什么是隧道掘进机？隧道掘进机(TBM )如何工作？

　　什么是隧道掘进机？隧道掘进机 (TBM) 是一种用于挖掘隧道的大型机械。

　　TBM 通常呈圆柱形，配备旋转切割头，可在机器向前移动时破碎岩石和土壤。然后通过传送系统移除挖掘出的材料。TBM 可用于建造各种用途的隧道，包括交通运输（如地铁和铁路）、供水和污水处理系统以及采矿。

　　这些机器高度专业化，可以在不同类型的地质条件下运行。与传统的隧道挖掘方法相比，它们具有多项优势，包括速度更快、精度更高和更安全。

　　TBM 由几个关键部件组成，它们共同作用以促进挖掘过程：

　　1. 切割头：位于 TBM 的前部，此部件包含可突破地面材料的旋转刀片或圆盘。切割头的设计可能因挖掘的土壤或岩石类型而异。

　　2. 盾构：盾构围绕切割头，为新开挖的隧道面提供支撑，并保护 TBM 的内部系统免于坍塌。

　　3. 龙门起重机：用于在隧道内移动混凝土段等材料，以便进行衬砌。

　　4. 传送系统：开挖的材料通过传送带系统移除，传送带系统将其运回地面。

　　5. 支撑系统：TBM 包括先进的支撑机制，如液压千斤顶和灌浆系统，以便在开挖后立即稳定隧道壁。

　　6. 服务隧道：一条小型次要隧道与主隧道平行，方便维护和操作所需的人员和设备的移动。

　　隧道掘进机类型

　　1. 土压平衡 (EPB) TBM：用于软地面和土壤条件。它平衡开挖材料的压力以保持稳定性。

　　2. 泥水 TBM：适用于软地面和含水地层。它使用泥浆支撑隧道面并移除挖掘物。

　　3. 软土 TBM：专为地形可能不太稳定的土壤和粘土而设计。

　　4. 硬岩 TBM：专为挖掘坚硬的岩层而设计。它具有强大的切削工具和坚固的结构。

　　5. 双护盾 TBM：可用于硬地和软地条件。它有两个护盾，用于不同的隧道施工阶段。

　　6. 混合地面 TBM：能够在同一隧道项目中处理硬岩和软地。

　　隧道掘进机如何工作？

　　1. 挖掘：TBM 使用配备切削工具的旋转刀盘破碎隧道面的土壤或岩石。刀盘由电机驱动，高速旋转以切割材料。

　　2. 移除挖掘物：当刀盘切割材料时，挖掘出的土壤或岩石会从隧道面移除并运输到 TBM 的后部。这通常使用传送带或其他物料处理系统来完成。

　　3. 隧道壁的支撑：为防止隧道壁坍塌，TBM 可以使用各种支撑方法，例如安装钢筋、喷射混凝土或两者结合使用。

　　4. TBM 的推进：一旦隧道面被挖掘并且墙壁得到支撑，TBM 就会向前推进。这通常是通过使用液压缸或其他推进方式将 TBM 沿隧道轴线推动来完成的。

　　5. 监控和控制：在整个隧道施工过程中，TBM 由一组操作员监控和控制。他们使用各种传感器和仪器来监控 TBM 的性能，包括其速度、扭矩和压力。他们还使用摄像机和其他监控设备来监视隧道面并确保挖掘按计划进行。

　　使用 TBM 的优势

　　与传统隧道施工方法相比，使用 TBM 具有诸多优势：

　　- 安全性：最大程度降低危险环境中手工劳动带来的风险。

　　- 效率：可以快速连续地挖掘大面积区域，缩短整体施工时间。

　　- 精度：精确控制隧道尺寸和路线。

　　- 环境影响：通过地下作业减少地面破坏。

　　总之，隧道掘进机代表了土木工程技术的重大进步，使隧道施工比以往任何时候都更加高效、安全。它们的持续发展和创新有望进一步改善全球基础设施建设的未来。