不同地質(zhì)條件下TBM選型課件

不同地質(zhì)條件下TBM選型(完整版)不同地質(zhì)條件下TBM選型(完整版)不同地質(zhì)條件下TBM選型(完整版)講座提綱１TBM的分類2TBM施工的優(yōu)點3TBM施工的缺點4TBM施組的特點5影響TBM選型的地質(zhì)因素6TBM選型的一般規(guī)定7TBM選型8制約TBM施工性能的典型因素9出碴運輸與進料設(shè)備的選擇不同地質(zhì)條件下TBM選型(完整版)不同地質(zhì)條件下TBM選型(1講座提綱１TBM的分類

2TBM施工的優(yōu)點

3TBM施工的缺點

4TBM施組的特點

5影響TBM選型的地質(zhì)因素6TBM選型的一般規(guī)定7TBM選型8制約TBM施工性能的典型因素

9出碴運輸與進料設(shè)備的選擇講座提綱１TBM的分類１TBM的分類TBM主要分為開敞式、雙護盾式、單護盾式三種類型。①開敞式TBM。常用于硬巖；在開敞式TBM上，配置了鋼拱架安裝器和噴錨等輔助設(shè)備，以適應(yīng)地質(zhì)的變化；當(dāng)采取有效支護手段后，也可應(yīng)用于軟巖隧道。１TBM的分類TBM主要分為開敞式、雙護盾式、單護盾式三１TBM的分類

開敞式TBM工作原理1撐靴撐緊在洞壁上，前支撐和后支撐縮回，開始掘進。１TBM的分類

開敞式TBM工作原理1撐靴撐緊在１TBM的分類

開敞式TBM工作原理2刀盤向前掘進一個循環(huán)后，掘進停止。１TBM的分類

開敞式TBM工作原理2刀盤向前１TBM的分類

開敞式TBM工作原理3前支撐和后支撐伸出，撐緊在洞壁上，撐靴縮回，外凱向前滑移一個行程長度。１TBM的分類

開敞式TBM工作原理3前支撐和后支１TBM的分類

開敞式TBM工作原理4

利用前、后支撐進行方向調(diào)整。１TBM的分類

開敞式TBM工作原理4利用前１TBM的分類

開敞式TBM工作原理5前后外凱撐靴重新?lián)尉o在洞壁上，前支撐和后支撐縮回，開始新的掘進循環(huán)。１TBM的分類

開敞式TBM工作原理5前后外凱撐１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM一般適用于硬巖施工在TBM上加裝錨桿機、混凝土噴射機、鋼拱架安裝機、以及超前鉆機，能適應(yīng)軟巖施工。開敞式TBM通過軟巖地層，采用先錨后噴及先噴后錨，并架設(shè)鋼拱架的一次支護。采用以下輔助支護設(shè)備：

█錨桿機█混凝土噴射機█鋼拱架安裝機█超前鉆機１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM一般適１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性TBM刀盤后作業(yè)平臺有條件安裝輔助設(shè)備及觀察、測量圍巖變化情況。１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性TBM刀盤后作業(yè)平１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM上安裝的超前鉆機１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM上安裝１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM上安裝的錨桿鉆機１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM上安裝１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM上安裝的濕噴砼機械手１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM上安裝１TBM的分類②雙護盾TBM。雙護盾式TBM按照硬巖掘進機配上一個軟巖盾構(gòu)功能進行設(shè)計，既可用于硬巖，又可用于軟巖，也能適應(yīng)硬巖或軟硬巖交互地層。雙護盾TBM，又稱伸縮護盾式TBM。與開敞式TBM不同的是雙護盾TBM具有全圓的護盾，與單護盾TBM不同的是雙護盾TBM在地質(zhì)良好時可以掘進與安裝管片同時進行，且在任何循環(huán)模式下都是在開敞狀態(tài)下掘進。伸縮護盾形式是雙護盾TBM的獨有的技術(shù)特點，是實現(xiàn)軟硬巖作業(yè)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。１TBM的分類②雙護盾TBM。雙護盾式TBM按照硬巖掘１TBM的分類雙護盾TBM具有兩種掘進模式：即雙護盾掘進模式和單護盾掘進模式。雙護盾掘進模式適用于穩(wěn)定性好的地層及圍巖有小規(guī)模剝落而具有較穩(wěn)定性的地層，單護盾掘進模式則適應(yīng)于不穩(wěn)定及不良地質(zhì)地段。１TBM的分類雙護盾TBM具有兩種掘進模式：即雙護盾掘進１TBM的分類1）雙護盾掘進模式在圍巖穩(wěn)定性較好的地層中掘進時，位于后護盾的撐靴緊撐在洞壁上，為刀盤掘進提供反力，在主推進油缸的作用下，使TBM向前推進。此時TBM作業(yè)循環(huán)為：掘進與安裝管片→撐靴收回?fù)Q步→再支撐→再掘進與安裝管片，具體見下圖。雙護盾掘進模式適用于穩(wěn)定性較好的硬巖地層施工，在此模式下，掘進與安裝管片同時進行，施工速度快。１TBM的分類1）雙護盾掘進模式在圍巖穩(wěn)定性較好１TBM的分類①掘進與安裝管片②撐靴收回?fù)Q步

③再支撐④再掘進與安裝管片雙護盾掘進模式１TBM的分類①掘進與安裝管片１TBM的分類2）單護盾掘進模式單護盾掘進模式適應(yīng)于不穩(wěn)定及不良地質(zhì)地段。在軟弱圍巖地層中掘進時，洞壁不能提供足夠的支撐反力。這時，不再使用支撐靴與主推進系統(tǒng)，伸縮護盾處于收縮位置，雙護盾TBM就相當(dāng)于一臺簡單的盾構(gòu)。刀盤的推力由輔助推進油缸支撐在管片上提供，TBM掘進與管片安裝不能同步。作業(yè)循環(huán)為：掘進→輔助油缸回收→安裝管片→再掘進。１TBM的分類2）單護盾掘進模式單護盾掘進模式適①掘進

②換步（輔助推進油缸縮回）

③安裝管片

④再掘進

①掘進②換步（輔助推進油缸縮回）③安裝管片④再掘進１TBM的分類③單護盾TBM。常用軟巖，單護盾TBM推進時，要利用管片作為支撐，其作業(yè)原理類似于盾構(gòu)，與雙護盾TBM相比，掘進與安裝管片兩者不能同時進行，施工速度較慢。單護盾TBM與盾構(gòu)的區(qū)別有兩點：一是單護盾TBM采用皮帶機出碴，而盾構(gòu)則采用螺旋輸送機出碴或采用泥漿泵以通過管道出碴；二是單護盾TBM不具備平衡掌子面的功能，而盾構(gòu)則采用土倉壓力或泥水壓力平衡開挖面的水土壓力。１TBM的分類③單護盾TBM。常用軟巖，單護盾TBM推2TBM施工的優(yōu)點1)快速TBM是一種集機、電、液壓、傳感、信息技術(shù)于一體的隧道施工成套設(shè)備，可以實現(xiàn)連續(xù)掘進，能同時完成破巖、出碴、支護等作業(yè)，實現(xiàn)了工廠化施工，掘進速度較快，效率較高。2)優(yōu)質(zhì)

TBM采用滾刀進行破巖，避免了爆破作業(yè)，成洞周圍巖層不會受爆破振動而破壞，洞壁完整光滑，超挖量少。2TBM施工的優(yōu)點1)快速TBM是一種集機、電2TBM施工的優(yōu)點3)高效

TBM施工速度快，縮短了工期，較大地提高了經(jīng)濟效益和社會效益；同時由于超挖量小，節(jié)省了大量襯砌費用。TBM施工用人少，降低了勞動強度、降低了材料消耗。4)安全

用TBM施工，改善了作業(yè)人員的洞內(nèi)勞動條件，減輕了體力勞動量，避免了爆破施工可能造成的人員傷亡，事故大大減少。2TBM施工的優(yōu)點3)高效TBM施工速度快，縮2TBM施工的優(yōu)點5)環(huán)保

TBM施工不用炸藥爆破，施工現(xiàn)場環(huán)境污染??；TBM施工減少了長大隧道的輔助導(dǎo)坑數(shù)量，保護了生態(tài)環(huán)境，有利于環(huán)境保護。6）自動化、信息化程度高

TBM采用了計算機控制、傳感器、激光導(dǎo)向、測量、超前地質(zhì)探測、通訊技術(shù)，是集機、光、電、氣、液、傳感、信息技術(shù)于一體的隧道施工成套設(shè)備，具有自動化程度高的優(yōu)點。TBM具有施工數(shù)據(jù)采集功能，TBM姿態(tài)管理功能，施工數(shù)據(jù)管理功能，施工數(shù)據(jù)實時遠(yuǎn)傳功能，實現(xiàn)信息化施工。2TBM施工的優(yōu)點5)環(huán)保TBM施工不用炸藥爆3TBM施工的缺點TBM的地質(zhì)針對性較強，不同的地質(zhì)條件、不同的隧道斷面，需要設(shè)計成滿足不同施工要求TBM，需要配置適應(yīng)不同要求的輔助設(shè)備。3TBM施工的缺點TBM的地質(zhì)針對性較強，不同的地質(zhì)條件3TBM施工的缺點1）地質(zhì)適應(yīng)性較差TBM對隧道的地層最為敏感，不同類型的TBM適用的地層也不同，一般的軟巖、硬巖、斷層破碎帶，可采用不同類型的TBM輔以必要的預(yù)加固和支護設(shè)備進行掘進，但對于大型的巖溶暗河發(fā)育的隧道、高地應(yīng)力隧道、軟巖大變形隧道、可能發(fā)生較大規(guī)模突水涌泥的隧道等特殊不良地質(zhì)隧道，則不適合采用TBM施工。在這些情況下，采用鉆爆法更能發(fā)揮其機動靈活的優(yōu)越性。一般情況下，以II、Ⅲ級圍巖為主的隧道較適合采用敞開式TBM施工，以Ⅲ、Ⅳ級圍巖為主隧道較適合采用雙護盾TBM施工，對于V級圍巖為主和地下水位較高的城市淺埋隧道或越江隧道則較適合采用盾構(gòu)法施工。3TBM施工的缺點1）地質(zhì)適應(yīng)性較差TBM對隧3TBM施工的缺點2）不適宜中短距離隧道的施工由于TBM體積龐大，運輸移動較困難，施工準(zhǔn)備和輔助施工的配套系統(tǒng)較復(fù)雜，加工制造工期長，對于短隧道和中長隧道很難發(fā)揮其優(yōu)越性。國外的實踐表明，當(dāng)隧道長度與直徑之比大于600時，采用TBM施工是比較經(jīng)濟的。對于一般的單線鐵路隧道，開挖直徑通常在9～10m左右，按此計算，大于6km的隧道就可以考慮采用TBM施工。發(fā)達國家的隧道施工，一般優(yōu)先考慮TBM法，只有在TBM法不適宜時才考慮采用鉆爆法。我國則相反，根據(jù)我國的國情，我國是一個勞動力過剩的國家，鉆爆法施工一直是我國的強項，采用鉆爆法已成功修建了5000多公里的鐵路隧道，且鉆爆法施工的進度仍在逐年加快。在我國，一般認(rèn)為，小于10km的隧道難以發(fā)揮TBM的優(yōu)越性，而鉆爆法則具有相對經(jīng)濟的優(yōu)勢；對于10km～20km的特長隧道，可以對TBM法和鉆爆法施工進行經(jīng)濟技術(shù)比較，選擇適宜的施工方法；對于大于20km的特長隧道，則宜優(yōu)先采用TBM法施工。另外，對于穿越江河、城市建筑物密集或地下水位較高隧道，考慮到施工安全和沉降控制等因素，不論隧道長短，則宜優(yōu)先考慮采用盾構(gòu)法施工。3TBM施工的缺點2）不適宜中短距離隧道的施工由3TBM施工的缺點3）斷面適應(yīng)性較差斷面直徑過小時，后配套系統(tǒng)不易布置，施工較困難；而斷面過大時，又會帶來電能不足、運輸困難、造價昂貴等種種問題。一般地，較適宜采用TBM施工的隧道斷面直徑在3m～l2m；對直徑在12m～15m的隧道應(yīng)根據(jù)圍巖情況和掘進長度、外界條件等因素綜臺比較；對于直徑大于15m的隧道，則不宜采用TBM施工。另一方面，變斷面隧道也不能采用TBM施工。3TBM施工的缺點3）斷面適應(yīng)性較差斷面直徑過小3TBM施工的缺點4）運輸困難，對施工場地有特殊要求TBM屬大型專用設(shè)備，全套設(shè)備重達幾千噸，最大部件重量達上百噸，拼裝長度最長達200多米。同時洞外配套設(shè)施多，主要有混凝土攪拌系統(tǒng)、管片預(yù)制廠，修理車間、配件庫、材料庫、供水、供電、供風(fēng)系統(tǒng)，運碴和翻碴系統(tǒng)，裝卸調(diào)運系統(tǒng)，進場場區(qū)道路，TBM組裝場地等。這些對隧道的施工場地和運輸方案等都提出了很高的要求，可能有些隧道雖然長度和地質(zhì)條件較適合TBM施工，但運輸?shù)缆冯y以滿足要求，或者現(xiàn)場不具備布置TBM施工場地的條件。3TBM施工的缺點4）運輸困難，對施工場地有特殊要求3TBM施工的缺點5）設(shè)備購置及使用成本大TBM施工需要高負(fù)荷的電力保證、需要高素質(zhì)的技術(shù)人員和管理隊伍、前期購買設(shè)備的費用較高，這些都直接影響到TBM施工的適用性。3TBM施工的缺點5）設(shè)備購置及使用成本大TBM4TBM施組的特點TBM的施工組織設(shè)計應(yīng)充分考慮到TBM設(shè)備的采購周期較長（制造周期為11～12個月）的特點，按工期要求，有計劃地合理組織好TBM及后配套設(shè)備的采購工作。應(yīng)充分考慮TBM對地質(zhì)的適應(yīng)性，根據(jù)隧道的圍巖條件選用適應(yīng)地質(zhì)條件的TBM，合理組織好TBM及后配套設(shè)備的選型，并組織好TBM設(shè)備的監(jiān)造工作。應(yīng)充分考慮使用TBM的特殊性，作好施工現(xiàn)場的準(zhǔn)備工作，包括用電線路的架設(shè)，通往施工現(xiàn)場的道路、橋梁的修筑和加固，臨時工程施工工作，組織好TBM大件的運輸、安裝、調(diào)試、掘進準(zhǔn)備工作，并作好技術(shù)培訓(xùn)和材料、機具需要量計劃；這些與TBM的購置同步進行。應(yīng)充分考慮TBM施工的特點和TBM通過特殊地質(zhì)地段的設(shè)計方案、工程措施以及場地及水電情況對TBM的特殊要求。4TBM施組的特點TBM的施工組織設(shè)計應(yīng)充分考慮到TB5影響掘進機選型的地質(zhì)因素

（1）巖石的堅硬程度(單軸抗壓強度Rc）巖石的單軸抗壓強度越低，掘進機的掘進速度越高，掘進越快，巖石的單軸抗壓強度越高，掘進機的掘進速度越低，掘進越慢。但是，巖石的單軸抗壓強度太低，掘進機掘進后圍巖的自穩(wěn)時間極短甚至不能自穩(wěn)。巖石的單軸抗壓強度值在一定范圍內(nèi)時，掘進機的掘進既能保持一定的速度，又能使隧道圍巖在一定時間內(nèi)保持自穩(wěn)，這就是當(dāng)前大多數(shù)掘進機適用于巖石的單軸抗壓強度（Rc）值在30至150MPa之間的中等堅硬巖石和堅硬巖石的主要原因。不同類型、型號的掘進機有其各自適用的最佳巖石單軸抗壓強度范圍值。在硬巖中的掘進機施工，遇到的主要問題是刀具、刀圈及軸承的嚴(yán)重磨損以及上述部件的頻繁更換，費時且耗資較大。5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（1）巖石的堅硬程度(單軸抗5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（２）巖石結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度

一般情況下節(jié)理較發(fā)育和發(fā)育的，掘進機掘進效率較高，因為節(jié)理不發(fā)育，巖體完整，掘進機破巖困難；節(jié)理很發(fā)育，巖體破碎，自穩(wěn)能力差，掘進機支護工作量增大，同時巖體給掘進機撐靴提供的反力低，造成掘進推力不足，因而也不利于掘進機效率的提高。巖體結(jié)構(gòu)面越發(fā)育，密度越大，節(jié)理間距越小，完整性系數(shù)越小，掘進機掘進速度有越高的趨勢。必須指出的是，當(dāng)巖體結(jié)構(gòu)面特別發(fā)育，結(jié)構(gòu)面密度極大，也即結(jié)構(gòu)面間距極小，巖體完整性系數(shù)很小時，巖體已呈碎裂狀或松散狀，巖體強度極低，作為隧道工程巖體已不具自穩(wěn)能力，在此類圍巖中進行掘進施工，其掘進速度非但不會提高，反會因?qū)Σ环€(wěn)定圍巖進行的大量加固處理而大大降低。5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（２）巖石結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（３）巖石的耐磨性

巖石的耐磨性對刀具的磨損起著決定作用。巖石堅硬度和耐磨性越高，刀具、刀盤的磨損就越大。掘進機換刀量和換刀時間的增大，勢必影響到掘進機應(yīng)用的經(jīng)濟效益和掘進效率。刀具、刀圈及軸承的磨損，對掘進機的使用成本起很大的影響，而僅僅根據(jù)巖石的單軸抗壓強度來判斷不同單軸抗壓強度的巖石對掘進機刀具、刀圈及軸承的磨損是不夠的。巖石的硬度、巖石中礦物顆粒特別是高硬度礦物顆粒如石英等的大小及其含量的高低，決定了巖石的耐磨性指標(biāo)。一般來說，巖石的硬度越高，對掘進機的刀具等的磨損越大、掘進機的掘進效率也越低。5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（３）巖石的耐磨性5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（４）巖體主要結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與隧道軸線間的組合關(guān)系、圍巖的初始地應(yīng)力狀態(tài)、巖體的含水出水狀態(tài)等其它因素。當(dāng)巖體主要結(jié)構(gòu)面或稱優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面的走向與隧道軸線間夾角小于45o,且結(jié)構(gòu)面傾角較緩（≤30o），隧道邊墻拱腳以上部分及拱部圍巖因結(jié)構(gòu)面與隧道開挖臨空面的不利組合而出現(xiàn)不穩(wěn)楔塊，常發(fā)生掉塊和坍塌，影響掘進機的工作，降低掘進機的工作效率，甚至危及掘進機的安全。

5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（４）巖體主要結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與隧道5影響掘進機選型的地質(zhì)因素當(dāng)圍巖處于高地應(yīng)力狀態(tài)下，且圍巖為堅硬、脆性、較完整或完整巖體時，極有可能發(fā)生巖爆災(zāi)害，災(zāi)害嚴(yán)重時，將危及掘進機及施工人員的安全；若圍巖為軟巖，則圍巖將產(chǎn)生較大的變形。二者均將給掘進機的掘進施工帶來極大的困難。巖體的含水出水狀態(tài)對掘進機工作效率的影響視含水量和出水量的大小及含、出水圍巖的范圍，同時還要視含、出水圍巖是硬質(zhì)巖還是軟質(zhì)巖。一般地說，富含水和涌漏水地段，圍巖的強度會有不同程度的降低，特別是軟質(zhì)巖的強度降低要大得多，致使圍巖的穩(wěn)定性降低，影響掘進機法的工作效率。此外，大量的隧道涌漏水，必將惡化掘進機的工作環(huán)境，降低掘進機的工作效率。5影響掘進機選型的地質(zhì)因素當(dāng)圍巖處于高地應(yīng)力狀態(tài)下，且圍巖6掘進機選型的一般規(guī)定（１）隧道施工前，應(yīng)對掘進機進行選型，做到配套合理，充分發(fā)揮施工機械綜合效率，提高機械化施工水平。（２）掘進機設(shè)備選型應(yīng)遵循下列原則：安全性、可靠性、先進性、經(jīng)濟性相統(tǒng)一；滿足隧道外徑、長度、埋深和地質(zhì)條件、沿線地形以及洞口條件等環(huán)境條件；滿足安全、質(zhì)量、工期、造價及環(huán)保要求；后配套設(shè)備與主機配套，滿足生產(chǎn)能力與主機掘進速度相匹配，工作狀態(tài)相適應(yīng)，且能耗小、效率高的原則，同時應(yīng)具有施工安全、結(jié)構(gòu)簡單、布置合理和易于維護保養(yǎng)的特點。進入隧道的機械，其動力宜優(yōu)先選擇電力機械。6掘進機選型的一般規(guī)定（１）隧道施工前，應(yīng)對掘進機進行選(３)掘進機的選型應(yīng)按下列步驟進行：根據(jù)地質(zhì)條件確定掘進機的類型；根據(jù)隧道設(shè)計參數(shù)及地質(zhì)條件確定主機的主要技術(shù)參數(shù)；根據(jù)生產(chǎn)能力與主機掘進速度相匹配的原則，確定后配套設(shè)備的技術(shù)參數(shù)與功能配置。(３)掘進機的選型應(yīng)按下列步驟進行：7掘進機選型根據(jù)地質(zhì)條件、施工環(huán)境、工期要求等因素確定掘進機的類型。一般情況下，中等長度隧道且整條隧道地質(zhì)情況相對較差的條件下（但掌子面能自穩(wěn)）使用單護盾式掘進機；在良好地質(zhì)中則使用開敞式掘進機；雙護盾式掘進機常用于復(fù)雜地層的長隧道開挖，一般適應(yīng)于中厚埋深、中高強度、穩(wěn)定性基本良好地質(zhì)的隧道，對各種不良地質(zhì)和巖石強度變化有較好適應(yīng)性。7掘進機選型根據(jù)地質(zhì)條件、施工環(huán)境、工期要求等因素確定掘7掘進機選型開敞式掘進機。常用于硬巖；在開敞式掘進機上，配置了鋼拱架安裝器和噴錨等輔助設(shè)備，以適應(yīng)地質(zhì)的變化；當(dāng)采取有效支護手段后，也可應(yīng)用于軟弱巖隧道。開敞式掘進機雖然適用于巖石整體較完整，有較好的自穩(wěn)性的硬巖但當(dāng)遇有局部不穩(wěn)定的圍巖時，由掘進機所附帶的輔助設(shè)備通過打錨桿、加鋼絲網(wǎng)、噴混凝土、架圈梁等方法加固，以保持洞壁穩(wěn)定；當(dāng)遇到局部地段軟弱圍巖及破碎帶，則掘進機可由所附帶的超前鉆及灌漿設(shè)備，預(yù)先固結(jié)隧道前方上部周邊圍巖，待圍巖達到能自穩(wěn)后，然后再進行安全掘進；開敞式掘進機掘進過程可直接觀測到洞壁巖性變化，便于地質(zhì)圖描繪。故當(dāng)所掌握的水文、地質(zhì)資料不很充分時，選用開敞式掘進機，可充分發(fā)揮出它能運用新奧法理論及時進行支護的優(yōu)勢；此外小直徑開敞式掘進機可配合鉆爆法進行雙線（大斷面）隧道的先行掘進。永久性的襯砌一般待全線貫通后集中進行。7掘進機選型開敞式掘進機。7掘進機選型雙護盾式掘進機。對地質(zhì)具有廣泛的適應(yīng)性，既能適應(yīng)軟巖，也能適應(yīng)硬巖或軟硬巖交互地層。當(dāng)遇軟巖時，軟巖不能承受支撐靴的壓應(yīng)力，由盾尾輔助推進液壓缸支撐在已拼裝的預(yù)制襯砌管片上以推進刀盤破巖前進；遇硬巖時，則靠支撐靴撐緊洞壁，由主推進液壓缸推進刀盤破巖前進。7掘進機選型雙護盾式掘進機。7掘進機選型單護盾式掘進機常用于軟巖及中等長度隧道施工，即使圍巖類別稍差時，它可發(fā)揮出較快的掘進速度又比雙護盾掘進機減少投資。7掘進機選型單護盾式掘進機8制約TBM施工性能的典型因素用TBM進行隧道施工是一個幾乎完全工業(yè)化的過程。與傳統(tǒng)的硬巖鉆爆法和軟弱圍巖分步、部分?jǐn)嗝骈_挖法相比，TBM法隧道施工具有許多優(yōu)點。但是，TBM法并不是一項簡單的、無風(fēng)險的技術(shù)。為了保證TBM法施工技術(shù)的成功實施，僅從合格的TBM制造廠家引進TBM是不夠的；相反在工程的所有階段，從早期的地質(zhì)工程勘察和可行性研究到最終的設(shè)計與施工，在業(yè)主、監(jiān)理工程師、設(shè)計單位、TBM制造廠家和施工單位之間建立連續(xù)的協(xié)作關(guān)系極為重要。8制約TBM施工性能的典型因素用TBM進行隧道施工是一8制約TBM施工性能的典型因素TBM法是一種投資大、作業(yè)方式不靈活、但潛在施工速度很快的隧道開挖、支護方法。如果在沒有預(yù)警的情況下遇到不良地質(zhì)情況，那么對TBM法隧道的工期和其他方面的實際效益要比鉆爆法隧道大得多。不良地質(zhì)情況可以是造成隧道不穩(wěn)定的質(zhì)量很差的巖體，也可以是造成貫入率低下的質(zhì)量很好的巖體（如強度很高的整塊巖體）。然而，巖體質(zhì)量對TBM性能的影響并沒有一個絕對值；事實上巖體質(zhì)量對TBM性能的影響與所采用的TBM及隧道直徑有關(guān)。8制約TBM施工性能的典型因素TBM法是一種投資大、作8制約TBM施工性能的典型因素由于隧道開挖期間可能遇到的巖體、土體及環(huán)境條件實際上變化無窮，因此，TBM的類型和特點具有很大差異。TBM用于在巖層中開挖隧道

，通常適應(yīng)于在穩(wěn)定性良好、中～厚埋深、中～高強度的巖層中掘進長大隧道，所面臨的基本問題是如何破巖。在任何地質(zhì)條件下都能夠進行隧道掘進的TBM是不存在的，因此一項隧道工程成敗與否取決于以下兩項因素：①所采用TBM的類型；②所選用TBM的設(shè)計及其特殊施工性能。8制約TBM施工性能的典型因素由于隧道開挖期間可能遇到8制約TBM施工性能的典型因素僅從合格的TBM制造廠家訂購一臺特定類型的TBM是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的；重要在于TBM設(shè)計、制造、施工等所有相關(guān)各方之間的持續(xù)合作。因為至今尚沒有任何類型TBM設(shè)計與施工的“認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)”，且TBM的設(shè)計、制造是一個持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新過程。每項隧道工程都具有自身的特點以及每家專業(yè)施工單位都有自身的核心技術(shù)等因素，制造的每臺TBM都可認(rèn)為是與其他TBM不同的樣機。8制約TBM施工性能的典型因素僅從合格的TBM制造廠家8制約TBM施工性能的典型因素總體來講，最可靠的TBM是最簡單的TBM，這是因為簡單的TBM可能出現(xiàn)故障的部件最少。在良好地層條件下TBM的施工性能良好，但在許多情況下TBM的實際進度低于預(yù)期進度，當(dāng)然也低于TBM制造廠家所聲稱的進度。原因是除了未預(yù)見事件（如TBM部件出現(xiàn)故障）外，通常是低估或忽視了工程地質(zhì)、水文地質(zhì)以及巖石力學(xué)等方面的問題。8制約TBM施工性能的典型因素總體來講，最可靠的TBM8制約TBM施工性能的典型因素一方面，在設(shè)計階段存在許多不可避免的不確定因素，如地質(zhì)、巖土以及水文地質(zhì)方面的不確定因素、TBM的不同類型以及不同的施工工藝等。因此，有必要根據(jù)對某一隧道工程現(xiàn)場的地質(zhì)情況與巖土情況的理解以及對這些情況預(yù)報的精確程度決定是否需要對施工方法的選擇和TBM選型進行優(yōu)化。另一方面，由于存在大量相關(guān)的地質(zhì)、技術(shù)、環(huán)境、經(jīng)濟及金融方面的不確定因素，對隧道施工進行全方位優(yōu)化是相當(dāng)復(fù)雜的。8制約TBM施工性能的典型因素一方面，在設(shè)計階段存在許8制約TBM施工性能的典型因素隧道施工的根本問題通常是由隧道開挖通過地層的物理與巖土性質(zhì)的不均勻性決定的；對于全斷面、機械化開挖，由于這種開挖方式很不靈活，所以開挖物料強度的不均勻性更為重要。以適當(dāng)方式事先掌握施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和巖土條件對地下工程的施工是極為重要的。到目前為止，總的來講用在前期勘察上的資金太少。事實上已經(jīng)證明用在前期勘察上的資金會因施工費用降低與工期縮短得到很大補償。從TBM法導(dǎo)洞或主洞實施的超前勘探并不能代替充分的前期勘察。8制約TBM施工性能的典型因素隧道施工的根本問題通常是8制約TBM施工性能的典型因素限制TBM性能的相對較為重要或較常見的不良地質(zhì)情況包括可鉆掘性極限、開挖面的穩(wěn)定性、斷層和擠壓/膨脹地層。同時，由于存在粘性土、造成TBM下沉的軟弱地層、地下水和瓦斯大量涌入、巖爆、高溫巖層、高溫水和溶洞等，TBM開挖還可能遇到其他不良地質(zhì)情況。8制約TBM施工性能的典型因素限制TBM性能的相對較為8.1可鉆掘性極限

如果TBM不能以充足的貫入度貫入巖層掌子面或開挖刀具的磨損超過可接受的極限，那么則認(rèn)為這種巖層是不可鉆掘的。不應(yīng)以絕對方式來確定巖層的可鉆掘性，而應(yīng)從工程造價、工期等方面對TBM法和鉆爆法進行對比，從而以相對方式確定巖層的可鉆掘性。表示TBM開挖巖層能力的主要指標(biāo)是該TBM在最大推力作用下的貫入度。8.1可鉆掘性極限如果TBM不能以充足的貫入度貫入巖8.1可鉆掘性極限貫入度也稱切深，是刀盤每轉(zhuǎn)動一周刀具切入巖石的深度。貫入度指標(biāo)與巖石特性有關(guān)。如：巖石類別、單軸抗壓強度、裂隙發(fā)育、耐磨度、孔隙率等。確定貫入度極限（如果貫入率在此極限以下，則認(rèn)為巖層是不可鉆掘的）是不可能的。貫入度極限還受開挖巖層的耐磨性、隧道直徑及巖層厚度的影響。如果巖石的耐磨性較高，再加上貫入度較低，那么就會造成刀具更換頻繁，這樣除增加因更換刀具而占用的時間外，還會增加每開挖一立方巖石的成本。如果貫入度小于2～2.5mm/r，那么就可認(rèn)為在巖石的可鉆掘性方面存在問題；如果貫入度大于3～4mm/r，那么TBM的開挖效率就會較高。8.1可鉆掘性極限貫入度也稱切深，是刀盤每轉(zhuǎn)動一周刀具8.1可鉆掘性極限施工中常常發(fā)生這樣的事情：為了保持足夠的貫入度，而最大限度地向前推進刀盤，如果TBM任何一部分的設(shè)計與制造不能在這種最大推力作用下工作，那么TBM將異常振動，刀盤和撐靴結(jié)構(gòu)將逐漸出現(xiàn)裂縫，主軸承也容易損壞。由于在隧道內(nèi)修理、更換刀盤或主軸承并不容易，因此這些事故對TBM施工造成的損失是很嚴(yán)重的。同樣，向前推進刀盤的推力如果過大，主軸承和向TBM刀盤傳送動力的齒輪箱有可能受損，這樣造成的后果將更為嚴(yán)重。8.1可鉆掘性極限施工中常常發(fā)生這樣的事情：為了保持足8.2開挖面不穩(wěn)定

如果擬開挖巖體破碎或風(fēng)化嚴(yán)重，導(dǎo)致開挖面發(fā)生重大不穩(wěn)定現(xiàn)象，大的巖塊和粉碎石塊從開挖面塌落，且這種不穩(wěn)定現(xiàn)象一直持續(xù)不停，直至達到新的平衡，造成大的超挖，那么這種情況可能會影響TBM的正常工作，即使是護盾式TBM，在這種情況下，TBM掘進可能由于以下兩項基本原因而受阻：①由于塌落、積聚的石塊作用于刀盤或卡住了刀盤，造成刀盤不能旋轉(zhuǎn)；②因開挖面不穩(wěn)定造成超挖嚴(yán)重，在TBM前方形成空洞，需要在空洞擴大、最終發(fā)展到不可控制之前停止TBM掘進，進行空洞處理。8.2開挖面不穩(wěn)定如果擬開挖巖體破碎或風(fēng)化嚴(yán)重，導(dǎo)致8.2開挖面不穩(wěn)定施工中，對形成的空洞常用樹脂和泡沫進行注漿回填，以形成一種人造固體，鉆孔和注漿通常通過設(shè)在刀盤上的專用孔進行。也通過開挖一條旁通隧道(最好在隧道頂部)，以便把被石塊卡住的刀盤解脫出來，對開挖面進行穩(wěn)定加固，還可以采用傳統(tǒng)開挖方法開挖一段隧道，或采用注漿或管棚超前支護對圍巖進行加固。8.2開挖面不穩(wěn)定施工中，對形成的空洞常用樹脂和泡沫進8.2開挖面不穩(wěn)定根據(jù)最近的施工經(jīng)驗，為了預(yù)防類似上述事故的發(fā)生，TBM的設(shè)計有必要使刀盤突出盾殼的長度盡可能短，從而使盾殼本身對隧道的支撐盡可能接近開挖面。另外，在這些影響TBM掘進的不利條件下，如果在TBM起動和開挖過程中能夠產(chǎn)生較高等級的刀盤扭矩及能夠調(diào)整刀盤的轉(zhuǎn)速，都必將對TBM的正常掘進大有幫助。8.2開挖面不穩(wěn)定根據(jù)最近的施工經(jīng)驗，為了預(yù)防類似上述8.2開挖面不穩(wěn)定根據(jù)最近的施工經(jīng)驗，為了預(yù)防類似上述事故的發(fā)生，TBM的設(shè)計有必要使刀盤突出盾殼的長度盡可能短，從而使盾殼本身對隧道的支撐盡可能接近開挖面。另外，在這些影響TBM掘進的不利條件下，如果在TBM起動和開挖過程中能夠產(chǎn)生較高等級的刀盤扭矩及能夠調(diào)整刀盤的轉(zhuǎn)速，都必將對TBM的正常掘進大有幫助。8.2開挖面不穩(wěn)定根據(jù)最近的施工經(jīng)驗，為了預(yù)防類似上述8.3開挖洞壁不穩(wěn)定

開挖洞壁不穩(wěn)定是影響開敞式硬巖TBM正常掘進的因素之一。如果開挖洞壁不穩(wěn)定發(fā)生在緊靠刀盤支撐之后的位置，那么就會造成安設(shè)支護及撐靴定位困難。開挖洞壁不穩(wěn)定對施工進度及對克服這種不穩(wěn)定所采用方法的影響差異很大，它取決于以下因素：①開挖洞壁不穩(wěn)定現(xiàn)象的規(guī)模及類型；②所用TBM的類型（單撐靴或雙撐靴）；③TBM的設(shè)計、施工特征；④隧道直徑；⑤TBM具有的安設(shè)隧道支護的裝置及所采用支護的類型。8.3開挖洞壁不穩(wěn)定開挖洞壁不穩(wěn)定是影響開敞式硬巖T8.3開挖洞壁不穩(wěn)定對于開挖洞壁不穩(wěn)定現(xiàn)象，護盾式TBM，無論是單護盾式，還是雙護盾式，不象開敞式TBM那么敏感，這是因為護盾式TBM可以在護盾的保護下安裝預(yù)制混凝土管片，通過向管片施加推力，護盾式TBM可以向前掘進，無論開挖洞壁是否穩(wěn)定。8.3開挖洞壁不穩(wěn)定對于開挖洞壁不穩(wěn)定現(xiàn)象，護盾式TB8.3開挖洞壁不穩(wěn)定開挖洞壁不穩(wěn)定時，開敞式TBM的日進度可降至1～2m，甚至無進度。開敞式TBM在開挖洞壁不穩(wěn)定時，可采取以下措施：①對開挖洞壁采取穩(wěn)定加固施工措施，在緊接刀盤支撐位置之后安設(shè)鋼拱架、木撐板和噴混凝土；②在TBM前方用傳統(tǒng)方法開挖，通常采用頂部導(dǎo)坑法；③采取鉆孔、注漿或在TBM上方安設(shè)傘形拱架等措施，對開挖面前方的地層進行預(yù)處理。8.3開挖洞壁不穩(wěn)定開挖洞壁不穩(wěn)定時，開敞式TBM的日8.4斷層帶

TBM掘進中穿越大的斷層帶時，如果刀盤被卡住，一般情況下常會影響TBM的正常掘進，這樣即使不會對工期造成大的拖延，但也常常會導(dǎo)致TBM掘進速度下降。盡管斷層帶沿隧道長度呈局部分布，但由于在開挖期間預(yù)報不足，或事先對困難估計不足或了解不夠，仍可能造成意外事故。8.4斷層帶TBM掘進中穿越大的斷層帶時，如果刀盤被8.4斷層帶在斷層帶，如果地層完全風(fēng)化且存在高壓地下水，那么開挖掌子面有可能象流體一樣活動，且有可能象河水一樣淹沒隧道。如果開敞式TBM遇到超前鉆探未發(fā)現(xiàn)的上述斷層帶，那么TBM將會因地層滑塌而嚴(yán)重受阻，甚至被滑塌石塊埋起來，造成后退困難的災(zāi)難性局面。另外，遇到斷層帶時，對地層進行簡單、快速的注漿處理，注入的水泥漿液也有可能會造成TBM刀盤被卡。8.4斷層帶在斷層帶，如果地層完全風(fēng)化且存在高壓地下水8.4斷層帶如果護盾式TBM，無論是單護盾還是雙護盾TBM，遇到這種斷層帶，盡管TBM不可能再繼續(xù)開挖，但其結(jié)果不會象開敞式TBM那樣嚴(yán)重。由于護盾式TBM掘進的隧道已施作了管片襯砌，從而形成盾殼的自然延伸體，這樣至少可以從盾殼內(nèi)對斷層帶進行處理，同時還可以防止隧道完全被水淹沒。8.4斷層帶如果護盾式TBM，無論是單護盾還是雙護盾T8.5擠壓地層

無論何時，如果在4～8小時之內(nèi)，在距開挖面較短距離（幾米距離）處發(fā)生嚴(yán)重的隧道收斂現(xiàn)象，無論其原因如何，TBM必將陷入困境。對設(shè)計和施工人員來說，擠壓地層是一個十分關(guān)注的影響TBM正常掘進的因素之一。目前，還沒有由于隧道收斂問題造成TBM長時間受困的例子。8.5擠壓地層無論何時，如果在4～8小時之內(nèi)，在距開8.5擠壓地層護盾式TBM對隧道快速收斂十分敏感，有可能被收斂的地層卡住。對于開敞式TBM，任何時候在短時間內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的隧道收斂，如果收斂與隧道穩(wěn)定相關(guān)，那么施作的隧道支護和TBM撐靴的支撐可能會出現(xiàn)嚴(yán)重問題，從而影響隧道的掘進速度。8.5擠壓地層護盾式TBM對隧道快速收斂十分敏感，有可8.5擠壓地層為了克服上述問題，對大多數(shù)TBM來說可以適當(dāng)超挖，把盾殼與開挖輪廊面之間的間隙從通常的6～8cm調(diào)整到14～20cm。然而，開敞式TBM在收斂嚴(yán)重的不穩(wěn)定地層中掘進的主要問題在于施作鋼支撐、鋼筋網(wǎng)和噴混凝土等支護困難重重，且剛施作的支護不能立即有效抵制地層變形與擠壓的趨勢。8.5擠壓地層為了克服上述問題，對大多數(shù)TBM來說可以8.5擠壓地層對于護盾式TBM，可以提高其縱向千斤頂?shù)淖畲笸屏?，直至TBM在較高地層壓力(2～5MPa)作用下可以向前推進，但是隧道的管片襯砌要足夠堅固，可以給TBM推進千斤頂提供必要的反作用力，否則隧道襯砌本身將垮塌。8.5擠壓地層對于護盾式TBM，可以提高其縱向千斤頂?shù)?.5擠壓地層采取這些方法、措施之后，再加上超挖，護盾式TBM幾乎可以在任何條件(包括所謂的特殊條件)下進行隧道掘進。但是，如果由于機械故障等原因，TBM被迫在擠壓地層區(qū)段停滯了相當(dāng)長一段時間，那么TBM被困住的可能性相當(dāng)大。8.5擠壓地層采取這些方法、措施之后，再加上超挖，護盾8.5擠壓地層雙護盾式TBM的脫困作業(yè)相對較為容易，可以在距開挖面4～5m處通過TBM伸縮區(qū)的開口進行。然而，單護盾式TBM的脫困作業(yè)必須從TBM的盾尾處開始，需在距開挖面8～9m處拆去一環(huán)或兩環(huán)管片。8.5擠壓地層雙護盾式TBM的脫困作業(yè)相對較為容易，可9出碴運輸與進料設(shè)備的選擇

TBM施工中，掘進效率的高低、在很大程度上取決于出碴運輸和運料是否及時到位。運出對象主要是TBM開挖所產(chǎn)生的大量石碴，運進對象為隧道支護、隧道延伸所需的材料和刀具等維修器材。出碴運輸與進料設(shè)備的選型，首先要考慮與TBM的掘進速度相匹配，其次須從技術(shù)經(jīng)濟角度分析，選用技術(shù)上可靠，經(jīng)濟上合理的方案。設(shè)備的具體規(guī)格、數(shù)量由開挖洞徑、掘進循環(huán)進尺、隧道長度和坡度等因素決定。出碴運輸與進料設(shè)備主要分為有軌出碴及進料與連續(xù)皮帶機出碴和輕軌進料兩種類型。9出碴運輸與進料設(shè)備的選擇TBM施工中，掘進效率的高9.1有軌出碴及進料根據(jù)隧道掘進長度，開挖斷面，隧道坡度，每個掘進循環(huán)進尺，巖石的松散系數(shù)，計算每列出碴車的礦車斗容和輛數(shù)。機車選型要滿足不僅可以牽行1列重載礦車，還可帶動所需輛數(shù)的材料車和載人車，同時考慮坡度，最終確定機車臺數(shù)和規(guī)格。9.1有軌出碴及進料根據(jù)隧道掘進長度，開挖斷面，隧道坡9.1有軌出碴及進料根據(jù)掘進長度、列車平均運行速度確定所需出碴列車的列數(shù)。首先確定每列出碴列車所含礦車、機車的數(shù)量和規(guī)格，要求1個掘進循環(huán)出碴量由1列出碴列車1次運走。根據(jù)掘進長度，列車平均運行速度，按掘進機連續(xù)出碴的要求，確定所需出碴列車的列數(shù)。9.1有軌出碴及進料根據(jù)掘進長度、列車平均運行速度確定9.1有軌出碴及進料掘進初期，距離較短，所需碴車列數(shù)較少，隨著掘進距離的加長，逐漸增加出碴列車數(shù)。為盡量提高掘進機掘進效率，施工中至少需4列編組列車；掘進循環(huán)中1列車在出碴皮帶機料斗處裝碴，1列車在雙軌一側(cè)待機，1列車在出洞軌道一側(cè)待進，1列車在洞外卸碴。每列列車應(yīng)包含機車、礦車、材料車等。9.1有軌出碴及進料掘進初期，距離較短，所需碴車列數(shù)較9.2皮帶輸送機出碴和輕軌進料

采用連續(xù)皮帶輸送機出碴時，隧道內(nèi)的軌道僅承擔(dān)隧道支護材料和掘進機維修人員和器材等運輸，可采用輕型鋼軌。皮帶機隨掘進機移動，從掘進機一直連接到洞門口出碴。連續(xù)皮帶輸送機結(jié)構(gòu)簡單、運輸效率高、便于維護管理，可減少洞內(nèi)運輸車輛，減少空氣污染，有利于形成快速連續(xù)出碴系統(tǒng)。9.2皮帶輸送機出碴和輕軌進料采用連續(xù)皮帶輸送機出碴8.3開挖洞壁不穩(wěn)定開挖洞壁不穩(wěn)定時，開敞式TBM的日進度可降至1～2m，甚至無進度。開敞式TBM在開挖洞壁不穩(wěn)定時，可采取以下措施：①對開挖洞壁采取穩(wěn)定加固施工措施，在緊接刀盤支撐位置之后安設(shè)鋼拱架、木撐板和噴混凝土；②在TBM前方用傳統(tǒng)方法開挖，通常采用頂部導(dǎo)坑法；③采取鉆孔、注漿或在TBM上方安設(shè)傘形拱架等措施，對開挖面前方的地層進行預(yù)處理。8.3開挖洞壁不穩(wěn)定開挖洞壁不穩(wěn)定時，開敞式TBM的日8.4斷層帶

TBM掘進中穿越大的斷層帶時，如果刀盤被卡住，一般情況下常會影響TBM的正常掘進，這樣即使不會對工期造成大的拖延，但也常常會導(dǎo)致TBM掘進速度下降。盡管斷層帶沿隧道長度呈局部分布，但由于在開挖期間預(yù)報不足，或事先對困難估計不足或了解不夠，仍可能造成意外事故。8.4斷層帶TBM掘進中穿越大的斷層帶時，如果刀盤被8.4斷層帶在斷層帶，如果地層完全風(fēng)化且存在高壓地下水，那么開挖掌子面有可能象流體一樣活動，且有可能象河水一樣淹沒隧道。如果開敞式TBM遇到超前鉆探未發(fā)現(xiàn)的上述斷層帶，那么TBM將會因地層滑塌而嚴(yán)重受阻，甚至被滑塌石塊埋起來，造成后退困難的災(zāi)難性局面。另外，遇到斷層帶時，對地層進行簡單、快速的注漿處理，注入的水泥漿液也有可能會造成TBM刀盤被卡。8.4斷層帶在斷層帶，如果地層完全風(fēng)化且存在高壓地下水8.4斷層帶如果護盾式TBM，無論是單護盾還是雙護盾TBM，遇到這種斷層帶，盡管TBM不可能再繼續(xù)開挖，但其結(jié)果不會象開敞式TBM那樣嚴(yán)重。由于護盾式TBM掘進的隧道已施作了管片襯砌，從而形成盾殼的自然延伸體，這樣至少可以從盾殼內(nèi)對斷層帶進行處理，同時還可以防止隧道完全被水淹沒。8.4斷層帶如果護盾式TBM，無論是單護盾還是雙護盾T8.5擠壓地層

無論何時，如果在4～8小時之內(nèi)，在距開挖面較短距離（幾米距離）處發(fā)生嚴(yán)重的隧道收斂現(xiàn)象，無論其原因如何，TBM必將陷入困境。對設(shè)計和施工人員來說，擠壓地層是一個十分關(guān)注的影響TBM正常掘進的因素之一。目前，還沒有由于隧道收斂問題造成TBM長時間受困的例子。8.5擠壓地層無論何時，如果在4～8小時之內(nèi)，在距開8.5擠壓地層護盾式TBM對隧道快速收斂十分敏感，有可能被收斂的地層卡住。對于開敞式TBM，任何時候在短時間內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的隧道收斂，如果收斂與隧道穩(wěn)定相關(guān)，那么施作的隧道支護和TBM撐靴的支撐可能會出現(xiàn)嚴(yán)重問題，從而影響隧道的掘進速度。8.5擠壓地層護盾式TBM對隧道快速收斂十分敏感，有可8.5擠壓地層為了克服上述問題，對大多數(shù)TBM來說可以適當(dāng)超挖，把盾殼與開挖輪廊面之間的間隙從通常的6～8cm調(diào)整到14～20cm。然而，開敞式TBM在收斂嚴(yán)重的不穩(wěn)定地層中掘進的主要問題在于施作鋼支撐、鋼筋網(wǎng)和噴混凝土等支護困難重重，且剛施作的支護不能立即有效抵制地層變形與擠壓的趨勢。8.5擠壓地層為了克服上述問題，對大多數(shù)TBM來說可以8.5擠壓地層對于護盾式TBM，可以提高其縱向千斤頂?shù)淖畲笸屏?，直至TBM在較高地層壓力(2～5MPa)作用下可以向前推進，但是隧道的管片襯砌要足夠堅固，可以給TBM推進千斤頂提供必要的反作用力，否則隧道襯砌本身將垮塌。8.5擠壓地層對于護盾式TBM，可以提高其縱向千斤頂?shù)?.5擠壓地層采取這些方法、措施之后，再加上超挖，護盾式TBM幾乎可以在任何條件(包括所謂的特殊條件)下進行隧道掘進。但是，如果由于機械故障等原因，TBM被迫在擠壓地層區(qū)段停滯了相當(dāng)長一段時間，那么TBM被困住的可能性相當(dāng)大。8.5擠壓地層采取這些方法、措施之后，再加上超挖，護盾8.5擠壓地層雙護盾式TBM的脫困作業(yè)相對較為容易，可以在距開挖面4～5m處通過TBM伸縮區(qū)的開口進行。然而，單護盾式TBM的脫困作業(yè)必須從TBM的盾尾處開始，需在距開挖面8～9m處拆去一環(huán)或兩環(huán)管片。8.5擠壓地層雙護盾式TBM的脫困作業(yè)相對較為容易，可9出碴運輸與進料設(shè)備的選擇

TBM施工中，掘進效率的高低、在很大程度上取決于出碴運輸和運料是否及時到位。運出對象主要是TBM開挖所產(chǎn)生的大量石碴，運進對象為隧道支護、隧道延伸所需的材料和刀具等維修器材。出碴運輸與進料設(shè)備的選型，首先要考慮與TBM的掘進速度相匹配，其次須從技術(shù)經(jīng)濟角度分析，選用技術(shù)上可靠，經(jīng)濟上合理的方案。設(shè)備的具體規(guī)格、數(shù)量由開挖洞徑、掘進循環(huán)進尺、隧道長度和坡度等因素決定。出碴運輸與進料設(shè)備主要分為有軌出碴及進料與連續(xù)皮帶機出碴和輕軌進料兩種類型。9出碴運輸與進料設(shè)備的選擇TBM施工中，掘進效率的高9.1有軌出碴及進料根據(jù)隧道掘進長度，開挖斷面，隧道坡度，每個掘進循環(huán)進尺，巖石的松散系數(shù)，計算每列出碴車的礦車斗容和輛數(shù)。機車選型要滿足不僅可以牽行1列重載礦車，還可帶動所需輛數(shù)的材料車和載人車，同時考慮坡度，最終確定機車臺數(shù)和規(guī)格。9.1有軌出碴及進料根據(jù)隧道掘進長度，開挖斷面，隧道坡9.1有軌出碴及進料根據(jù)掘進長度、列車平均運行速度確定所需出碴列車的列數(shù)。首先確定每列出碴列車所含礦車、機車的數(shù)量和規(guī)格，要求1個掘進循環(huán)出碴量由1列出碴列車1次運走。根據(jù)掘進長度，列車平均運行速度，按掘進機連續(xù)出碴的要求，確定所需出碴列車的列數(shù)。9.1有軌出碴及進料根據(jù)掘進長度、列車平均運行速度確定9.1有軌出碴及進料掘進初期，距離較短，所需碴車列數(shù)較少，隨著掘進距離的加長，逐漸增加出碴列車數(shù)。為盡量提高掘進機掘進效率，施工中至少需4列編組列車；掘進循環(huán)中1列車在出碴皮帶機料斗處裝碴，1列車在雙軌一側(cè)待機，1列車在出洞軌道一側(cè)待進，1列車在洞外卸碴。每列列車應(yīng)包含機車、礦車、材料車等。9.1有軌出碴及進料掘進初期，距離較短，所需碴車列數(shù)較9.2皮帶輸送機出碴和輕軌進料

采用連續(xù)皮帶輸送機出碴時，隧道內(nèi)的軌道僅承擔(dān)隧道支護材料和掘進機維修人員和器材等運輸，可采用輕型鋼軌。皮帶機隨掘進機移動，從掘進機一直連接到洞門口出碴。連續(xù)皮帶輸送機結(jié)構(gòu)簡單、運輸效率高、便于維護管理，可減少洞內(nèi)運輸車輛，減少空氣污染，有利于形成快速連續(xù)出碴系統(tǒng)。9.2皮帶輸送機出碴和輕軌進料采用連續(xù)皮帶輸送機出碴連續(xù)皮帶輸送機簡介大型超長型可連續(xù)延伸可水平彎曲交流變頻調(diào)速可變速運行全自動化控制系統(tǒng)連續(xù)皮帶輸送機簡介大型隧道出碴皮帶機的工作特點

連續(xù)，高效出碴，TBM使用效率高，運距遠(yuǎn)，運量大，可直接運至指定棄碴場所或直接裝車，低能耗，低污染，低噪聲，運行安全可靠，維護簡單，故障率低，節(jié)省作業(yè)空間，增加有效使用面積，可與TBM設(shè)備集中監(jiān)測與控制。隧道出碴皮帶機的工作特點

連續(xù)，高效出碴，TBM使用效率高，隧道皮帶機主要技術(shù)性能帶寬： 650~2000mm輸送距離： ~30,000m帶速： ~4m/s輸送能力： ~3000t/h水平彎曲半徑： >200m儲帶器容量：水平儲帶器: 400m~600m垂直儲帶器: 400m~500m隧道皮帶機主要技術(shù)性能帶寬： 650~2000mm隧道皮帶機主要部件驅(qū)動與卸渣裝置儲帶器與皮帶張緊裝置控制系統(tǒng)隧道皮帶機主要部件驅(qū)動與卸渣裝置隧道皮帶機主要部件皮帶機回轉(zhuǎn)，裝載與延伸裝置中間驅(qū)動機架隧道皮帶機主要部件皮帶機回轉(zhuǎn)，裝載與延伸裝置隧道皮帶機控制系統(tǒng)電源： 400V/50Hz驅(qū)動電機變頻控制可編程控制PLC現(xiàn)場總線(Profibus)傳輸技術(shù)全自動化集中監(jiān)控系統(tǒng)控制系統(tǒng)和變頻器集成在集裝箱內(nèi)啟動和停機的TBM控制模式隧道皮帶機控制系統(tǒng)電源： 400V/50Hz隧道皮帶機控制系統(tǒng)控制室控制面板隧道皮帶機控制系統(tǒng)控制室控制面板中間驅(qū)動技術(shù)

減小膠帶最大張力，大幅度降低膠帶成本用在水平彎道前，使皮帶機平穩(wěn)轉(zhuǎn)彎中間驅(qū)動裝置需單獨的控制單元中間驅(qū)動技術(shù)

減小膠帶最大張力，大幅度降低膠帶成本隧道內(nèi)機架布置皮帶機機架可固定或懸掛在隧道壁上，易拆裝結(jié)構(gòu)，無螺栓連接，無專用工具，適用于水平彎曲段。隧道內(nèi)機架布置皮帶機機架可固定或懸掛在隧道壁上，水平轉(zhuǎn)彎水平轉(zhuǎn)彎匯報結(jié)束謝謝大家!請各位批評指正匯報結(jié)束謝謝大家!請各位批評指正99不同地質(zhì)條件下TBM選型(完整版)不同地質(zhì)條件下TBM選型(完整版)不同地質(zhì)條件下TBM選型(完整版)講座提綱１TBM的分類2TBM施工的優(yōu)點3TBM施工的缺點4TBM施組的特點5影響TBM選型的地質(zhì)因素6TBM選型的一般規(guī)定7TBM選型8制約TBM施工性能的典型因素9出碴運輸與進料設(shè)備的選擇不同地質(zhì)條件下TBM選型(完整版)不同地質(zhì)條件下TBM選型(100講座提綱１TBM的分類

2TBM施工的優(yōu)點

3TBM施工的缺點

4TBM施組的特點

5影響TBM選型的地質(zhì)因素6TBM選型的一般規(guī)定7TBM選型8制約TBM施工性能的典型因素

9出碴運輸與進料設(shè)備的選擇講座提綱１TBM的分類１TBM的分類TBM主要分為開敞式、雙護盾式、單護盾式三種類型。①開敞式TBM。常用于硬巖；在開敞式TBM上，配置了鋼拱架安裝器和噴錨等輔助設(shè)備，以適應(yīng)地質(zhì)的變化；當(dāng)采取有效支護手段后，也可應(yīng)用于軟巖隧道。１TBM的分類TBM主要分為開敞式、雙護盾式、單護盾式三１TBM的分類

開敞式TBM工作原理1撐靴撐緊在洞壁上，前支撐和后支撐縮回，開始掘進。１TBM的分類

開敞式TBM工作原理1撐靴撐緊在１TBM的分類

開敞式TBM工作原理2刀盤向前掘進一個循環(huán)后，掘進停止。１TBM的分類

開敞式TBM工作原理2刀盤向前１TBM的分類

開敞式TBM工作原理3前支撐和后支撐伸出，撐緊在洞壁上，撐靴縮回，外凱向前滑移一個行程長度。１TBM的分類

開敞式TBM工作原理3前支撐和后支１TBM的分類

開敞式TBM工作原理4

利用前、后支撐進行方向調(diào)整。１TBM的分類

開敞式TBM工作原理4利用前１TBM的分類

開敞式TBM工作原理5前后外凱撐靴重新?lián)尉o在洞壁上，前支撐和后支撐縮回，開始新的掘進循環(huán)。１TBM的分類

開敞式TBM工作原理5前后外凱撐１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM一般適用于硬巖施工在TBM上加裝錨桿機、混凝土噴射機、鋼拱架安裝機、以及超前鉆機，能適應(yīng)軟巖施工。開敞式TBM通過軟巖地層，采用先錨后噴及先噴后錨，并架設(shè)鋼拱架的一次支護。采用以下輔助支護設(shè)備：

█錨桿機█混凝土噴射機█鋼拱架安裝機█超前鉆機１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM一般適１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性TBM刀盤后作業(yè)平臺有條件安裝輔助設(shè)備及觀察、測量圍巖變化情況。１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性TBM刀盤后作業(yè)平１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM上安裝的超前鉆機１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM上安裝１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM上安裝的錨桿鉆機１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM上安裝１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM上安裝的濕噴砼機械手１TBM的分類

開敞式TBM軟巖適應(yīng)性開敞式TBM上安裝１TBM的分類②雙護盾TBM。雙護盾式TBM按照硬巖掘進機配上一個軟巖盾構(gòu)功能進行設(shè)計，既可用于硬巖，又可用于軟巖，也能適應(yīng)硬巖或軟硬巖交互地層。雙護盾TBM，又稱伸縮護盾式TBM。與開敞式TBM不同的是雙護盾TBM具有全圓的護盾，與單護盾TBM不同的是雙護盾TBM在地質(zhì)良好時可以掘進與安裝管片同時進行，且在任何循環(huán)模式下都是在開敞狀態(tài)下掘進。伸縮護盾形式是雙護盾TBM的獨有的技術(shù)特點，是實現(xiàn)軟硬巖作業(yè)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。１TBM的分類②雙護盾TBM。雙護盾式TBM按照硬巖掘１TBM的分類雙護盾TBM具有兩種掘進模式：即雙護盾掘進模式和單護盾掘進模式。雙護盾掘進模式適用于穩(wěn)定性好的地層及圍巖有小規(guī)模剝落而具有較穩(wěn)定性的地層，單護盾掘進模式則適應(yīng)于不穩(wěn)定及不良地質(zhì)地段。１TBM的分類雙護盾TBM具有兩種掘進模式：即雙護盾掘進１TBM的分類1）雙護盾掘進模式在圍巖穩(wěn)定性較好的地層中掘進時，位于后護盾的撐靴緊撐在洞壁上，為刀盤掘進提供反力，在主推進油缸的作用下，使TBM向前推進。此時TBM作業(yè)循環(huán)為：掘進與安裝管片→撐靴收回?fù)Q步→再支撐→再掘進與安裝管片，具體見下圖。雙護盾掘進模式適用于穩(wěn)定性較好的硬巖地層施工，在此模式下，掘進與安裝管片同時進行，施工速度快。１TBM的分類1）雙護盾掘進模式在圍巖穩(wěn)定性較好１TBM的分類①掘進與安裝管片②撐靴收回?fù)Q步

③再支撐④再掘進與安裝管片雙護盾掘進模式１TBM的分類①掘進與安裝管片１TBM的分類2）單護盾掘進模式單護盾掘進模式適應(yīng)于不穩(wěn)定及不良地質(zhì)地段。在軟弱圍巖地層中掘進時，洞壁不能提供足夠的支撐反力。這時，不再使用支撐靴與主推進系統(tǒng)，伸縮護盾處于收縮位置，雙護盾TBM就相當(dāng)于一臺簡單的盾構(gòu)。刀盤的推力由輔助推進油缸支撐在管片上提供，TBM掘進與管片安裝不能同步。作業(yè)循環(huán)為：掘進→輔助油缸回收→安裝管片→再掘進。１TBM的分類2）單護盾掘進模式單護盾掘進模式適①掘進

②換步（輔助推進油缸縮回）

③安裝管片

④再掘進

①掘進②換步（輔助推進油缸縮回）③安裝管片④再掘進１TBM的分類③單護盾TBM。常用軟巖，單護盾TBM推進時，要利用管片作為支撐，其作業(yè)原理類似于盾構(gòu)，與雙護盾TBM相比，掘進與安裝管片兩者不能同時進行，施工速度較慢。單護盾TBM與盾構(gòu)的區(qū)別有兩點：一是單護盾TBM采用皮帶機出碴，而盾構(gòu)則采用螺旋輸送機出碴或采用泥漿泵以通過管道出碴；二是單護盾TBM不具備平衡掌子面的功能，而盾構(gòu)則采用土倉壓力或泥水壓力平衡開挖面的水土壓力。１TBM的分類③單護盾TBM。常用軟巖，單護盾TBM推2TBM施工的優(yōu)點1)快速TBM是一種集機、電、液壓、傳感、信息技術(shù)于一體的隧道施工成套設(shè)備，可以實現(xiàn)連續(xù)掘進，能同時完成破巖、出碴、支護等作業(yè)，實現(xiàn)了工廠化施工，掘進速度較快，效率較高。2)優(yōu)質(zhì)

TBM采用滾刀進行破巖，避免了爆破作業(yè)，成洞周圍巖層不會受爆破振動而破壞，洞壁完整光滑，超挖量少。2TBM施工的優(yōu)點1)快速TBM是一種集機、電2TBM施工的優(yōu)點3)高效

TBM施工速度快，縮短了工期，較大地提高了經(jīng)濟效益和社會效益；同時由于超挖量小，節(jié)省了大量襯砌費用。TBM施工用人少，降低了勞動強度、降低了材料消耗。4)安全

用TBM施工，改善了作業(yè)人員的洞內(nèi)勞動條件，減輕了體力勞動量，避免了爆破施工可能造成的人員傷亡，事故大大減少。2TBM施工的優(yōu)點3)高效TBM施工速度快，縮2TBM施工的優(yōu)點5)環(huán)保

TBM施工不用炸藥爆破，施工現(xiàn)場環(huán)境污染小；TBM施工減少了長大隧道的輔助導(dǎo)坑數(shù)量，保護了生態(tài)環(huán)境，有利于環(huán)境保護。6）自動化、信息化程度高

TBM采用了計算機控制、傳感器、激光導(dǎo)向、測量、超前地質(zhì)探測、通訊技術(shù)，是集機、光、電、氣、液、傳感、信息技術(shù)于一體的隧道施工成套設(shè)備，具有自動化程度高的優(yōu)點。TBM具有施工數(shù)據(jù)采集功能，TBM姿態(tài)管理功能，施工數(shù)據(jù)管理功能，施工數(shù)據(jù)實時遠(yuǎn)傳功能，實現(xiàn)信息化施工。2TBM施工的優(yōu)點5)環(huán)保TBM施工不用炸藥爆3TBM施工的缺點TBM的地質(zhì)針對性較強，不同的地質(zhì)條件、不同的隧道斷面，需要設(shè)計成滿足不同施工要求TBM，需要配置適應(yīng)不同要求的輔助設(shè)備。3TBM施工的缺點TBM的地質(zhì)針對性較強，不同的地質(zhì)條件3TBM施工的缺點1）地質(zhì)適應(yīng)性較差TBM對隧道的地層最為敏感，不同類型的TBM適用的地層也不同，一般的軟巖、硬巖、斷層破碎帶，可采用不同類型的TBM輔以必要的預(yù)加固和支護設(shè)備進行掘進，但對于大型的巖溶暗河發(fā)育的隧道、高地應(yīng)力隧道、軟巖大變形隧道、可能發(fā)生較大規(guī)模突水涌泥的隧道等特殊不良地質(zhì)隧道，則不適合采用TBM施工。在這些情況下，采用鉆爆法更能發(fā)揮其機動靈活的優(yōu)越性。一般情況下，以II、Ⅲ級圍巖為主的隧道較適合采用敞開式TBM施工，以Ⅲ、Ⅳ級圍巖為主隧道較適合采用雙護盾TBM施工，對于V級圍巖為主和地下水位較高的城市淺埋隧道或越江隧道則較適合采用盾構(gòu)法施工。3TBM施工的缺點1）地質(zhì)適應(yīng)性較差TBM對隧3TBM施工的缺點2）不適宜中短距離隧道的施工由于TBM體積龐大，運輸移動較困難，施工準(zhǔn)備和輔助施工的配套系統(tǒng)較復(fù)雜，加工制造工期長，對于短隧道和中長隧道很難發(fā)揮其優(yōu)越性。國外的實踐表明，當(dāng)隧道長度與直徑之比大于600時，采用TBM施工是比較經(jīng)濟的。對于一般的單線鐵路隧道，開挖直徑通常在9～10m左右，按此計算，大于6km的隧道就可以考慮采用TBM施工。發(fā)達國家的隧道施工，一般優(yōu)先考慮TBM法，只有在TBM法不適宜時才考慮采用鉆爆法。我國則相反，根據(jù)我國的國情，我國是一個勞動力過剩的國家，鉆爆法施工一直是我國的強項，采用鉆爆法已成功修建了5000多公里的鐵路隧道，且鉆爆法施工的進度仍在逐年加快。在我國，一般認(rèn)為，小于10km的隧道難以發(fā)揮TBM的優(yōu)越性，而鉆爆法則具有相對經(jīng)濟的優(yōu)勢；對于10km～20km的特長隧道，可以對TBM法和鉆爆法施工進行經(jīng)濟技術(shù)比較，選擇適宜的施工方法；對于大于20km的特長隧道，則宜優(yōu)先采用TBM法施工。另外，對于穿越江河、城市建筑物密集或地下水位較高隧道，考慮到施工安全和沉降控制等因素，不論隧道長短，則宜優(yōu)先考慮采用盾構(gòu)法施工。3TBM施工的缺點2）不適宜中短距離隧道的施工由3TBM施工的缺點3）斷面適應(yīng)性較差斷面直徑過小時，后配套系統(tǒng)不易布置，施工較困難；而斷面過大時，又會帶來電能不足、運輸困難、造價昂貴等種種問題。一般地，較適宜采用TBM施工的隧道斷面直徑在3m～l2m；對直徑在12m～15m的隧道應(yīng)根據(jù)圍巖情況和掘進長度、外界條件等因素綜臺比較；對于直徑大于15m的隧道，則不宜采用TBM施工。另一方面，變斷面隧道也不能采用TBM施工。3TBM施工的缺點3）斷面適應(yīng)性較差斷面直徑過小3TBM施工的缺點4）運輸困難，對施工場地有特殊要求TBM屬大型專用設(shè)備，全套設(shè)備重達幾千噸，最大部件重量達上百噸，拼裝長度最長達200多米。同時洞外配套設(shè)施多，主要有混凝土攪拌系統(tǒng)、管片預(yù)制廠，修理車間、配件庫、材料庫、供水、供電、供風(fēng)系統(tǒng)，運碴和翻碴系統(tǒng)，裝卸調(diào)運系統(tǒng)，進場場區(qū)道路，TBM組裝場地等。這些對隧道的施工場地和運輸方案等都提出了很高的要求，可能有些隧道雖然長度和地質(zhì)條件較適合TBM施工，但運輸?shù)缆冯y以滿足要求，或者現(xiàn)場不具備布置TBM施工場地的條件。3TBM施工的缺點4）運輸困難，對施工場地有特殊要求3TBM施工的缺點5）設(shè)備購置及使用成本大TBM施工需要高負(fù)荷的電力保證、需要高素質(zhì)的技術(shù)人員和管理隊伍、前期購買設(shè)備的費用較高，這些都直接影響到TBM施工的適用性。3TBM施工的缺點5）設(shè)備購置及使用成本大TBM4TBM施組的特點TBM的施工組織設(shè)計應(yīng)充分考慮到TBM設(shè)備的采購周期較長（制造周期為11～12個月）的特點，按工期要求，有計劃地合理組織好TBM及后配套設(shè)備的采購工作。應(yīng)充分考慮TBM對地質(zhì)的適應(yīng)性，根據(jù)隧道的圍巖條件選用適應(yīng)地質(zhì)條件的TBM，合理組織好TBM及后配套設(shè)備的選型，并組織好TBM設(shè)備的監(jiān)造工作。應(yīng)充分考慮使用TBM的特殊性，作好施工現(xiàn)場的準(zhǔn)備工作，包括用電線路的架設(shè)，通往施工現(xiàn)場的道路、橋梁的修筑和加固，臨時工程施工工作，組織好TBM大件的運輸、安裝、調(diào)試、掘進準(zhǔn)備工作，并作好技術(shù)培訓(xùn)和材料、機具需要量計劃；這些與TBM的購置同步進行。應(yīng)充分考慮TBM施工的特點和TBM通過特殊地質(zhì)地段的設(shè)計方案、工程措施以及場地及水電情況對TBM的特殊要求。4TBM施組的特點TBM的施工組織設(shè)計應(yīng)充分考慮到TB5影響掘進機選型的地質(zhì)因素

（1）巖石的堅硬程度(單軸抗壓強度Rc）巖石的單軸抗壓強度越低，掘進機的掘進速度越高，掘進越快，巖石的單軸抗壓強度越高，掘進機的掘進速度越低，掘進越慢。但是，巖石的單軸抗壓強度太低，掘進機掘進后圍巖的自穩(wěn)時間極短甚至不能自穩(wěn)。巖石的單軸抗壓強度值在一定范圍內(nèi)時，掘進機的掘進既能保持一定的速度，又能使隧道圍巖在一定時間內(nèi)保持自穩(wěn)，這就是當(dāng)前大多數(shù)掘進機適用于巖石的單軸抗壓強度（Rc）值在30至150MPa之間的中等堅硬巖石和堅硬巖石的主要原因。不同類型、型號的掘進機有其各自適用的最佳巖石單軸抗壓強度范圍值。在硬巖中的掘進機施工，遇到的主要問題是刀具、刀圈及軸承的嚴(yán)重磨損以及上述部件的頻繁更換，費時且耗資較大。5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（1）巖石的堅硬程度(單軸抗5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（２）巖石結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度

一般情況下節(jié)理較發(fā)育和發(fā)育的，掘進機掘進效率較高，因為節(jié)理不發(fā)育，巖體完整，掘進機破巖困難；節(jié)理很發(fā)育，巖體破碎，自穩(wěn)能力差，掘進機支護工作量增大，同時巖體給掘進機撐靴提供的反力低，造成掘進推力不足，因而也不利于掘進機效率的提高。巖體結(jié)構(gòu)面越發(fā)育，密度越大，節(jié)理間距越小，完整性系數(shù)越小，掘進機掘進速度有越高的趨勢。必須指出的是，當(dāng)巖體結(jié)構(gòu)面特別發(fā)育，結(jié)構(gòu)面密度極大，也即結(jié)構(gòu)面間距極小，巖體完整性系數(shù)很小時，巖體已呈碎裂狀或松散狀，巖體強度極低，作為隧道工程巖體已不具自穩(wěn)能力，在此類圍巖中進行掘進施工，其掘進速度非但不會提高，反會因?qū)Σ环€(wěn)定圍巖進行的大量加固處理而大大降低。5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（２）巖石結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（３）巖石的耐磨性

巖石的耐磨性對刀具的磨損起著決定作用。巖石堅硬度和耐磨性越高，刀具、刀盤的磨損就越大。掘進機換刀量和換刀時間的增大，勢必影響到掘進機應(yīng)用的經(jīng)濟效益和掘進效率。刀具、刀圈及軸承的磨損，對掘進機的使用成本起很大的影響，而僅僅根據(jù)巖石的單軸抗壓強度來判斷不同單軸抗壓強度的巖石對掘進機刀具、刀圈及軸承的磨損是不夠的。巖石的硬度、巖石中礦物顆粒特別是高硬度礦物顆粒如石英等的大小及其含量的高低，決定了巖石的耐磨性指標(biāo)。一般來說，巖石的硬度越高，對掘進機的刀具等的磨損越大、掘進機的掘進效率也越低。5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（３）巖石的耐磨性5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（４）巖體主要結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與隧道軸線間的組合關(guān)系、圍巖的初始地應(yīng)力狀態(tài)、巖體的含水出水狀態(tài)等其它因素。當(dāng)巖體主要結(jié)構(gòu)面或稱優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面的走向與隧道軸線間夾角小于45o,且結(jié)構(gòu)面傾角較緩（≤30o），隧道邊墻拱腳以上部分及拱部圍巖因結(jié)構(gòu)面與隧道開挖臨空面的不利組合而出現(xiàn)不穩(wěn)楔塊，常發(fā)生掉塊和坍塌，影響掘進機的工作，降低掘進機的工作效率，甚至危及掘進機的安全。

5影響掘進機選型的地質(zhì)因素（４）巖體主要結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與隧道5影響掘進機選型的地質(zhì)因素當(dāng)圍巖處于高地應(yīng)力狀態(tài)下，且圍巖為堅硬、脆性、較完整或完整巖體時，極有可能發(fā)生巖爆災(zāi)害，災(zāi)害嚴(yán)重時，將危及掘進機及施工人員的安全；若圍巖為軟巖，則圍巖將產(chǎn)生較大的變形。二者均將給掘進機的掘進施工帶來極大的困難。巖體的含水出水狀態(tài)對掘進機工作效率的影響視含水量和出水量的大小及含、出水圍巖的范圍，同時還要視含、出水圍巖是硬質(zhì)巖還是軟質(zhì)巖。一般地說，富含水和涌漏水地段，圍巖的強度會有不同程度的降低，特別是軟質(zhì)巖的強度降低要大得多，致使圍巖的穩(wěn)定性降低，影響掘進機法的工作效率。此外，大量的隧道涌漏水，必將惡化掘進機的工作環(huán)境，降低掘進機的工作效率。5影響掘進機選型的地質(zhì)因素當(dāng)圍巖處于高地應(yīng)力狀態(tài)下，且圍巖6掘進機選型的一般規(guī)定（１）隧道施工前，應(yīng)對掘進機進行選型，做到配套合理，充分發(fā)揮施工機械綜合效率，提高機械化施工水平。（２）掘進機設(shè)備選型應(yīng)遵循下列原則：安全性、可靠性、先進性、經(jīng)濟性相統(tǒng)一；滿足隧道外徑、長度、埋深和地質(zhì)條件、沿線地形以及洞口條件等環(huán)境條件；滿足安全、質(zhì)量、工期、造價及環(huán)保要求；后配套設(shè)備與主機配套，滿足生產(chǎn)能力與主機掘進速度相匹配，工作狀態(tài)相適應(yīng)，且能耗小、效率高的原則，同時應(yīng)具有施工安全、結(jié)構(gòu)簡單、布置合理和易于維護保養(yǎng)的特點。進入隧道的機械，其動力宜優(yōu)先選擇電力機械。6掘進機選型的一般規(guī)定（１）隧道施工前，應(yīng)對掘進機進行選(３)掘進機的選型應(yīng)按下列步驟進行：根據(jù)地質(zhì)條件確定掘進機的類型；根據(jù)隧道設(shè)計參數(shù)及地質(zhì)條件確定主機的主要技術(shù)參數(shù)；根據(jù)生產(chǎn)能力與主機掘進速度相匹配的原則，確定后配套設(shè)備的技術(shù)參數(shù)與功能配置。(３)掘進機的選型應(yīng)按下列步驟進行：7掘進機選型根據(jù)地質(zhì)條件、施工環(huán)境、工期要求等因素確定掘進機的類型。一般情況下，中等長度隧道且整條隧道地質(zhì)情況相對較差的條件下（但掌子面能自穩(wěn)）使用單護盾式掘進機；在良好地質(zhì)中則使用開敞式掘進機；雙護盾式掘進機常用于復(fù)雜地層的長隧道開挖，一般適應(yīng)于中厚埋深、中高強度、穩(wěn)定性基本良好地質(zhì)的隧道，對各種不良地質(zhì)和巖石強度變化有較好適應(yīng)性。7掘進機選型根據(jù)地質(zhì)條件、施工環(huán)境、工期要求等因素確定掘7掘進機選型開敞式掘進機。常用于硬巖；在開敞式掘進機上，配置了鋼拱架安裝器和噴錨等輔助設(shè)備，以適應(yīng)地質(zhì)的變化；當(dāng)采取有效支護手段后，也可應(yīng)用于軟弱巖隧道。開敞式掘進機雖然適用于巖石整體較完整，有較好的自穩(wěn)性的硬巖但當(dāng)遇有局部不穩(wěn)定的圍巖時，由掘進機所附帶的輔助設(shè)備通過打錨桿、加鋼絲網(wǎng)、噴混凝土、架圈梁等方法加固，以保持洞壁穩(wěn)定；當(dāng)遇到局部地段軟弱圍巖及破碎帶，則掘進機可由所附帶的超前鉆及灌漿設(shè)備，預(yù)先固結(jié)隧道前方上部周邊圍巖，待圍巖達到