全断面隧道掘进机报告(郑州117页PPT

全断面隧道掘进机技术风险分析与施工措施【摘要】全断面隧道掘进机（TBM）是一种集机、电、液为一体的大型隧道掘进装备，本文针对TBM/盾构机的技术风险进行分析，并阐述在其施工中应采取的安全措施。

【关键词】隧道掘进机；安全管理；地下工程；隧道0.前言全断面隧道掘进机（Tunnel Boring Machine，TBM），是利用回转刀具开挖（同时破碎及掘进）隧道整个断面的机械。

按适用地层分类，欧美等国统称为TBM，在我国和日本一般把用于硬岩掘进的称为TBM，用于软土地层掘进的称为盾构机。

由于隧道掘进机具有施工速度快，噪声振动小，人员安全性高的优点，在各种隧道工程中得到日益广泛的应用，但由于其与传统隧道施工方法完全不同，因此对技术风险分析和安全管理提出了新的要求。

1.TBM的应用现状自1841年世界第一座用盾构法修建的英国泰晤士河水底隧道以来，迄今已有160余年历史。

在城市地铁工程中，适用于软土的盾构机有已得到较为广泛的应用，如北京地铁自2001年开始采用土压平衡盾构机修建了地铁5号线雍和宫一北新桥站区间试验工程，随后在上海、天津等软土地层的城市地铁建设中得到了充分推广。

但硬岩TBM应用较少，仅重庆地铁6号线使用了开敞式TBM。

经充分研究论证，青岛地铁2号线将使用针对青岛地质条件定制的改良型双护盾TBM掘进，这将是双护盾TBM在国内地铁行业的首次应用。

2.TBM技术风险分析与其他工程项目相比，隧道工程由于具有隐蔽性、复杂性和不确定性等突出的特点，工程风险高。

无论是设计、施工、决策都会遇到很多困难和障碍。

尤其是在城市繁华地段或周围环境、建筑物，管线等复杂的地带，如果在设汁、施工中考虑不周，就会造成不必要的重大的损失和负面影响。

因此，必需对其技术风险进行系统全面的分析，采取针对性措施，以达到安全、经济、高效的建设目标。

2.1地质预测预报准确性风险及措施2.1.1风险分析由于地质勘探的局限性，在设备掘进过程中遇到未预测到的不良地质和地下障碍物的风险较大。

全断面隧道掘进机施工煤矿巷道情况现状与总结摘要：随着煤炭开采技术的进步，采掘设备重型化、大型化已成为现代化大型矿井的发展趋势，全断面隧道掘进机也逐渐成为矿山领域巷道施工的重要手段。

但掘进机施工煤矿巷道带来的掘进、出渣、支护及不良地层处理问题，需要在未来施工中逐一解决。

本文着重介绍国内已有的掘进机施工煤矿巷道经验，旨在为后续设备制造和施工提供参考。

1. 玛纳斯涝坝湾煤矿副平硐工程1.1 地质情况本工程为由神华新疆能源有限责任公司所开发的玛纳斯涝坝湾煤矿副平硐工程，是国内首次将大型复合式岩石掘进机用于煤矿巷道的工程。

工程地点位于新疆维吾尔族自治区乌鲁木齐以西100km处玛纳斯县境内，地处玛纳斯县南部距县城55km塔西河乡涝坝湾内塔西河南侧。

本工程主要内容为副平硐及石门施工：副平硐南北走向，设计长度5318m，石门设计长度900m，总长6218m。

本工程6.2公里隧道共有4个地质探孔。

沿隧道前进方向分别是G2011-4、G2011-3、G2011-2、G2011-1。

图5.1 新疆玛纳斯涝坝湾副平硐地理位置图5.2 新疆玛纳斯涝坝湾副平硐岩层照片1.2 工程特点及设备简介本工程的特点及难点如下：6.2km独头掘进，最大埋深320m；主要为泥质粉砂岩、砂砾岩岩体，抗压强度6～54MPa，局部存在富水层、破碎带等不良地质；穿越涝坝湾湖，湖面标高1823m，局部穿越煤层；首次采用具有“安全、快速、环保”优势的全断面掘进机（复合式盾构机）施工煤矿平硐；地处偏僻，物资运输难度大；冬季洞外始发。

本工程采用铁建重工ZTE6420复合式盾构机。

可以根据地层的不同特性分别采用不同的掘进模式进行开挖：在不稳定的地层中开挖时掘进机可以采用土压平衡模式掘进；在稳定性比较好的地层中可以采用敞开式掘进；根据实际地层的不同还可以采用半敞开式掘进；三种掘进模式可以灵活转换。

2012年9月8日始发，2015年1月20贯通，累计掘进5855m，中途因其他不可控因素停机约4个月。

【摘要】本文首先对全断面隧道掘进机的类型和特点进行总结，对全断面掘进设备特征与关键技术进行分析，对断面隧道掘进机的主要部件进行研究，对全断面隧道掘进机的发展趋势进行探讨。

【关键词】全断面；隧道；掘进机；开挖；1、引言隧道的全断面施工方法共有三种，分别是钻爆法、全断面隧道掘进机施工法以及混合法，一般而言隧道全断面施工所面临的环境和地质条件等都较为复杂，所以在对其施工方法的选择方面，还没有一个标准。

本文结合实际工程实践，分别对隧道掘进机类型、特点、设备特点、关键技术以及主要发展趋势等进行分析，不足之处，敬请指正。

2、全断面隧道掘进机的类型和特点2.1 按照围岩地质进行分类在岩石层中对隧道的掘进机，往往这些设备具有较为稳定的性能，在埋深较厚、强度较高的岩层中能够发挥其真正的作用，因此其面临的主要问题就是如何破岩。

在松软地层掘进隧道的掘进机，此类型的掘进机往往用于在一定的地下水位下，而且其针对的是均质软弱的地层，对长度有限的隧道进行开挖。

此类掘进机需要克服的问题，即是如何空洞及开挖掌子面，并确保其稳定性，如果隧道施工中以对市区环境地表沉降进行控制时，如何确保隧道的稳定性的问题就变得尤其显著。

2.2 按照开挖直径进行分类首先，微型掘进机，其外形直径一般在25cm到300cm之间，直径不大，工作空间比较狭小；其次，中型掘进机，直径一般在300cm到800cm之间，直径偏大，一般在大型工程中能够见到此类掘进机；最后，巨型掘进机，其外形直径不小于800cm，机械设备较为沉重，除非是超大型工程中才有应用。

2.3 按照护盾形式进行分类按照护盾形式进行分类，可以将掘进机分成开敞式掘进机、单护盾式掘进机以及双护盾式掘进机。

3、全断面掘进设备特征与关键技术现阶段，我国设备制造技术、生产能力等方面都有了较大的发展，按照图纸进行加工是可以实现的，然而在掘进机设备的关键配套部件方面依然存在非常大的差距。

所以，现阶段需要克服的关键技术包括以下几个方面：（1）隧道掘进机施工工艺和应用方面；（2）隧道掘进机的整体结构设计，包括其设计理论、设计方面、机型多样性应用以及系统配套软件的开发等；（3）隧道掘进机刀盘切削系统的主要技术；（4）隧道掘进机的推进以及排渣系统的主要技术；（5）隧道掘进机的盾尾密封主要技术；（6）隧道掘进机的衬砌结构，以及支护注浆系统等的主要技术，及其配套装备的研究；（7）隧道掘进机液压系统、电气系统等的设计，及其应用分析；（8）隧道掘进机在隧道进行掘进的过程中发挥其导向和监控的装置研究；（9）隧道掘进机在进行施工过程中实时工况监测，以及事故预警系统等的研究；（10）隧道掘进机中的诸多零部件的研究，包括专用刀具、轴承以及密封件等。