TBM

张志强工程机械及车辆Email:[e-mail]第二篇工程机械类别机型挖掘机械挖掘机，挖掘装载机，掘进机械铲土运输机械推土机，装载机，平地机，铲运机起重机械塔式，轮式，履带式，升降机，卷扬机压实机械压路机，夯实机，振动碾桩工机械打桩机，压桩机，钻孔机混凝土工程机械混凝土泵车，搅拌运输车工程运输机械自卸汽车，工程挂车钻孔机械凿岩机，钻机，凿岩钻车，TBMTBM岩石隧道掘进机（TBM）是指一种能将隧洞中的岩石破碎，并将其运出而形成隧洞的掘进机械。具体说来，它是通过旋转和推进一圆形刀盘，利用安装在刀盘上的滚刀群破碎岩石，使隧洞全断面一次成形的机器。由主机、地质超前预报处理系统和后配套系统组成。主机主机通常是指TBM的在线工作部分，即与机械破碎岩石掘进直接相关的刀具、刀盘、传动、支撑、换步、防护、监测以及控制系统。刀具的功用是用来进行岩石破碎。刀具分为中心刀，面刀和边刀等型式。目前刀盘多采用标准轴承、端面密封和永久润滑，使用效果良好。主机刀盘作为刀具的支撑载体，是主要的受力构件。常见的结构型式主机机架式大梁，是钢板焊成的箱形结构，前端与导向壳体相连，中、后部套在前后两支撑机构上。掘进过程中它是随刀盘移动的部分。主机支撑机构和推进机构：支撑机构由前后两T形支撑组成，能在大梁下缘滑道上前后移动。掘进时，它的两水平支撑板和下支撑板通过液压缸撑紧洞壁，承受反推力、反扭矩和机器的重量。当推进油缸伸长时，机体和刀盘便向前推进。主机前、后下支承：它们装在导向壳体下方和大梁的尾部。当支撑机构缩回并向前移动时，两支承均应落地以承受机体重量。而在掘进时便缩回离开洞底。主机其他：（1）监测：主机运行姿态（激光定位）、主机运行状态（转速、产量、温度、危害气体、渗流量、……）；（2）控制：姿态调整（转向、纠偏）、运行调整（转速、压力、支撑、润滑、排水、……）；（3）出渣装置、灭尘装置、通风装置、报警装置等。超前地质预报系统1.预报机械钻探技术：指利用机械钻探方法，获取掌子面前方几十米深处的岩体，并判断、预报前方岩石结构性状的技术。雷达探测技术：地震波法：指利用地震波反射方法，获取掌子面前方几千米（百米）、数十米深处的岩石性状参数，并判断、预报前方岩石结构性状的技术。超前地质预报系统2.处理超前注浆锚杆钻机后配套系统1.电力供应系统2.风力供应系统3.给排水系统4.物料运输系统5.支护系统6.通信保障系统后配套系统电力供应系统风力供应系统给排水系统后配套系统带式物料运输系统轨式物料运输系统后配套系统轨式物料运输系统具有自卸功能的梭式矿车管片输送管片运输车后配套系统喷锚机械手支护系统后配套系统臂式拼装机环式拼装机环式拼装机臂式拼装机施工特点施工速度快施工成洞质量好施工经济性好施工安全性好施工环保性好施工特点●速度施工速度快破岩掘进时可以实现出碴、支护并行作业，一次成洞，掘进效率高、速度快。施工特点●质量成洞质量好利用机械能破岩，避免了化学能量对围岩的扰动，洞壁完整光滑。施工特点●经济施工快，工期短；超挖面积小于开挖断面的5%；长洞施工经济性突出。施工特点●经济万家寨引黄工程总干8#隧洞对比钻爆法TBM法月进尺总进尺总造价总工期426241217221520612124012172341:14.81:11:0.981:0.56对比值施工特点●安全安全性好工厂化施工、劳动条件改善、体力劳动量减轻、无死亡事故。施工特点●环保环保性好避免了钻爆法中存在的“硝烟弥漫”，施工环境好。现状●国外世界首台TBM,产于美国ROBBINS公司直径：8.45m,动力：300kw,重量：114t时间：1952年公司名称刀盘直径（m）生产数量（台）完成工程（项）掘进总长（km）备注罗宾斯罗宾斯型（Robbins）1.6~11.872076023500至2003年2月佳伐型(Jarva)1.5~12.264185600至2001年维尔特（Wirth）2.14~11.741603001000至2003年2月奥钢联(Voest-Alpine)（包括原德马克公司产品）2.4~10.590131398至1993年（1999年停止生产TBM）合计52112185298现状●国外现状●国外开敞式复合式双护盾式微型TBM现状●国内我国自58年开始对TBM开展研究。1966年试制出第一台，国内先后共设计生产了19台掘进机，投入使用17台，涉及工程项目21个，掘进累计18.5km。现状●国内制造厂家直径（m）数量（台）工程（项）掘进总长（km）备注上海水工机械厂3.4～6.8674.51台库存未用上海第一石油机械厂3～3.2243.1上海重型机器厂5113.7山西5409厂3.2533.51台库存未用徐州机械制造厂5.5111.6抚顺矿务局机修厂3.8110.3萍乡矿务局机修厂2.6110.6西安煤矿机械厂3.5110.7广州工业局机械厂2.5～4220.5合计2.5～6.8192118.5现状●国内起步不晚发展缓慢发展集中在文革期间和开放初期缺乏技术引进和关键部件进口环境和渠道整机功能和地质适应性落后关键部件寿命短且耐久性差现状●国内设计制造技术与国际先进水平有很大距离。水利、公路、铁路等行业的工程中得到广泛应用，已进入使用发展阶段。趋势TBM技术总体向着大功率、高速度、高自动化、信息化、高可靠性、多功能方向发展。机械、电子、信息、激光、液压等技术高度集成，硬岩掘进与软土盾构技术相互融合。趋势结构形式多样化从初期的开敞式发展到单护盾、双护盾、三护盾等多种形式从初期的仅适应均质岩石作业，发展到适应复杂地质穿越破碎带和断层的隧洞掘进作业趋势适应性增强围岩无侧限抗压强度:3~385Mpa（常见50~180Mpa）直径范围:0.6~14m（常见3~6m）断面形状:圆、椭圆、矩形（常见圆形）趋势基本性能提高刀具负载能力增大直径530mm承载能力320kN有效掘进能力增强最大行程2.45m月平均进尺600m/月有效掘进时间比率30~60%