引领隧道现代化之路——TBM隧道施工方法详解 |
| 文章来源：建筑界 提供人：刘刚 提供日期：2022-11-15 |
[摘要] 全断面隧道掘进机，在中国，将用于岩石地层的简称为(狭义)TBM(硬岩TBM)，用于软土地层的称为(狭义)盾构机。相对于狭义盾构机，TBM被称为工程机械的“掘进机之王”。
TBM方法根据隧道周围岩石的抗压强度，裂缝状态，涌水状态等地层岩性条件的实际状况以及机械构造、直径等的机械条件以及隧道的断面、长度、位置状况、选址条件等进行判断。 工程地质条件 在TBM工法中，TBM和掌子面是分离的，故有软弱层和破碎带时，采用辅助工法很困难。所以，不良地质的调查，不仅对TBM的选择和施工速度有很大的影响，对能否采用TBM法也是决定性的因素。 1影响选用TBM工法的地质因素 (1)隧道地压 很大的地压作用掌子面难于自稳，TBM掘进是极为困难的。 (2)涌水状态 在涌水地段，在极端的情况下，机体会产生下沉 ，TBM的优点会丧失殆尽。 2影响TBM效率的地质因素 主要有岩石强度、硬度及裂隙等。这些因素对TBM切削岩石的能力影响极大。 2机械条件 TBM不仅受到地质条件的约束，还受到开挖直径、开挖机构的约束。 一般说在硬岩中，大直径的开挖是很困难的。日本的实绩是最大直径5m前后。理由是：目前的TBM大都是单轴回转式的，开挖直径越大，刀头的内周和外周的周速差越大，对刀头产生种种不良影响。此外，随着开挖直径的增大，要增大推力，支撑靴也要增大。会出现运送上的困难和承载力问题。 此外，挖掘机械是采用压碎方式还是切削方式，对实际应用的适用范围也有差别。 3开挖长度 TBM登录现场后，一般要经过运输、组装的过程。根据TBM的直径和形式、运输途径、组装基地的状况等，要准备1~2个月。其次，TBM的后续设备长100~200m，为正规地进行掘进，也要先修筑一段长200m左右的隧道。所以，隧道长度短时，包括机械购置费在内的成本是很高的，是不经济的。 当隧道长度在1000m以下时，固定费的成本急剧增大，到3000m左右时，成本大致是一定的。因此，如果单纯的比较，TBM适宜的长度最好是3000m以上。 4工程所在地的设施 在TBM法中，因要进行机械的运输、组装等，故要对隧道所处地点的状况，给以应有的注意。TBM的运搬计划，要考虑道路的宽度、高度和重量的限制，根据组装的条件要充分调查运输时的分割方法(最小分割尺寸和重量)。 掘进机在各类隧道开挖中的技术可行性、经济合理性主要取决于： 工程规模：隧道形状、长度、直径、埋深、走向以及围岩条件等。 地质情况：岩石类型及强度，地质的节理分布及发育程度，有无断层、暗河、溶洞，地下水的分布，隧道正上方有无建筑物、河流等。 作业场地：交通运输能力。掘进机的机械部件多、重量大、现场搬运、解体等工作需要起重设备等配合。水电来源、进出洞口场地等。 施工进度要求：由总控制工期的时间推算出平均月进尺指标。 企业自身的实际能力：制造维修能力、经济能力，施工队伍的技术、管理水平以及传统的施工习惯。 |
