是在上个世纪五十年代左右。

在1956年，Humber 工程的TBM第一次得到世界认可，适用于各种强度的隧道围岩，同时该工程也引起了世界注意，让很多科研人员开始注重TBM研发。

从TBM技术应用过程来看，主要包含钻爆法、矿山法、新奥法等，并且都具有不可比拟的施工技术，具有广阔的市场前景。

在科学技术快速发展的今天，TBM技术已经得到了较为广泛的应用，世界上使用深埋长隧道施工的数量在不断上升。

从相关统计资料来看，世界上应用TBM技术进行施工的隧道已经有1000多条，总长度在4000Q千米或者以上。

tbm技术管理制度一、导论为了科学有效地管理TBM技术，提高项目施工效率和质量，我们建立了TBM技术管理制度。

这一制度是针对TBM隧道掘进工程的特点而制定的，涵盖了TBM技术的施工、监控、维护等方面。

通过严格执行这一制度，可以保证TBM施工的顺利进行，确保工程的质量和进度。

二、TBM技术管理制度的基本内容1. TBM技术管理组织1.1 TBM技术管理领导TBM技术管理领导负责制定TBM技术管理制度，并组织实施。

他们要负责TBM技术的培训和管理，定期检查TBM施工现场，确保施工工艺符合要求。

1.2 TBM技术管理团队TBM技术管理团队由具有丰富经验的TBM技术人员组成，他们负责指导TBM施工人员进行施工操作，解决施工中遇到的问题。

团队成员应定期参加相关培训，保持专业水平。

2. TBM技术管理制度2.1 TBM技术管理规程TBM技术管理规程包括TBM的施工工艺、设备操作规范、质量控制、安全措施等内容。

所有TBM施工人员都必须严格执行规程，确保施工质量和安全。

2.2 TBM技术管理手册TBM技术管理手册包括TBM的基本原理、维护要求、故障处理流程等内容。

所有TBM技术人员都必须熟悉手册内容，并按照要求进行操作。

3. TBM技术管理流程3.1 TBM施工前期准备在TBM施工前，要对施工现场进行勘察，确定隧道线路和开挖参数。

还要对TBM设备进行检查和维护，确保设备正常运行。

3.2 TBM施工过程管理在TBM施工过程中，要根据施工工艺要求，进行开挖、支护、出渣等操作。

同时要对施工过程中的数据进行监测和记录，及时处理施工中出现的问题。

3.3 TBM施工结束及验收TBM施工结束后，要对隧道进行清理和检查，确保施工质量符合要求。

由TBM技术管理团队进行最终验收，确认施工合格。

4. TBM技术管理质量控制4.1 TBM施工质量检查TBM施工过程中，要定期进行质量检查，确保施工符合要求。

对出现的问题要及时处理，保证施工的质量。

TBM（Tunnel Boring Machine）隧道掘进机，是利用回转刀具开挖，同时破碎洞内围岩及掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械；相对于目前常用的方法，TBM集钻、掘进、支护于一体，使用电子、信息、遥测、遥控等高新技术对全部作业进行制导和监控，使掘进过程始终处于最佳状态。

在国际上，现已广泛应用于水利水电、矿山开采、交通、市政、国防等工程中。

TBM在通过中小型水利水电不良地质地段的施工技术摘要：引水隧洞在采用TBM开挖过程中，遇到了地质条件十分复杂、断层裂隙发育、地下裂隙水十分丰富以及掌子面大量涌水的不良地质地段，隧洞围岩大部分属于我国水电分类中的IV，V级围岩。

在TBM通过这些不良地质地段时，采用了超前地质钻探、聚氨酯化学灌浆、增加污水水箱数量以及更换大管径排水管等技术措施，其中化学灌浆是最主要的技术措施，从而有效地解决了捧水问题，防止了掌子面围岩的坍塌，保证了TBM安全通过不良地质地段，按时完成了开挖进度，取得了良好的施工效果。

关键词：隧道工程 TBM 不良地质施工技术1 引言贵州水电站引水隧洞工程是国家西部大开发中的重点工程，隧洞全长13769m，采用由中国第二重型机械集团公司和美国罗宾斯公司(Robbin s)合作生产的双护盾1217-303型TBM(tunnel boring machine，简称T BM)进行开挖。

隧洞开挖直径为3.655 m，成洞直径为3.0 m，为有压隧洞，运行期内水压为0.17～0.20MPa。

该双护盾TBM的主要技术指标如表1所示。

表1 1217—303型TBM的主要技术指标隧洞衬砌采用4块四边形管片加锁定螺栓组成一环，环宽1.1m，管片之间采用螺栓连接，管片厚25cm，管片外侧与围岩之间先采用砾石回填，然后采用水泥灌浆。

根据地质勘察报告及原始设计资料，隧洞穿过的地层为：0～7 km桩段由下元古界黑山头组泥质板岩、砂质板岩及石英岩组成；7～13.769km桩段由上元古界震旦系灯影组花岗质白云岩、硅质白云岩和白云质灰岩组成。

2010年4月地质装备浅析TBM施工技术的优势何小松(北京振冲工程股份有限公司 北京 100102)摘 要:本文从T BM设备及施工技术在国内外的产生发展历史入手,首先简单介绍了T BM设备的组成和工作原理。

然后结合具体工程施工实践和翔实数据资料,从施工效率、质量、安全环保与投产效益等方面,全面系统地分析了T BM施工技术的综合优势,充分阐述了T BM作为一项技术含量极高的施工工艺,在国内隧道建设领域内的广阔前景。

关键词:T BM 施工技术 优势1 TBM施工技术的发展史早在1846年,意大利人就开始研究TBM (Tunnel Boring Machine),但是,TBM掘进机及其施工技术真正取得成功,当以1956年美国罗宾斯成功研制硬岩TBM为标志。

美、德、意、日等西方国家具有TBM设备的较长生产历史,比如:美国的罗宾斯公司(Robbins)、德国海瑞克公司(H ERREN KNECH T)等。

TBM掘进机及其施工技术在国外已经相当成熟。

近年来,硬岩TBM掘进机先后在铁路建设、水利水电等领域广泛采用,比如,桃花铺隧道、大伙房输水工程、引洮工程、锦屏水电站等工程就是其中的典型代表,并先后采用T BM倔进机施工并已成功完成或正在顺利施工。

2 TBM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。

3 TBM的技术优势TBM施工以其快速高效、安全环保等明显优势,更加适宜长距离隧洞(超过4~5km)、大埋深、跨流域甚至跨海洋的岩石隧道的修建。

tbm原理TBM原理。

TBM（Tunnel Boring Machine）是隧道掘进机的英文缩写，是一种专门用于隧道掘进的机械设备。

它采用了一种先进的隧道掘进技术，能够在地下快速、高效地开凿隧道，广泛应用于地铁、水利、交通等领域。

那么，TBM是如何实现隧道掘进的呢？下面我们就来详细介绍一下TBM的工作原理。

首先，TBM的主要部件包括刀盘、推进装置、支撑系统和排土系统。

刀盘是TBM的核心部件，它由大量的刀具组成，可以在地下岩石中进行切削。

推进装置则负责推动TBM向前行进，同时支持和稳定刀盘的工作。

支撑系统用于加固隧道壁，防止地下岩石的坍塌。

排土系统则负责将切削后的岩石颗粒输送到地面。

TBM的工作原理是通过刀盘的旋转和推进装置的推动来实现的。

当TBM开始工作时，刀盘开始旋转，刀具与地下岩石接触并进行切削。

同时，推进装置向前推动TBM，使刀盘能够持续地进行切削。

切削后的岩石颗粒被排土系统输送到地面，随着TBM的推进，隧道逐渐形成。

在TBM工作过程中，支撑系统起着非常重要的作用。

它能够及时加固隧道壁，防止岩石坍塌，确保隧道的稳定和安全。

同时，支撑系统还可以为TBM提供足够的工作空间，保证刀盘和排土系统的正常运行。

除了上述的主要部件和工作原理外，TBM还具有自动化控制系统。

这个系统可以监测和控制TBM的工作状态，保证其在隧道掘进过程中的稳定性和安全性。

同时，自动化控制系统还能够对TBM进行故障诊断和维护，延长设备的使用寿命。

总的来说，TBM是一种高效、快速的隧道掘进设备，其工作原理主要包括刀盘的切削、推进装置的推动、支撑系统的加固和排土系统的输送。

通过这些部件和工作原理的协同作用，TBM能够在地下开凿出稳定、安全的隧道，为城市的发展和建设提供了重要的技术支持。

水利工程TBM施工技术分析摘要：在大规模隧道施工中，TBM施工技术的应用优势较为明显。

在我国该技术出现和应用的时间虽然较短，但是经过不断的施工、实践和总结，TBM施工技术的应用水平得到大幅提升。

本文对TBM的工艺原理及施工方法进行了介绍，探讨了TBM施工技术在水利工程中的应用，希望可以为该技术在其他工程中的应用提供借鉴和参考。

关键词：水利工程；TBM；施工技术一、TBM技术的基本概述TBM的全称是全断面隧道掘进机，在各类的隧道工程施工中，这种设备的适用性更好。

在隧道工程中，TBM实现了隧道开挖、支护与出渣等多个工序的结合，属于机电一体化设备，其在工程领域的应用实现了施工作业的自动化、智能化。

TBM中融合了计算机技术、激光信息技术、遥控技术等先进技术，由于其技术的特征性，使得在实际的施工过程中能够实现全过程的跟踪管理。

二、案例分析1工程概况本文水利工程线路全长为148.246km，一共需要建设5条隧道，隧道的总长度为140.771km，经过全面研究施工规划，决定应用TBM及钻爆法对隧道进行施工。

2TBM的工艺原理、设备配置及施工方法2.1TBM的工艺原理及施工特点TBM设备的主要构成部分有：推进系统、刀盘、支撑、机头架和大梁，其具体的工作原理是通过综合利用自主机监控系统、支撑系统、超前处理系统以及牵引系统等实现开挖操作。

整个工艺流程包含TBM掘进、出渣和初期支护三个施工环节。

在正式运行设备前，工作人员需要对后配套系统调试。

概括来说，TBM施工技术的特点有：①施工速度快，施工效率高，可以保证掘进施工连续进行，初期支护、掘进和出渣作业可以同步完成；②施工质量好，应用机械破岩的施工方式可以避免对周围岩体的扰动，极大程度降低了模筑混凝土衬砌工程量；③施工过程十分高效，不仅可以节省工期，还节省了后期的运维成本，极大地提高了项目的经济效益和社会效益；④施工过程较为安全，可以有效减少人工作业量，将安全事故的发生概率降到最低。

简述TBM发展及应用摘要：近几年，TBM正成为我国长大隧道施工的最主要施工方法，本文主要简述了TBM的起源和发展，主要分类，构造和原理以及在国内工程中的应用。

关键词：TBM；发展；应用引言：TBM 是英语Tunnel Boring Machine（隧洞掘进机）的简称，是利用回转刀具开挖，同时破碎洞内围岩及掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械。

它具有速度快、质量优、费用低、施工安全等优点，具有很好的生态环境、经济和社会效益，现已广泛应用于铁路、公路、水利、水电、城市地铁、越江和海底等隧道工程，也正成为我国今后长大隧道设计施工最主要的施工方法。

1.TBM的起源和发展TBM先驱者是一个是叫亨利-约瑟. 毛瑟的比利时工程师。

1846 年，毛瑟的“片山机（mountain-slicer）” 在都灵附近的一个军工厂组装成形。

他庞大而复杂，体积超过一节火车头，他有一百多个钻头。

整个机器俨然就是凸轮，拉杆，活塞和弹簧的丛林。

不论实用与否，它确实是沉思的产物。

毛瑟的片山机虽然没有经过实践检验，但却是公认第一台TBM。

1952年，美国的詹姆士.罗宾斯将索镐与滚刀相结合，试图克服第一台掘进机TBM中存在的刀具问题，但初期的试验均失败了。

4年后，罗宾斯再次仿照100年前的威廉斯的设计，即只采用滚刀，此次成功了。

此后，TBM掘进机的应用得到了很大推广，从软岩到硬岩，均取得了成功。

在刀具和其他机械系统方面，也做了许多改进和发展，使TBM在硬岩中的掘进速度超过了钻爆法的掘进速度。

TBM的诞生实现了隧洞建设者们的理想。

它为隧洞施工走向机械化、标准化创造了条件，使施工程序大大简化，开挖、衬砌、出渣同步进行，基本实现了流水线作业，独头掘进可达15到20公里。

在硬岩中TBM的平均日进尺率为钻爆法的5-8倍，TBM掘进技术除了有较钻爆法快速掘进的优势外，还为隧洞工作者提供了更为安全、文明的施工条件，取消了不必要的支洞和相应的临建设施，减少了施工对围岩的扰动，由此带来的经济效益、时间效益和社会效应是巨大的。