區(qū)間隧道施工方法PPT講義（共121）

隧道道施工工方方法法幾種種施施工工方方法法一新新奧奧法法二盾盾構(gòu)構(gòu)法法三TBM四淺淺埋埋暗暗挖挖法法新奧奧法法新奧奧法法新奧奧法法即新新奧奧地地利利隧隧道道施施工工方方法法的的簡簡稱稱，，原原文文是是NewAustrianTunnellingMethod簡稱稱NATM，新新奧奧法法概概念念是是奧地地利利學(xué)者者拉拉布布西西維維茲茲（（L.V.RABCEWICZ）教教授授于于50年代代提提出出的的，，它它是是以以隧隧道道工工程程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)和和巖巖體體力力學(xué)學(xué)的的理理論論為為基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，將將錨桿桿和噴射射混混凝凝土土組合合在在一一起起，，作作為為主主要要支支護(hù)護(hù)手手段段的的一一種種施施工工方法法。。原理理：新奧奧法法是是應(yīng)應(yīng)用用巖巖體體力力學(xué)學(xué)理理論論，，以以維維護(hù)護(hù)和和利利用用圍巖巖的的自自承承能能力力為基基點(diǎn)點(diǎn)，，采采用用錨桿桿和和噴噴射射混混凝凝土土為主主要要支支護(hù)護(hù)手手段段，，及及時(shí)時(shí)的的進(jìn)進(jìn)行行支支護(hù)護(hù)，，控控制制圍圍巖巖的的變變形形和和松松弛弛，，使使圍圍巖巖成成為為支支護(hù)護(hù)體體系系的的組組成成部部分分，，并并通通過過對對圍圍巖巖和和支支護(hù)護(hù)的的量量測測、、監(jiān)監(jiān)控控來來指指導(dǎo)導(dǎo)隧隧道道施施工工和和地地下下工工程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)施施工工的的方方法法和和原原則則。。新奧奧法法隧隧道道模模型型錨桿桿二次次襯襯砌砌施工工過過程程基本本原原則則少擾動(dòng)早噴錨勤測量緊封閉（1）充充分分保保護(hù)護(hù)圍圍巖巖，，減減少少對對圍圍巖巖的的擾擾動(dòng)動(dòng)。。（2）充充分分發(fā)發(fā)揮揮圍圍巖巖的的自自承承能能力力。。（3）盡盡快快使使支支護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)閉閉合合。。（4）加加強(qiáng)強(qiáng)監(jiān)監(jiān)測測，，根根據(jù)據(jù)監(jiān)監(jiān)測測數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)指指導(dǎo)導(dǎo)施施工工。。測量量斷面面大大小小及及位位置置臺階階法法環(huán)形形開開挖挖預(yù)預(yù)留留核核心心土土法法中洞洞法交叉叉中中隔隔壁壁法法中隔隔壁壁法法雙側(cè)壁壁導(dǎo)導(dǎo)坑坑法法盾構(gòu)構(gòu)法法盾構(gòu)構(gòu)機(jī)機(jī)（（軟軟土土層掘進(jìn)進(jìn)機(jī)機(jī)））于于1847年發(fā)發(fā)明明，，它它是是一一種種帶帶有有護(hù)護(hù)罩罩的的專專用用設(shè)設(shè)備備。。利利用用尾尾部部已已裝裝好好的的襯襯砌砌塊塊作作為為支支點(diǎn)點(diǎn)向向前前推推進(jìn)進(jìn)，，用用刀刀盤盤切切割割土土體體，，同同時(shí)時(shí)排排土土和和拼拼裝裝后后面面的的預(yù)預(yù)制制混混凝凝土土襯襯砌砌塊塊。。盾盾構(gòu)構(gòu)機(jī)機(jī)掘掘進(jìn)進(jìn)的的出出碴碴方方式式有有機(jī)機(jī)械械式式和和水水力力式式，，以以水水力力式式居居多多。。水水力力盾盾構(gòu)構(gòu)在在工工作作面面處處有有一一個(gè)個(gè)注注滿滿膨膨潤潤土土液液的的密密封封室室。。澎澎潤潤土土液液既既用用于于平平衡衡土土壓壓力力和和地地下下水水壓壓力力，，又又用用作作輸輸送送排排出出土土體體的的介介質(zhì)質(zhì)。。軟軟土土層層掘掘進(jìn)進(jìn)機(jī)機(jī)原理盾構(gòu)法是暗挖挖法施工中的的一種全機(jī)械械化施工方法法。它是將盾盾構(gòu)機(jī)械在地地中推進(jìn)，通通過盾構(gòu)外殼殼和管片支承承四周圍巖防防止發(fā)生往隧隧道內(nèi)的坍塌塌。同時(shí)在開開挖面前方用用切削裝置進(jìn)進(jìn)行土體開挖挖，通過出土土機(jī)械運(yùn)出洞洞外，靠千斤斤頂在后部加加壓頂進(jìn)，并并拼裝預(yù)制混混凝土管片，，形成隧道結(jié)結(jié)構(gòu)的一種機(jī)機(jī)械化施工方方法。盾構(gòu)機(jī)既是一一種施工機(jī)具具，也是一種種強(qiáng)有力的臨臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)。盾構(gòu)機(jī)外外形上看是一一個(gè)大的鋼管管機(jī)，較隧道道部分略大，，它是設(shè)計(jì)用用來抵擋外向向水壓和地層層壓力的。它它包括三部分分：前部的切切口環(huán)、中部部的支撐環(huán)以以及后部的盾盾尾。大多數(shù)數(shù)盾構(gòu)的形狀狀為圓形，也也有橢圓形、、半圓形、馬馬蹄形及箱形形等其他形式式。土壓平衡盾構(gòu)構(gòu)工作原理盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，，其前端刀盤盤旋轉(zhuǎn)掘削地地層土體，切切削下來的土土體進(jìn)入土艙艙。當(dāng)土體充充滿土艙時(shí)，，其被動(dòng)土壓壓與掘削面上上的土壓、水水壓基本平衡衡，使得掘削削面與盾構(gòu)面面處于平衡狀狀態(tài)(即穩(wěn)定狀態(tài))。示意圖如圖圖所示。由圖圖可知，這類類盾構(gòu)靠螺旋旋輸送機(jī)將碴碴土(即掘削棄土)排送至土箱，，運(yùn)至地表。。由裝在螺旋旋輸送機(jī)排土土口處的滑動(dòng)動(dòng)閘門或旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)漏斗控制出出土量，確保保掘削面穩(wěn)定定。土壓平衡盾構(gòu)構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)圖刀盤盾尾施工1.在盾構(gòu)法隧道道的起始端和和終結(jié)端各建建一個(gè)豎井，城市地鐵一般般利用車站的的端頭作為始始發(fā)或到達(dá)的豎井；2.盾構(gòu)在始發(fā)豎井內(nèi)安裝就位；3.依靠盾構(gòu)千斤斤頂推力（作作用在豎井后壁或新拼裝好的的襯砌上）將將盾構(gòu)從始發(fā)發(fā)工作井的墻墻壁開孔處推推出；4.盾構(gòu)在地層中中沿著設(shè)計(jì)軸軸線推進(jìn)，在在推進(jìn)的同時(shí)時(shí)不斷出土（（泥）和安裝裝襯砌管片；5.及時(shí)向襯砌背背后的空隙注注漿，防止地地層移動(dòng)和固固定襯砌環(huán)位位置；6.盾構(gòu)進(jìn)入到達(dá)豎井并被拆除，如施施工需要，也也可穿越豎井井再向前推進(jìn)。工作示意圖豎井施工豎井施工盾構(gòu)機(jī)安裝安裝就位推進(jìn)沙土搬運(yùn)和管管片運(yùn)輸沙土搬運(yùn)襯砌襯砌指的是為為防止圍巖變變形或坍塌，，沿隧道洞身身周邊用鋼筋筋混凝土等材材料修建的永永久性支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)。襯砌技技術(shù)通常是應(yīng)應(yīng)用于隧道工工程、水利渠渠道中。襯砌砌簡單說來就就是內(nèi)襯，常常見的就是用用砌塊襯砌，，可以是預(yù)應(yīng)應(yīng)力高壓灌漿漿素混凝土襯襯砌。二次襯砌二次襯砌是隧隧道工程施工工在初期支護(hù)護(hù)內(nèi)側(cè)施作的的模筑混凝土土或鋼筋混凝凝土襯砌，與與初期支護(hù)共共同組成復(fù)合合式襯砌。模筑襯砌模筑襯砌指立立拱架或模板板后修筑的隧隧道襯砌。在在全斷面開挖挖隧道灌筑整整體混凝土襯襯砌時(shí)，可實(shí)實(shí)行綜合機(jī)械械預(yù)制裝配式襯襯砌預(yù)制裝配式襯襯砌是將若干在工工廠或現(xiàn)場預(yù)預(yù)制的構(gòu)件運(yùn)運(yùn)入坑道內(nèi)，，用機(jī)械拼裝裝而成，一經(jīng)經(jīng)裝配，即可可承受圍巖壓壓力。⑴一經(jīng)經(jīng)裝配成環(huán)，，不需養(yǎng)生時(shí)時(shí)間，即可承承受圍巖壓力力；一經(jīng)裝配成環(huán)，不不需養(yǎng)生時(shí)間間，即可承受受圍巖壓力；大量構(gòu)件可以在工工廠成批生產(chǎn)產(chǎn)，在洞內(nèi)進(jìn)進(jìn)行機(jī)械化拼拼裝，從而改改善了勞動(dòng)條件，節(jié)省了勞動(dòng)動(dòng)力；拼裝時(shí)，不需要臨臨時(shí)支護(hù)如拱拱架、模板等等，從而節(jié)省省了大量的支支撐材料及勞勞動(dòng)力；拼裝速度因采用了了機(jī)械化而提提高，縮短了了工期，還可可能降低造價(jià)價(jià)。缺點(diǎn)，在坑道內(nèi)需需要足夠的拼拼裝空間，制制備構(gòu)件的尺尺寸要求有一一定的精度，，接縫多，防防水較困難等等，由于以上上原因，在我我國鐵路上未未能推廣使用用。擠壓混凝土襯襯砌擠壓混凝土襯襯砌可以是素素混凝土，也也可以是鋼筋筋混凝土，但但應(yīng)用的最多多的是鋼纖維維混凝土。擠壓混凝土的的襯砌一次成成型，內(nèi)表面面光滑，襯砌砌背后無空隙隙，故無需注注漿，且對控控制地層移動(dòng)動(dòng)特別有效。。但因擠壓混混凝土襯砌需需要較多的施施工設(shè)備，其其中包括混凝凝土成型用的的框模，拼拆拆框模的系統(tǒng)統(tǒng)，混凝土配配制車、泵、、閥、管等組組成的混凝土土配送系統(tǒng)。。而且，混凝凝土制備、配配送、鋼筋架架立等工藝較較為復(fù)雜，在在滲漏性較大大的土層中要要達(dá)到要求尚尚有困難。故故擠壓混凝土土襯砌的應(yīng)用用尚不廣泛。。管片管片運(yùn)輸管片運(yùn)輸管片運(yùn)輸管片拼裝管片拼裝盾構(gòu)到達(dá)豎井TBMTBM發(fā)展歷史簡介介隧道掘進(jìn)機(jī)(TunnelBoringMachine)是一種用機(jī)械械破碎巖石、、出碴與支護(hù)護(hù)實(shí)行連續(xù)作作業(yè)的綜合設(shè)設(shè)備，它是由由盾構(gòu)技術(shù)發(fā)發(fā)展而來的。。1818年英國布魯諾諾(Brunel)受蛀蟲鉆孔啟啟示，最早提提出盾構(gòu)雛形形與施工方法法。1846年意大利人Maus發(fā)明隧道掘進(jìn)進(jìn)機(jī)(盾構(gòu))。1851年美國人查理理士·威爾遜研制出出TBM試用于花崗巖巖掘進(jìn)未獲成成功。1881年波蒙特開發(fā)發(fā)出壓縮空氣氣式TBM，成功用于英英吉利海峽隧隧道直徑2.1m的勘探導(dǎo)坑。。美國羅賓斯(Robbins)公司1952年研制出第一一臺軟巖TBM，1956年又成功研制制中硬巖TBM。2022/10/26532022/10/2654TBM法的概述與應(yīng)應(yīng)用掘進(jìn)機(jī)（TunnelBoringMachine），簡稱TBM，是一種修建建巖質(zhì)隧道的的工廠化施工工技術(shù)。在機(jī)機(jī)械施工中很很長一段時(shí)期期，把在土質(zhì)質(zhì)隧道中采用用的機(jī)械稱為為盾構(gòu)，而把把在巖質(zhì)隧道道中施工的機(jī)機(jī)械稱為掘進(jìn)進(jìn)機(jī)，或巖石石掘進(jìn)機(jī)。由由于機(jī)械制造造技術(shù)的快速速發(fā)展，這種種區(qū)分越來越越不明顯，因因此目前多把把掘進(jìn)機(jī)和盾盾構(gòu)并稱為盾盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)。2022/10/2655TBM主要要制制造造商商美國國羅羅賓賓斯斯德國國海海瑞瑞克克公公司司德國國威威爾爾特特公公司司加拿拿大大拉拉法法特特日本本三三菱菱公公司Robbins2022/10/2656TBM刀盤盤結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖TBM破巖巖方方式式主主要要有有：：擠擠壓壓式式與與切切削削式式1.擠壓壓式式主要要是通通過過水水平平推推進(jìn)進(jìn)油油缸缸使使刀刀盤盤上上的的滾滾刀刀強(qiáng)強(qiáng)行行壓壓入入巖巖體體，，并并在在刀刀盤盤旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)推推進(jìn)進(jìn)過過程程中中聯(lián)聯(lián)合合擠擠壓壓與與剪剪切切作作用用破破碎碎巖巖體體。。滾刀刀類類型型：：圓圓盤盤型型、、楔楔齒齒形形、、球球齒齒型型2.切削削式主要要利用用巖巖石石抗抗彎彎、、抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度低低(僅為為抗抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度的的5~10%)的特點(diǎn)點(diǎn)靠靠銑削削(即剪剪切切)與彎彎斷斷破破碎碎巖巖體體。。在兩兩種種破破巖巖方方式式總總的的破破巖巖體體積積中中，，大大部部分分并并不不是是由由刀刀具具直直接接切切割割下下來來的的，，而而是是由由后后進(jìn)進(jìn)刀刀具具剪剪切切破破碎碎的的，，先先形形成成破破碎碎溝溝或或切切削削槽槽是是先先決決條條件件TBM破巖巖方方式式與與原原理理2022/10/2658TBM的優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：快速---約為鉆爆爆法的4~6倍；優(yōu)質(zhì)---洞壁光滑滑，超挖挖量少；；高效---節(jié)約襯砌砌，節(jié)約約人工勞勞動(dòng)；安全---安全性加加大，作作業(yè)環(huán)境境安全；；環(huán)保---非爆破開開挖，塵塵土、氣氣體、噪噪音污染少，，減少少輔助洞洞室，減減少地表表破壞；；自動(dòng)化、、信息化化程度高高。2022/10/2659缺點(diǎn)：1、設(shè)備購購置及使使用成本本大；2、施工途途中不能能改變開開挖半徑徑；3、地質(zhì)適適應(yīng)性較較差;4、斷面適適應(yīng)性較較差;5、運(yùn)輸困困難。TBM施工法始始于二十十世紀(jì)三三十年代代，限于于機(jī)械技技術(shù)水平平，其應(yīng)應(yīng)用實(shí)例例甚少。。五六十十年代隨隨著機(jī)械械工業(yè)與與掘進(jìn)機(jī)機(jī)技術(shù)水水平的不不斷提高高發(fā)展較較快。迄迄今為止止，世界界上采用用TBM施工的隧隧道超過過1000座，總長長度超過過4000km，以逐步步成為長長大隧道道修建的的主要施施工方法法之一。。國外典型型應(yīng)用——英吉利海海峽隧道道由2條外徑8.6m單線鐵路路隧道與與1條外徑5.6m輔助隧道道組成。。全長48.5km，海底段段長37.5km，隧道最最深處在在海平面面下100m，全部采采用TBM施工。英英國側(cè)6臺，岸邊邊段3臺海底段段3臺(單向推進(jìn)進(jìn)21.2km)。法國側(cè)側(cè)5臺，岸岸邊段段2臺海底底段3臺。最最深處處需承承受10atm水壓力力，平平均月月進(jìn)尺尺1000m/月。隧道建建成標(biāo)標(biāo)志著著TBM施工技技術(shù)的的最高高水平平，也也是融融合英英、美美、法法、德德等國國TBM施工技技術(shù)于于一體體的最最高成成就。。國內(nèi)外外應(yīng)用用概況況國內(nèi)應(yīng)應(yīng)用國內(nèi)TBM研發(fā)制制造始始于二二十世世紀(jì)六六十年年代中中期，，共生生產(chǎn)10余臺直直徑2.5~5.8m的TBM，先后后用于于下列列水電電與煤煤礦井井巷工工程。。國產(chǎn)產(chǎn)機(jī)型型月均均進(jìn)尺尺20~300m，累計(jì)計(jì)總掘掘進(jìn)長長度12km。云南西西洱河河水電電站引引水隧隧道引灤入入津新新王莊莊隧道道陡河河電站站的引引水隧隧道引大入入秦總總干渠渠38號隧道道北京落落坡嶺嶺水電電工程程貴州貓貓?zhí)雍铀婋娬疽硭淼栏＝堼堥T灘灘引水水隧道道江西萍萍鄉(xiāng)、、山西西懷仁仁、山山西古古交、、云南南羊場場煤礦礦楔齒型型與球球齒型型滾刀刀破巖巖原理理最初由由楔齒齒尖端端在滾滾刀轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)情情況下下產(chǎn)生生切向向張力力破壞壞巖石石的表表面，，切人人深度度為λ。然后后由齒齒尖的的楔入入力繼繼續(xù)引引起剪剪切破破壞，，楔入入深度度為h。由于于各齒齒環(huán)的的齒節(jié)節(jié)是不不同的的，因因此加加大了了楔齒齒的破破巖效效果。。球齒齒型滾滾刀的的破巖巖原理理與楔楔齒型型滾刀刀相同同，適適用于于硬巖巖掘進(jìn)進(jìn)。2022/10/2663TBM的結(jié)構(gòu)構(gòu)類型型，構(gòu)構(gòu)造和和工作作原理理一、全全斷面面TBMTBM基本構(gòu)構(gòu)造TBM由破巖巖機(jī)構(gòu)構(gòu)、推推進(jìn)機(jī)機(jī)構(gòu)、、巖碴碴裝運(yùn)運(yùn)機(jī)構(gòu)構(gòu)、導(dǎo)導(dǎo)向調(diào)調(diào)向機(jī)機(jī)構(gòu)及及吸塵塵、通通風(fēng)裝裝置等等幾部部分組組成。。破巖機(jī)機(jī)構(gòu)滾刀或或削刀刀在強(qiáng)強(qiáng)大軸軸推力力的作作用下下旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，切切削與與剪切切破碎碎巖石石。推進(jìn)機(jī)機(jī)構(gòu)主支撐撐鞋頂頂撐洞洞壁以以支承承和推推進(jìn)機(jī)機(jī)身。。副支支撐鞋鞋控制制振動(dòng)動(dòng)與方方向。。出碴機(jī)機(jī)構(gòu)破巖形形成的的片狀狀石碴碴，由由安裝裝在刀刀盤上上的鏟鏟碴斗斗鏟起起，鏟鏟斗旋旋轉(zhuǎn)到到頂部部卸入入集料料斗，，經(jīng)皮皮帶機(jī)機(jī)裝車車運(yùn)出出洞外外。導(dǎo)向及及調(diào)向向機(jī)構(gòu)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)機(jī)構(gòu)是是用來來指示示和校校核掘掘進(jìn)機(jī)機(jī)推進(jìn)進(jìn)的方方向，，使其其保證證符合合設(shè)計(jì)計(jì)的軸軸線和和坡度度的要要求。。通風(fēng)及及吸塵塵裝置置掘進(jìn)機(jī)機(jī)工作作時(shí)將將產(chǎn)生生大量量的熱熱量與與粉塵塵。故故對通通風(fēng)、、降塵塵要求求較高高。一一般在在刀盤盤頭部部安裝裝有吸吸塵設(shè)設(shè)備和和噴水水裝置置，掘掘進(jìn)時(shí)時(shí)連續(xù)續(xù)噴水水降塵塵。機(jī)機(jī)房內(nèi)內(nèi)專設(shè)設(shè)通風(fēng)風(fēng)降溫溫設(shè)備備。全斷面面TBM分類開敞式式TBM：配置置鋼拱拱架安安裝器器與噴噴錨等等輔助助設(shè)備備。常常用于于硬巖巖，采采取有有效支支護(hù)手手段后后也可可應(yīng)用用于軟軟巖隧隧道。。雙護(hù)盾盾TBM：適用用于各各種地地質(zhì)，，既能能適應(yīng)應(yīng)軟巖巖，也也能適適應(yīng)硬硬巖或或軟硬硬巖交交互地地層。單護(hù)盾盾TBM：常用用于劣劣質(zhì)地地層。。單護(hù)護(hù)盾TBM推進(jìn)時(shí)時(shí)利用用管片片作支支撐，，其原原理類類似于于盾構(gòu)構(gòu)。與與雙護(hù)護(hù)盾TBM相比，，掘進(jìn)進(jìn)與安安裝管管片不不能同同時(shí)進(jìn)進(jìn)行。。微型TBM：Φ0.25~3.00m中型TBM：Φ3.0~8.0m巨型TBM：大大于Φ8.0mSingleShieldTBM①護(hù)盾；；②液液壓推推進(jìn)油油缸；；③管管片；；④刀刀盤；；⑤裝裝渣斗斗；⑥⑥皮帶帶輸送送機(jī)DoubleShieldTBM①可伸縮縮護(hù)盾盾；②②刀盤盤；③③活動(dòng)動(dòng)支撐撐鞋；；④輔輔助推推進(jìn)油油缸；；⑤管管片GripperTBM①支撐鞋鞋；②②鋼支支架舉舉升器器；③③錨桿桿安裝裝機(jī)構(gòu)構(gòu)；④④鋼筋筋網(wǎng)舉舉升器器2022/10/2670自由斷面TBM2022/10/2671自由斷面TBM的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①開挖斷面面形狀自由由；②易于適應(yīng)應(yīng)地質(zhì)條件件的變化；；③開挖速度度快；④圍巖松弛弛少；⑤噪聲、振振動(dòng)少；⑥輕量、小小型、機(jī)動(dòng)動(dòng)性好；⑦人員少，，安全性高高；⑧機(jī)械購置置費(fèi)用低。。2022/10/2672缺點(diǎn)：①地質(zhì)條件件的適用范范圍?。虎诎l(fā)生粉塵塵；③有涌水時(shí)時(shí)易于泥化化；TBM法隧道的施施工流程、、技術(shù)要點(diǎn)點(diǎn)和輔助工工法TBM施工主要流流程施工準(zhǔn)備→→全斷面開開挖與出渣渣→外層管管片式襯砌砌或初期支支護(hù)→TBM前推→管片片外灌漿或或二次襯砌砌Robbins開敞式TBM循環(huán)作業(yè)業(yè)流程STEP1:作業(yè)開始始。主支支撐前位位撐緊洞洞壁，后后支撐腿腿提起。。刀盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，推推進(jìn)油缸缸伸出，，TBM前部前移移一個(gè)作作業(yè)行程程STEP2:準(zhǔn)備換步步。刀盤盤停轉(zhuǎn)，，后支撐撐腿抵住住仰拱承承重STEP3:主支撐回回縮。推推進(jìn)油缸缸回縮將將自由態(tài)態(tài)主支撐撐前拉回回位STEP4:主支撐回回位后伸伸出支撐撐鞋抵緊緊巖壁，，后支撐撐提起，，TBM定位找正正，坡道道上必要要時(shí)先定定坡度。。STEP5:返回第一一步，TBM準(zhǔn)備下一一循環(huán)掘掘進(jìn)。掘進(jìn)機(jī)法法施工技技術(shù)要求求基本原則則TBM掘進(jìn)斷面面大可達(dá)達(dá)10m以上，小小僅為1.8m。由于TBM與輔助施施工技術(shù)術(shù)日臻完完善以及及現(xiàn)代高高科技成成果(液壓新技技術(shù)、電電子技術(shù)術(shù)與材料料科學(xué)技技術(shù)等)的應(yīng)用大大大提高高了TBM對各種困困難條件件的適應(yīng)應(yīng)性，因因此簡單單從開挖挖可能性性來考慮慮TBM的適用范范圍是不不全面的的。判定依據(jù)據(jù)隧道圍巖巖的抗壓壓強(qiáng)度、、裂縫狀狀態(tài)、涌涌水狀態(tài)態(tài)等巖性性條件機(jī)械構(gòu)造造、TBM直徑等機(jī)機(jī)械條件件；隧道斷面面、長度度、位置置狀況、、地址條條件等。。TBM工法選用用流程(參見下頁頁流程圖圖)初步調(diào)查查地質(zhì)構(gòu)造造分析地表調(diào)查查彈性波速速度阻抗試驗(yàn)驗(yàn)鉆孔調(diào)查查開挖直徑徑刀具直徑徑與數(shù)量量馬達(dá)刀具具轉(zhuǎn)速后續(xù)設(shè)備備等循環(huán)、支支護(hù)輔助助工法、臨臨時(shí)設(shè)計(jì)計(jì)與鉆爆法法比較線路決定定地質(zhì)調(diào)查查當(dāng)?shù)貤l件件TBM規(guī)格決定定施工計(jì)劃劃經(jīng)濟(jì)分析析實(shí)施計(jì)劃劃變更線路路其他方法法NoYesTBM工法研究究流程框框圖α＜2擠出性——膨脹性圍巖2＜α＜4輕微擠出性——地壓大的圍巖4＜α＜10地壓大——有地壓的圍巖α＞10幾乎無地壓的圍巖二、工程程地質(zhì)條條件主要調(diào)查查影響TBM使用的地地質(zhì)條件件。影響TBM選用的地地質(zhì)因素素隧道地壓壓。是否否存在塑塑性地壓壓？指標(biāo)：圍圍巖強(qiáng)度度比(軟巖)；圍巖抗抗剪強(qiáng)度度比(似砂土軟軟巖)圍巖強(qiáng)度度比斷層破碎碎帶、軟軟弱泥巖巖以及蛇蛇紋巖等等膨脹性性巖層掘掘進(jìn)困難難涌水狀態(tài)態(tài)。涌水水范圍、、大小與與壓力會(huì)會(huì)造成工工作面崩崩塌與承承載力低低下，應(yīng)應(yīng)慎用。。機(jī)械條件件TBM不僅受地地質(zhì)條件件約束，，還受到到開挖直直徑、開開挖機(jī)構(gòu)構(gòu)的約束束。在硬巖中中開挖大大直徑隧隧道很是是困難。。日本實(shí)實(shí)例的最最大直徑徑僅為5m左右。目前TBM多數(shù)是單單軸回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)式。若若開挖直直徑越大大，刀頭頭內(nèi)周與與外周的的周差速速越大，，將對刀刀頭產(chǎn)生生種種不不良影響響。隨著開挖挖直徑的的增大，，需要增增大推力力，支撐撐靴也要要增大，，將導(dǎo)致致運(yùn)輸困困難與承承載力問問題。開挖長度度TBM進(jìn)場需經(jīng)經(jīng)歷運(yùn)輸輸、組裝裝等過程程。根據(jù)據(jù)其直徑徑與型式式、運(yùn)輸輸途徑、、組裝基基地狀況況等不同同，需準(zhǔn)準(zhǔn)備1~2個(gè)月。TBM后續(xù)設(shè)備備長100~200m，為正規(guī)規(guī)地進(jìn)行行掘進(jìn)也也需先筑筑一段長長200m左右的隧隧道。隧道長度度小于1000m時(shí)，其運(yùn)運(yùn)行成本本急劇增增大。達(dá)達(dá)3000m左右時(shí)的的成本大大致是一一定的。。國外在斷斷面10~30m2、長1000km以上的隧隧道開挖挖，優(yōu)先先考慮采采用TBM施工。最佳開挖挖長度為為3000km以上，短短隧道慎慎用。五.工程所在在地的道道路設(shè)施施TBM的運(yùn)輸與與組裝要要求注意意工程所所在地的的基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施條件件。搬運(yùn)運(yùn)計(jì)劃應(yīng)應(yīng)考慮道道路寬度度、高度度與重量量等限制制，根據(jù)據(jù)組裝條條件充分分調(diào)查運(yùn)運(yùn)輸時(shí)的的分割方方法(即最小分分割尺寸寸與重量量)。TBM一般在工工廠試組組裝、試試運(yùn)輸后后分割。。分割重重量約為為35t，斷面3.5××3.5m左右。TBM施工電耗耗較高，，約為同同規(guī)模其其他工法法施工的的雙車道道隧道的的1.5倍，規(guī)劃劃時(shí)應(yīng)充充分考慮慮。TBM選用應(yīng)考考慮的條條件工程規(guī)模模：隧道道形狀、、長度、、直徑、、埋深、、走向；；地質(zhì)情況況：巖石石類型與與強(qiáng)度、、節(jié)理分分布與發(fā)發(fā)育程度度、斷層層、暗河河、溶洞洞、地下下水分布布、已有有地表建建筑、河河流等基礎(chǔ)設(shè)施施：交通通運(yùn)輸能能力、水水電來源源、進(jìn)出出洞口場場地施工進(jìn)度度與企業(yè)業(yè)能力(制造維修修、經(jīng)濟(jì)濟(jì)、施工工管理與與習(xí)慣)掘進(jìn)機(jī)法法施工要要點(diǎn)TBM施工管理理措施TBM工廠化施施工是一一項(xiàng)管理理系統(tǒng)工工程。施施工與設(shè)設(shè)備管理理水平的的提高是是其高效效率與高高效益的的保證。。在一般般地質(zhì)條條件下，，國外掘掘進(jìn)機(jī)凈凈掘進(jìn)時(shí)時(shí)間在40～50％左右。提高設(shè)備備完好率率，強(qiáng)調(diào)調(diào)預(yù)防性性維修。。選擇合理理掘進(jìn)系系數(shù)，定定時(shí)檢查查、更換換與調(diào)換換刀具配件儲(chǔ)備備與供應(yīng)應(yīng)定崗定責(zé)責(zé)，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化作業(yè)業(yè)地質(zhì)超前前預(yù)報(bào)控制測量量與施工工測量精精度電力專供供洞口平縱縱面條件件、作業(yè)業(yè)場地、、大型臨臨時(shí)工程程等施工工準(zhǔn)備襯砌施工工技術(shù)要要點(diǎn)襯砌結(jié)構(gòu)構(gòu)一般是是由臨時(shí)時(shí)或初期期支護(hù)以以及二次次襯砌組組成。在在隧道設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，，就應(yīng)確確定基本本支護(hù)形形式。引引水隧道道大都采采用護(hù)盾盾式TBM進(jìn)行管片片襯砌的的結(jié)構(gòu)形形式；公公、鐵隧隧道除進(jìn)進(jìn)行臨時(shí)時(shí)支護(hù)外外，一般般視地質(zhì)質(zhì)情況采采用二次次噴射混混凝土或或二次模模注混凝凝土作為為永久襯襯砌。管片式襯襯砌護(hù)盾式TBM一般采用用圓形全全周管片片式襯砌砌。該類類襯砌適適合于軟軟弱圍巖巖。管片片間應(yīng)安安裝止水水條，并并在管片片外圓與與洞壁間間隙間壓壓入豆石石與注漿漿。二次模筑筑混凝土土襯砌開敞式掘掘進(jìn)機(jī)一一般隨開開挖先施施作臨時(shí)時(shí)支護(hù)，，再進(jìn)行行二次模模注混凝凝土襯砌砌。亦可可采用二二次噴射射混凝土土作為永永久襯砌砌，加鋼鋼筋網(wǎng)或或鋼纖維維。國產(chǎn)首臺臺自主知知識產(chǎn)權(quán)權(quán)敞開式式TBM長沙下下線直直徑8米米達(dá)到世世界先進(jìn)進(jìn)水平一個(gè)多世世紀(jì)以來來，其核核心技術(shù)術(shù)長期被被國外壟壟斷，甚甚至直到到今年10月前前，國內(nèi)內(nèi)的TBM還全全部依賴賴進(jìn)口。。國產(chǎn)首臺臺敞開式式TBM下線現(xiàn)現(xiàn)場國產(chǎn)首臺臺敞開式式TBM下線現(xiàn)現(xiàn)場淺埋暗挖挖法定義淺埋暗挖挖法是在在距離地地表較近近的地下下進(jìn)行各各種類型型地下洞洞室暗挖挖施工的的一種方方法。在在城鎮(zhèn)軟軟弱圍巖巖地層中中，在淺淺埋條件件下修建建地下工工程，以以改造地地質(zhì)條件件為前提提，以控制地地表沉降降為重點(diǎn)點(diǎn)，以格柵柵（或其其他鋼結(jié)結(jié)構(gòu)）和和噴錨作作為初期期支護(hù)手手段，按按照十八八字原則則進(jìn)行施施工，稱稱之為淺淺埋暗挖挖法。淺埋暗挖法是是在距離地表表較近的地下下進(jìn)行各種類類型地下洞室室暗挖施工的的一種方法。。繼1984年王夢恕院士士在軍都山隧隧道黃土段試試驗(yàn)成功的基基礎(chǔ)上，又于于1986年在具有開拓拓性、風(fēng)險(xiǎn)性性、復(fù)雜性的的北京復(fù)興門門地鐵折返線線工程中應(yīng)用用，在拆遷少少、不擾民、、不破壞環(huán)境境下獲得成功功。同時(shí)，結(jié)結(jié)合中國特點(diǎn)點(diǎn)及水文地質(zhì)質(zhì)系統(tǒng)，創(chuàng)造造了小導(dǎo)管超超前支護(hù)技術(shù)術(shù)、8字型網(wǎng)構(gòu)鋼拱拱架設(shè)計(jì)、制制造技術(shù)、正正臺階環(huán)形開開挖留核心土土施工技術(shù)和和變位進(jìn)行反反分析計(jì)算的的方法，提出出了“管超前前、嚴(yán)注漿、、短開挖、強(qiáng)強(qiáng)支護(hù)、快封封閉、勤量測測”18字方針，突出出時(shí)空效應(yīng)對對防塌的重要要作用，提出出在軟弱地層層快速施工的的理念。由此此形成了淺埋埋暗挖法，創(chuàng)創(chuàng)立了適用于于軟弱地層的的地下工程設(shè)設(shè)計(jì)、施工方方法?；驹頊\埋暗挖法沿沿用新奧法(NewAustrianTunnelingMethod)基本原理，初初次支護(hù)按承承擔(dān)全部基本本荷載設(shè)計(jì)，，二次模筑襯襯砌作為安全全儲(chǔ)備；初次次支護(hù)和二次次襯砌共同承承擔(dān)特殊荷載載。應(yīng)用淺埋埋暗挖法設(shè)計(jì)計(jì)、施工時(shí)，，同時(shí)采用多多種輔助工法法，超前支護(hù)護(hù)，改善加固固圍巖，調(diào)動(dòng)動(dòng)部分圍巖的的自承能力；；并采用不同同的開挖方法法及時(shí)支護(hù)、、封閉成環(huán)，，使其與圍巖巖共同作用形形成聯(lián)合支護(hù)護(hù)體系；在施施工過程中應(yīng)應(yīng)用監(jiān)控量測測、信息反饋饋和優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不塌塌方、少沉降降、安全施工工等，并形成成多種綜合配配套技術(shù)優(yōu)點(diǎn)由于造價(jià)低、、拆遷少、靈靈活多變、無無須太多專用用設(shè)備及不干干擾地面交通通和周圍環(huán)境境等特點(diǎn)，淺淺埋暗挖法在在全國類似地地層和各種地地下工程中得得到廣泛應(yīng)用用。施工原則管超前、嚴(yán)注注漿、短開挖挖、強(qiáng)支護(hù)、、快封閉、勤勤量測管超前嚴(yán)注漿短開挖強(qiáng)支護(hù)快封閉勤測量施工步驟施工方法全斷面全斷面開挖法法施工操作比比較簡單，全全斷面一次鉆鉆孔，并進(jìn)行行裝藥連線，，再起一次爆爆破成型，同同時(shí)施作初期期支護(hù)，鋪設(shè)設(shè)防水隔離層層，進(jìn)行二次次筑模襯砌。。這種開挖的的優(yōu)點(diǎn)是全斷斷面開挖法有有較大的作業(yè)業(yè)空間，有利利于采用大型型配套機(jī)械化化作業(yè)，提高高施工速度，，且工序少，，便于施工組組織的管理。。缺點(diǎn)是由于于開挖面較大大，圍巖穩(wěn)定定性降低，且且每個(gè)循環(huán)工工作量較大;另外深孔爆破破引起的震動(dòng)動(dòng)較大，因此