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在公路与铁路工程中，隧道的施工至关重要且技术复杂，在地下、水下或者山体中都有隧道的存在。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。 随着建筑行业的发展，隧道工程的施工方法一直在不断的革新之中，同时也是我们广大路桥同行的关注热点。为此我们特别开设【隧道施工方法图文盘点】栏目，详细分期解读一系列隧道施工方法，希望能为大家在设计施工中提供有用的借鉴。 盘点的第四期介绍跟盾构法类似的一种隧道施工方法——掘进机法，即TBM法。 掘进机法【Tunnel Boring Machine Method】也叫TBM法，掘进机是一种利用回转刀具开挖（同时破碎和掘迸）隧道的机械装置，用此法修筑隧道的方法，称为掘进机法。全断面隧道掘进机，掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工，在中国水利、水电、交通、矿山、市政等隧道工程中应用正在迅猛增长。 简介 中国一般习惯将硬岩隧道掘进机称为TBM，将软地层掘进机称为盾构机。 在岩石中开挖隧道的TBM：通常用这类TBM在稳定性良好、中～厚埋深、中～高强度的岩层中掘进长大隧道。这类掘进机所面临的基本问题是如何破岩，保持掘进的高效率和工程顺利。
掘进机的构成 TBM的构成要素大体上可分为开挖部（刀盘及主轴和驱动装置）、开挖反力（支承靴）、推进部（推进千斤顶）等几部分。推进按下述动作反复进行： ① 扩张支承靴，即固定掘迸的机体在隧道壁上； ② 回转刀盘，开动千斤顶前进； ③ 推进１行程后，缩回支承靴，把支承靴移到置到前方，返回 ① 的状态。 掘进机的发展历程 分类 至今最常用的方法是根据使用目的、工程地点、开挖对象、围岩、施工方法等隧道掘进机有各种名称。 按切削方式分类： 当前世界上使用的隧道掘进机，可大致分为全断面切削方式和部分断面切削方式两类。部分断面切削方式是挖掘煤炭用的机械在隧道挖掘施工上的应用。全断面切削方式一般开挖的断面是圆形的。 按开挖地层分类： ①土质隧道 目前通用的土质隧道施工专用机械设备的各种型式掘进机分类方法有以下几种： 1.根据开挖面上的挖掘方式，可以分为人工挖掘（手掘）式，半机械挖掘式和机械挖掘式； 2.根据切削面上的挡土方式；可以分为开放型方式和封闭型方式（土体能自立时采用开放型方式。土体松软而不能自主时则用封闭型方式）； 3.根据向开挖面施加压力的方式，可分为气压方式、泥水压力方式、削土加压方式和加泥方式。 上述各种盾构中，人工挖掘盾构和机械挖掘盾构大多同时采用气压法施工，泥水加压式盾构基本上在不加气压的情况下施工。另外，土压系列盾构（该类盾构分类详见另外篇），一般也是在不加气压的条件下施工的，但是在负有高水压的地层中施上时，也有同时采用气压法施工的实例。 ②岩石隧道 岩石隧道掘进法与以往的爆破法不同，不使用火药，而是在开挖面上连续切削或将岩石先行破碎后掘进的机械，是一种新型的隧道开挖施工中专用设备。它的特点是：全断面机械破碎，联合作业连续掘进。比之常规施工方法，它具有掘进速度快、洞壁光滑匀整、超挖量小、操作安全以及可以大大地降低工人的劳动强度和改善作业条件等一系列极为重要的优点。岩石隧道掘进机可以说是目前隧道开挖施工中一种较为理想的专用机械设备。 对岩石隧道掘进机进行分类是困难的，目前国际上也无统一标准。对此多种多样多方面的隧道技术，以往是由业主、施工者在各自范围内自行分类。由于当前隧道的用途和施工方法种类很多，机器构造形式多种，现场条件又很不同，对应于这些每个施工工法都有各自的特色。作为隧道，固然有其共同之点，但目前有时也能看到有其独特技术形式的情况。 优缺点 优点： 开挖作业能连续进行，施工速度快，工期短。特别适用于在稳定的围岩中长距离施工。对围岩的扰动损伤小，仅1ｍ左右，开挖表面平滑，在圆形隧洞的情况下，受力条件好。震动和噪音对周围的居民和结构物的影响小。施工安全，作业人员少。 缺点： 设备的购置、运输，组装解体等的费用高，设计制造时间长，初期投资高。不适用于短隧道。施工途中不能改变开挖直径。地质的适应性受到一定限制，对软弱围岩，还存在不少问题，对硬岩，刀具成本急剧增大，开挖速度也降低。开挖断面的大小、形状变更难。 |
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