隧道工程機(jī)械化施工技術(shù)

第六章隧道工程機(jī)械化施工1隧道工程機(jī)械化施工技術(shù)

§6一1概述

隧道一般指作為地下通道的工程建筑物，在國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域、行業(yè)都有比較廣泛的應(yīng)用等。

隧道是鐵道和公路線路的重要組成部分，有降低線路縱坡、增大曲線半徑、縮短線路長度、改善運(yùn)營條件和保證行車安全的特點(diǎn)，一般在線路上遇到障礙（如高山、水域等），修建地上線有困難或不合理的情況下采用。

1、隧道的分類

(l）巖石隧道和軟土隧道。

(2）按地理位置可分為山嶺隧道、水底隧道、城市交通隧道、地下鐵道和航運(yùn)隧道、引水隧道。

(3）按隧道長度可分為特長隧道、長隧道、中隧道和短隧道。按隧道斷面形狀可分為單孔隧道、雙孔隧道和多孔隧道。第六章隧道工程機(jī)械化施工2第六章隧道工程機(jī)械化施工3

2、隧道的結(jié)構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)分主體建筑物和附屬建筑物。主體建筑物由洞身襯砌和洞門兩部分組成；附屬建筑物包括排水、通風(fēng)、供電、通信、信號、照明、監(jiān)控、防災(zāi)、報警等設(shè)施所需的建筑物以及避車洞和人行道等。修建隧道是為了在地下占據(jù)一定的空間，以保證車輛安全運(yùn)行?？拥辣仨毞€(wěn)定或者用足夠強(qiáng)度的支護(hù)結(jié)構(gòu)來保證隧道的穩(wěn)定。在通常情況下，開挖后除堅(jiān)硬、整體、耐風(fēng)化的圍巖能自身維持坑道的穩(wěn)定外，對大部分圍巖都需要修筑永久性支護(hù)坑道的結(jié)構(gòu)–襯砌。隧道襯砌的結(jié)構(gòu)有以下幾種類型：

(l）整體式襯砌（模注混凝土襯砌）。

(2）復(fù)合式襯砌，主要應(yīng)用于新奧法施工的隧道。

(3）錨噴襯砌這是一種采用錨噴支護(hù)作永久襯砌的結(jié)構(gòu)形式。

(4）拼裝式襯砌，目前在山嶺隧道中極少使用。

第六章隧道工程機(jī)械化施工4第六章隧道工程機(jī)械化施工5

開挖隧道時，先開挖一段路塹，達(dá)到一定深度才開始挖坑道。路塹與坑道的交界叫洞口。保護(hù)洞口的建筑叫洞門。

洞門的結(jié)構(gòu)形式有：

(1）端墻式洞門適應(yīng)于巖體穩(wěn)定的4類及以上圍巖和地形開闊地區(qū)。

(2）翼墻式洞門適應(yīng)于巖體較穩(wěn)定的3類及3類以下的圍巖，以及需要開挖路塹的地方。

(3）柱式洞門適應(yīng)于地形較陡、圍巖穩(wěn)定性較差而設(shè)置翼墻洞門又受地形地質(zhì)條件限制的地方。

(4）環(huán)框式洞門適合于圍巖整體性好、堅(jiān)硬不宜風(fēng)化的地區(qū)。

(5）遮光棚是式洞門適應(yīng)于洞口需要遮光的情況，其入口通常外伸很遠(yuǎn)。第六章隧道工程機(jī)械化施工6第六章隧道工程機(jī)械化施工7第六章隧道工程機(jī)械化施工8圍巖：是隧道開挖所影響的而且對隧道穩(wěn)定性有影響的那一部分巖（土）體。圍巖分類：是針對隧道開挖、支護(hù)、編制定額等的需要，而把與之相適應(yīng)的地質(zhì)條件進(jìn)行分級，來評價工程巖體的穩(wěn)定程度，是隧道工程設(shè)計施工的基礎(chǔ)條件之一。正確的圍巖分級是隧道工程首要的技術(shù)課題。隧道長度：指單洞進(jìn)出口洞門端墻面之間距，標(biāo)注為：xx米／左（右）洞。如隧道為雙洞時，則此隧道長度應(yīng)標(biāo)為L=L左＋L

右。隧道計量單位：一般稱“座”。隧道寬度：指單洞的建筑限界凈寬，如山嶺區(qū)高速公路隧道單洞雙車道寬度為7.5m。隧道建筑限界：包括行車道、兩側(cè)路緣帶、余寬、檢修道的總寬度。第六章隧道工程機(jī)械化施工9第六章隧道工程機(jī)械化施工10

隧道的施工過程可以分成兩大步驟。一是開挖，就是把坑道挖出來并把土石運(yùn)出去；二是襯砌，就是把襯砌的材料運(yùn)進(jìn)來并把襯砌修筑好，使需要的空間能夠保持下來。目前隧道及地下工程施工方法可歸類為4種，即明挖施工法、暗挖施工法、淺埋暗挖法和沉埋管段施工法。

1、明挖法先把隧道及其上方的地層全部挖開，然后修筑襯砌，再進(jìn)行回填把隧道掩埋起來，如：修筑明洞、淺埋地鐵或地鐵車站等工程。其最大缺點(diǎn)是嚴(yán)重干擾交通，破壞環(huán)境；大面積拆遷已不可能或承受不起，目前應(yīng)用極少。

2、暗挖法全部工程作業(yè)都在地下進(jìn)行，主要施工方法有：鉆爆法（噴錨構(gòu)筑法）、盾構(gòu)法和掘進(jìn)機(jī)法、液壓沖擊錘開挖法。

3、沉埋管段法隧道穿越江河海峽時，采用沉埋管段建筑的施工方法。要求裝備大型水上吊裝設(shè)備和水下挖溝裝置。

第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工11第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工12第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工13第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工144、淺埋埋暗挖挖法是一種種在離離地表表很近近的地地下進(jìn)進(jìn)行各各種類類型地地下洞洞室暗暗挖施施工的的方法法。在在明挖挖法和和盾構(gòu)構(gòu)法不不適應(yīng)應(yīng)的情情況下下，顯顯示了了巨大大的優(yōu)優(yōu)越性性。淺埋暗暗挖法法施工工步驟驟：1）先將將鋼管管打入入地層層，然然后注注入水水泥或或化學(xué)學(xué)漿液液，使使地層層加固固。2）地層層加固固后，，進(jìn)行行短進(jìn)進(jìn)尺開開挖，，一般般每循循環(huán)在在0.5––1.0米，隨隨后即作作初期期支護(hù)護(hù)。3）施作作防水水層。。4）完成成二次次支護(hù)護(hù)，一一般情情況下下，可可注入入混凝凝土，，特殊殊情況況下要要進(jìn)行鋼筋筋設(shè)計計。北京長長安街街下的的地鐵鐵修建建工程程采用用的就就是淺淺埋暗暗挖法法。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工15第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工16§6一2鉆爆法法鉆爆法法（鉆鉆眼爆爆破作作業(yè)法法、DBM、噴錨錨構(gòu)筑筑法））是在在十九九世紀(jì)紀(jì)六十十年代代隨著著第一一臺風(fēng)風(fēng)動鑿鑿巖機(jī)機(jī)的出出現(xiàn)和和黃色色炸藥藥的發(fā)發(fā)明而而出現(xiàn)現(xiàn)的施施工方方法，，經(jīng)過過100多年的的發(fā)展展，有有了噴噴錨支支護(hù)、、控制制爆破破、新新奧法法、門門架臺臺車、、全液液壓鑿鑿巖臺臺車等等技術(shù)術(shù)和設(shè)設(shè)備，，向著著全斷斷面、、大斷斷面、、機(jī)機(jī)械化化、高高效、、快速速方向向發(fā)展展。目目前，，公路路和鐵鐵路隧隧道開開挖主主要還還是用用這種種方法法。鉆爆法法施工工一個個開挖挖循環(huán)環(huán)的程程序是是：測測量放放線～～布孔孔～鉆鉆孔～～鉆孔孔合格格檢查查～裝裝藥聯(lián)聯(lián)網(wǎng)～～孔網(wǎng)網(wǎng)檢查查合格格～起起爆～～通風(fēng)風(fēng)排煙煙～松松動圍圍巖或或掉塊塊處理理～出出碴～～掛網(wǎng)網(wǎng)（視視情況況而定定）～～安裝裝鋼肋肋（視視情況況而定定）～～噴混混凝土土～安安裝錨錨桿（（視情情況而而定））。往往復(fù)循循環(huán)，，不斷斷掘進(jìn)進(jìn)。每每個循循環(huán)的的開挖挖進(jìn)尺尺取決決于鉆鉆孔深深度。。一般般情況況下，，孔深深為3.5m，進(jìn)尺尺可達(dá)達(dá)到3.3m。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工17第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工18一、開開挖方方法開挖方方法的的選擇擇主要要根據(jù)據(jù)隧道道斷面面大小、、圍巖巖的穩(wěn)穩(wěn)定情情況，，采用用全斷斷面一一次開挖挖或分分部開開挖。。全斷面面開挖挖法主主要作作業(yè)過過程是是：開開挖工作作利用用鑿巖巖臺車車鉆出出整個個面的的全部部炮眼，，一次次爆破破成洞洞；通通風(fēng)排排煙后后用大大型裝渣渣機(jī)出出渣；；出渣渣完畢畢后就就開始始下一一鉆爆循循環(huán)。。分部開開挖法法：當(dāng)當(dāng)隧洞洞斷面面較高高時，，常分臺臺階自自上而而下開開挖。。上部部斷面面的布布孔（鉆鉆水平平孔））與全全斷法法相同同相同同，但但下部臺臺階的的開挖挖則采采用梯梯段爆爆破法法鉆垂垂直炮孔孔，用用藥量量少，，爆破破效果果好。。分部部開挖以以導(dǎo)洞洞先行行，有有利于于盡快快貫穿穿洞身身，或與豎豎井連連接，，能簡簡化通通風(fēng)系系統(tǒng)；；也可可第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工19作為主主洞的的探洞洞，事事先摸摸清地地質(zhì)情情況。。此外外，開開挖大大斷面面平洞洞，尚尚有中心導(dǎo)導(dǎo)洞輻輻射鉆鉆孔法法，在在斷面面中央央用小小型機(jī)機(jī)械開開挖中中導(dǎo)洞洞，在在導(dǎo)洞洞中用履帶帶鉆或或拖式式車鉆鉆向四四周鉆鉆輻射射孔，，以擴(kuò)擴(kuò)大開開挖成成洞。。二、炮炮孔布布置巖石隧隧道的的鉆爆爆開挖挖，為為提高高爆破破效率率必須須首先先增加加爆破破自由由面數(shù)數(shù)目。。因此此，在在斷而而中部部先爆爆破出出一個個缺口口，然然后再再引爆爆其余余炮孔孔。這這一缺缺口的的形成成稱為為掏槽槽。斷斷面上上的鉆鉆孔可可分為為掏槽槽孔和和崩落落孔，，而崩崩落孔孔又可可分為為輔助助孔和和周邊邊孔。。每一隧隧道斷斷面的的炮孔孔數(shù)日日和布布置型型式應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)斷面面大小小、巖巖石性性質(zhì)和和循環(huán)環(huán)進(jìn)尺尺等因因素設(shè)設(shè)計確確定，，并使使鉆孔孔方便便。根根據(jù)掏掏槽型型式，，隧洞洞斷面面的鉆鉆孔布布置可可分為為楔形形掏槽槽和平平行直直孔掏掏槽兩兩種。。楔楔形掏掏槽由由數(shù)對對對稱稱的相相向傾傾斜的的炮孔孔組成成．對對鉆孔孔質(zhì)量量要求求稍低低。為為使隧隧洞周周邊整整齊不不超挖挖藥的的空孔孔，周周邊孔孔的間間距、、藥量量應(yīng)按按光面面爆破破要求求設(shè)計計。平平行直直孔掏掏槽的的中間間兩孔孔是不不填藥藥的空空孔。。這種種布置置型式式的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是是易于于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)鉆孔孔自動動化，，便于于達(dá)到到要求求的循循環(huán)進(jìn)進(jìn)尺，，增大大爆破破深度度。其其缺點(diǎn)點(diǎn)是增增加了了鉆孔孔數(shù)量量，且且對炮炮孔要要求的的質(zhì)量量高。。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工20第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工21第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工22三、鉆鉆孔機(jī)機(jī)械常用的的有：：1、液壓壓鑿巖巖臺車車；2、門架架臺車車；3、汽車車式簡簡易鑿鑿巖臺臺車第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工23第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工24第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工25四、新新奧法法（NATM)即奧地地利隧隧道工工程建建設(shè)新新方法法的簡簡稱。。該法法1948年提出出后，，世界界各地地普遍遍運(yùn)用用，已已成為為現(xiàn)代代隧道道工程程新技技術(shù)標(biāo)標(biāo)志之之一。。A、新奧奧法施施工要要點(diǎn)：：1、開挖挖作業(yè)業(yè)多采采用光光面爆爆破和和預(yù)裂裂爆破破、大大斷面面開挖挖，減減少擾擾動。。2、根據(jù)據(jù)圍巖巖特征征采用用不同同的支支護(hù)類類型和和參數(shù)數(shù)，及及時施施作密密貼于于圍巖巖的柔柔性混混凝土土和錨錨桿初初期支支護(hù)，，以控控制圍圍巖的的變形形和松松弛。。具體作作法：：第一一次噴噴混凝凝土3-5cm厚，安安錨桿桿，鋪鋪鋼筋筋網(wǎng)，，立鋼鋼拱架架，噴噴二次次混凝凝土到到設(shè)計計厚度度。3、通過過施工工中對對圍巖巖和支支護(hù)的的動態(tài)態(tài)觀察察測量量，合合理安安排施施工順順序，，進(jìn)行行設(shè)計計變更更及日日常的的施工工管理理。光面爆爆破：：也叫叫修邊邊爆破破，是是一種種控制制巖體體開挖挖輪廓廓的爆爆破技技術(shù)，，是通通過一一系列列措施施對隧隧道周周邊部部位實(shí)實(shí)行正正確的的鉆孔孔和爆爆破，，并使使周邊邊眼最最后起起爆的的爆破破方法法。爆爆破后后，設(shè)設(shè)計輪輪廓線線內(nèi)的的巖石石適度度破碎碎，而而圍巖巖穩(wěn)定定性得得以保保持，，適用用范圍圍廣泛泛，在在軟巖巖中級級巖淺淺孔爆爆破中中效益益明顯顯。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工26第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工27預(yù)裂爆爆破：：是在在開挖挖輪廓廓上鉆鉆互相相平行行的比比較密密集的的炮眼眼，裝裝藥后后使之之比其其他爆爆破眼眼先起起爆，，使爆爆破后后各爆爆眼間間形成成相互互貫通通的裂裂隙，，與原原巖體體分割割開來來，然然后再再起爆爆其他他炮眼眼。因因輪廓廓線上上裂縫縫已形形成，，當(dāng)其其他炮炮眼起起爆時時，不不會引引起原原巖體體的破破壞，，而形形成光光滑的的平整整壁面面。預(yù)預(yù)裂爆爆破可可起較較大的的隔振振作用用，一一般適適用于于硬巖巖深孔孔爆破破。在在軟弱弱圍巖巖中也也可得得到較較好的的爆破破效果果。隧道圍圍巖變變形量量測：：在隧隧道開開挖過過程中中，對對圍巖巖一支支護(hù)系系統(tǒng)的的變形形過程程所作作的量量測，，叫作作隧道道圍巖巖變形形量測測。它它是新新奧法法現(xiàn)場場量測測的首首要內(nèi)內(nèi)容。。噴錨支支護(hù)是是隧洞洞施工工的重重要環(huán)環(huán)節(jié)，，以確確保施施工安安全和和施工工進(jìn)度度，也也是““新奧奧法””的一一項(xiàng)主主要手手段。。所謂謂噴是是指用用噴射射方法法將混混凝土土噴到到圍巖巖表面面及裂裂縫中中，使使其快快速凝凝固后后起到到支護(hù)護(hù)作用用。所所謂錨錨是指指在隧隧洞圍圍巖上上鉆孔孔安設(shè)設(shè)桿件件，使使它錨錨固在在巖體體內(nèi)以以加固固圍巖巖。第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工28第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工29第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工30B、錨桿施施工錨固在巖巖體內(nèi)的的桿件稱稱為錨桿桿。常用用的金屬屬錨桿有有楔縫式式、脹殼殼式、爆爆固式、、開縫式式和水泥泥砂漿或或樹脂式式等多種種。在隧隧洞綜合合機(jī)械化化施工中中，鉆鑿鑿錨桿孔的鉆機(jī)機(jī)可以利利用鉆車的支支臂鉆機(jī)機(jī)朝洞壁鉆徑徑向孔，，而更多的是是利利用用架設(shè)在鉆車車平臺上上的專門鉆錨錨桿孔的的支臂鉆機(jī)。。也有用用專門設(shè)計的的錨桿臺臺車鉆孔和安安插錨桿桿的。第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工31C、噴混凝凝土噴噴混凝凝土施工工是將砂砂、石、、水泥和和速凝劑劑等材料料用高速速氣流輸輸送和噴噴射到隧隧洞圍巖巖表面和和裂縫中中，使其其快速凝凝固起到到支護(hù)作作用。除除采用壓壓縮空氣氣作為噴噴射動力力外，也也有利用用機(jī)械拋拋射原理理的噴射射機(jī)。噴射混凝凝上所用用材料中中，一般般采用500號以上的的普通硅硅酸鹽水水泥。平平均粒徑徑為0.35一0.5mm的粗砂，，粒徑不不大于20（碎石））mm與25（卵石））mm的粗骨料料·以及摻量量為水泥泥用量的的2％一8％的速凝凝劑，按按照一定定的配比比摻合應(yīng)應(yīng)用。為為了提高高噴混凝凝土的強(qiáng)強(qiáng)度，一一種在混混凝土中中摻入1％一2％鋼絲的的鋼纖維維噴混凝凝土方法法逐漸得得到推廣廣應(yīng)用。。一般使使用直徑徑0.4mm、長度不不短于12.5mm的短鋼絲絲，它由由專用的的鋼纖維維機(jī)制作作，而且且一還制制成螺旋旋狀或其其他鉤狀狀。噴混凝土土施工工工藝可分分為干式式和濕式式兩種。。干式式噴射是是將粗、、細(xì)骨料料和水泥泥干拌后后，經(jīng)噴噴射機(jī)由由壓縮空空氣輸送送到噴嘴嘴處再加加水噴射射，如需需加入速速凝劑應(yīng)應(yīng)在噴射射前加入入。濕式式噴射是是將水、、水泥、、粗細(xì)骨骨料一次次拌和好好，用噴噴射機(jī)輸輸送到噴噴嘴加入入速凝劑劑后噴射射。第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工32干式噴射射的主要要優(yōu)點(diǎn)是是：輸送送距離長長，設(shè)備備簡單，，耐用。。但施工工粉塵較較大，回回彈率達(dá)達(dá)15-50%。干噴作作業(yè)產(chǎn)生生的粉塵塵危害健健康。濕式噴射射的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是：1）粉塵小?。?）生產(chǎn)率率高，10m33/h。3）回彈率率低，10%以下。4）質(zhì)量高高。但設(shè)設(shè)備較復(fù)復(fù)雜，操操作及維維修不及及干噴機(jī)機(jī)方便，，需用的的液體速速凝劑售售價高，，尚不能能實(shí)現(xiàn)國國產(chǎn)。國際上發(fā)發(fā)達(dá)國家家推行濕濕式噴射射，我國國主要采采用干式式噴射。。第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工33五、機(jī)械械化出碴碴根據(jù)隧道道斷面的的大小不不同，出出碴方式式分為有有軌（軌軌道式））和無軌軌式兩種。類別

鉆孔臺車

裝巖設(shè)備

運(yùn)輸設(shè)備有軌運(yùn)輸軌道式鉆車（門架臺車）1、立爪式裝載機(jī)2、反鏟挖裝機(jī)

1、礦車2、梭車無軌運(yùn)輸1、液壓鑿巖臺車；

2、汽車式簡易鑿巖臺車1、輪式裝載機(jī)2、履帶式裝載機(jī)3、短臂挖掘機(jī)1、后卸、整體（鉸接）車架自卸車2、單軸牽引運(yùn)輸車第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工34德國SchaeffITC312H型挖裝機(jī)機(jī)第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工351、有軌運(yùn)運(yùn)輸形式式有軌運(yùn)輸輸適用于于單線鐵鐵路長隧隧道出碴碴運(yùn)輸，，運(yùn)輸設(shè)設(shè)備的選選定應(yīng)結(jié)結(jié)合隧道端端面、圍圍巖等級級，施工工工期、、鉆孔設(shè)設(shè)備能力力等因素素確定。。有軌運(yùn)輸輸大多采采用電瓶瓶車或內(nèi)內(nèi)燃機(jī)車車牽引，，采用礦礦車或梭梭式礦車車運(yùn)石渣，是是一種適適應(yīng)性較較強(qiáng)也較較為經(jīng)濟(jì)濟(jì)的運(yùn)輸輸方式。。有軌運(yùn)輸輸采用四四軌三線線制，即即在隧道道內(nèi)輔設(shè)設(shè)四根鋼鋼軌形成成兩條運(yùn)運(yùn)輸線（輕車線線、重車車線）的的同時，，使兩線線的相鄰鄰兩條鋼鋼軌滿足足構(gòu)成第第三運(yùn)輸輸線（中線線）的條條件，其其核心是是使用一一組特制制的雙開開對稱道道岔。門架式臺臺車行走走在外側(cè)側(cè)兩根鋼鋼軌上，，出碴時時運(yùn)輸車車輛穿過過門架式式臺車在中線（（第三線線）位置置裝碴，，并經(jīng)特特制對稱稱道岔分分別輕、、重車線線進(jìn)出。。三線均采采用900mm軌距模式式，門架架式臺車車的軌距距為2840mm，均為43kg/m鋼軌。第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工36配合進(jìn)行行裝渣作作業(yè)挖裝機(jī)與與梭式礦礦車配合合進(jìn)行裝裝渣作業(yè)業(yè)第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工37第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工38第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工392、無軌運(yùn)運(yùn)輸方式式無軌運(yùn)輸輸主要指指采用輪輪胎式運(yùn)運(yùn)輸車輛輛運(yùn)輸出出碴。無軌運(yùn)輸輸多數(shù)采采用輪胎胎式裝載載機(jī)或履履帶式裝裝載機(jī)向向車輛裝裝渣。在在隧洞施施工工作作面窄、、高度有有限、地地面巖石石尖銳和和泥水橫橫流的惡惡劣條件件下，選選用的輪輪胎式裝裝載機(jī)應(yīng)應(yīng)配有耐耐磨防滑滑的鏈條條輪胎和和廢氣凈凈化裝置置，鏟斗斗除前卸卸外尚能能側(cè)卸。。只有在在工作面面寬度大大于12m時，才可可使用前前卸鏟斗斗向車廂廂裝載。。履帶式式裝載機(jī)機(jī)一般也也是鏟斗斗前卸式式的。如如果兩履履帶能分分別驅(qū)動動，可實(shí)實(shí)現(xiàn)原地地轉(zhuǎn)向時時，其操操縱靈活活性并不不亞于鉸鉸接轉(zhuǎn)向向的輪胎胎式裝載載機(jī)，使使用起來來仍很方方便，況況且在不不平的巖巖面上工工作，履履帶底盤盤的穩(wěn)定定性和耐耐磨性也也比輪胎胎式的優(yōu)優(yōu)越在大大斷面地地下洞室室施工中中，尚可可采用短短臂正鏟鏟挖掘機(jī)機(jī)向車輛輛裝渣，，但生產(chǎn)產(chǎn)率較低低。此外外，履帶帶式的和和輪胎式式的蟹立立爪裝巖巖機(jī)亦可可用來向向輪胎車車輛裝渣渣，包括括自卸汽汽車和輪輪胎式梭梭車等。。在隧洞洞施工中中，從避避炮和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移工作作面的要要求考慮慮時，輪輪胎式裝裝渣機(jī)械械要比履履帶式的的機(jī)動。。第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工40適于隧洞洞運(yùn)輸出出渣的車車輛包括括短軸距距、后卸卸或側(cè)卸卸的重型型自卸汽汽車、后后卸的鉸鉸接轉(zhuǎn)向向的自卸卸汽車、、還有單單軸牽引引車拖帶帶的后卸卸式半拖拖車等。。這些車車輛中應(yīng)應(yīng)選用低低污染或或帶有廢廢氣凈化化裝置的的。地下下工程使使用的裝裝載機(jī)斗斗容一般般為1.5-5m3，與之配配套汽車車的載重重量為10-32t，以維持持其斗容容關(guān)系為為1:3一1:5。選用單單向行駛駛自卸汽汽車時，，需在洞洞中設(shè)置置調(diào)向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，因因此，最最好選用用能雙向向行駛的的自卸汽汽車。雙雙向行駛駛的汽車車備有兩兩套轉(zhuǎn)向向裝置．．欲倒向向行駛只只需將坐坐倚轉(zhuǎn)180即可，使使駕駛員員駕車進(jìn)進(jìn)出隧洞洞都可面面朝前方方，無需需在洞內(nèi)內(nèi)調(diào)車。。選用短短軸距的的和鉸接接轉(zhuǎn)向的的自卸汽汽車是因因其轉(zhuǎn)彎彎半徑小小。選用用后卸式式半拖車車出渣是是比較理理想的，，因?yàn)檐囓噹麍?jiān)實(shí)實(shí)耐沖擊擊，且排排出大塊塊巖渣比比底卸的的車輛順順暢。鉸鉸接轉(zhuǎn)向向的車身身轉(zhuǎn)彎容容易，而而且兩軸軸軸距還還可采用用弓起車車廂方法法縮短，，從而進(jìn)進(jìn)一步減減小轉(zhuǎn)彎彎半徑，，．出入入隧洞更更為方便便。在采采用無軌軌運(yùn)輸?shù)牡拈L隧洞洞施工中中，如棄棄渣地點(diǎn)點(diǎn)很遠(yuǎn)，，則車輛輛運(yùn)輸循循環(huán)時間間就很長長。為加加速處理理工作面面上的堆堆渣，也也可將巖巖渣光堆堆放洞內(nèi)內(nèi)某處·再作第二二次搬運(yùn)運(yùn)。第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工41第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工423、出渣運(yùn)運(yùn)輸方式式的選擇擇主要根根據(jù)開挖挖斷面大大小、隧隧洞長度度和隧洞洞襯砌方法進(jìn)進(jìn)行選擇擇。有軌運(yùn)輸輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)點(diǎn)是：適適于各種種斷面的的開挖；；對通風(fēng)風(fēng)的要求求比無軌軌運(yùn)輸?shù)偷枚喽?，更適適于長隧隧洞施工工；采用用門架式式軌道鉆鉆車，既既允許出出渣列車車穿過其下下，而且且鉆車本本身的多多層平臺臺能為裝裝藥、打打設(shè)錨桿桿、噴混混凝土、、安裝鋼絲絲網(wǎng)、鋼鋼筋和通通風(fēng)管等等工作提提供方便便；全部部采用軌軌道式設(shè)設(shè)備時，，對選擇襯襯砌程序序比較方方便；而而且還有有多種軌軌道式混混凝土襯襯砌設(shè)備備可供選選用。有軌運(yùn)輸輸?shù)娜秉c(diǎn)點(diǎn)是：設(shè)設(shè)備調(diào)動動和轉(zhuǎn)移移不便，，常固定定在一個個工作面面上使用；出洞洞卸渣僅僅限于洞洞口附近近，不及及自卸汽汽車遠(yuǎn)送送方便；；設(shè)備在在完工后后轉(zhuǎn)讓價值值有限。。

無軌軌運(yùn)輸?shù)牡膬?yōu)點(diǎn)是是：輪胎胎式設(shè)備備具有良良好的機(jī)機(jī)動性，，一套設(shè)設(shè)備能為為兩三個工作作面服務(wù)務(wù)；出渣渣地點(diǎn)運(yùn)運(yùn)距不受受限制，，能送到到道路所所及的渣渣場而無無需中轉(zhuǎn)；；設(shè)備的的通用性性好，能能用于其其他工程程。第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工43無軌運(yùn)輸輸?shù)娜秉c(diǎn)點(diǎn)是：設(shè)設(shè)備用量量和尺寸寸一般均均較大，，工作寬寬度也大大，要求求有較大大的通過過空間和和較寬的的路基，，為此因因設(shè)置避避車和停停放洞室室所引起起的附加加工程量量也是較較大的；；設(shè)備中中柴油機(jī)機(jī)車輛數(shù)數(shù)量增多多，要求求的通風(fēng)風(fēng)量增加加，通風(fēng)風(fēng)管道和和動力費(fèi)費(fèi)用加大大；對設(shè)設(shè)備的維維修管理理比軌道道式的要要求高；；給以后后隧洞襯襯砌工作作帶來一一些困難難和問題題。六、風(fēng)水水電供應(yīng)應(yīng)1、施工通通風(fēng)分為自然然通風(fēng)和和機(jī)械通通風(fēng)。自自然通風(fēng)風(fēng)是依靠靠洞內(nèi)外外溫差是是空氣對對流而起起通風(fēng)作作用。長長度在200m以內(nèi)的短短隧道或或長隧道道在洞門門以內(nèi)不不足100m的地段可可采用。。機(jī)械通風(fēng)風(fēng)常用的的有風(fēng)管管式和巷巷道式。。a、風(fēng)管式式：采用用通風(fēng)機(jī)機(jī)和與之之相連的的風(fēng)管。。根據(jù)通通風(fēng)機(jī)的的工作方方式可分分為壓入入式、吸吸出式和和混合式式。對于于隧道施施工，要要求通風(fēng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量量大，尺尺寸小，，重量輕輕，調(diào)整整方便，，便于裝裝卸和運(yùn)運(yùn)輸?shù)?，，因此多多采用軸軸流式風(fēng)風(fēng)機(jī)。第六章隧隧道工工程機(jī)械械化施工工44第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工45b、巷道道式通通風(fēng)利用巷巷道作作為循循環(huán)風(fēng)風(fēng)流通通道的的一種種通風(fēng)風(fēng)方式式。整整個通通風(fēng)系系統(tǒng)是是由一一個主主風(fēng)流流循環(huán)環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)和一一個或或一個個以上上的局局部風(fēng)風(fēng)流循循環(huán)系系統(tǒng)組組成。。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工46２、壓壓縮空空氣供供應(yīng)在隧道道施工工中，，以壓壓縮空空氣為為動力力的風(fēng)風(fēng)動機(jī)機(jī)具主主要有有：風(fēng)風(fēng)鉆臺臺車、、噴射射混凝凝土機(jī)機(jī)具、、鍛釬釬機(jī)、、壓漿漿機(jī)等等。要要保證證這些些風(fēng)動動機(jī)具具的正正常工工作，，需有有足夠夠的壓壓縮空空氣供供應(yīng)，，即要要有足足夠的的風(fēng)量量和風(fēng)風(fēng)壓供供應(yīng)給給各個個風(fēng)動動機(jī)具具，同同時還還應(yīng)盡盡量減減少壓壓縮空空氣在在管路路輸送送過程程中的的風(fēng)壓壓和風(fēng)風(fēng)量損損失，，以達(dá)達(dá)到即即能保保證風(fēng)風(fēng)動機(jī)機(jī)具進(jìn)進(jìn)行正正常工工作，，又能能達(dá)到到降低低消耗耗、節(jié)節(jié)約能能源、、降低低成本本及保保證施施工質(zhì)質(zhì)量的的目的的?？諌簷C(jī)機(jī)站供供風(fēng)能能力計計算壓縮空空氣由由空氣氣壓縮縮機(jī)生生產(chǎn)供供應(yīng)。?？諝鈿鈮嚎s縮機(jī)有有內(nèi)燃燃及電電動等等類型型，空空壓機(jī)機(jī)通常常集中中安設(shè)設(shè)在洞洞口附附近，，稱為為空壓壓機(jī)站站?？湛諌簷C(jī)機(jī)站的的供風(fēng)風(fēng)能力力Q值，取取決于于由儲儲氣筒筒到風(fēng)風(fēng)動機(jī)機(jī)具設(shè)設(shè)備沿沿途的的損失失、各各風(fēng)動動機(jī)具具的耗耗風(fēng)量量、以以及風(fēng)風(fēng)動機(jī)機(jī)具的的同時時工作作系數(shù)數(shù)和備備用系系數(shù)，，即：：空壓壓機(jī)站站的生生產(chǎn)能能力（（或供供風(fēng)能能力））Q可用式式計算算：第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工47Q=（1+K備）（∑∑qK+q漏）km式中：：K———同時工工作系系數(shù)K備——空壓機(jī)機(jī)的備備用系系數(shù)，，一般般采用用75﹪﹪～90﹪﹪∑q———風(fēng)動機(jī)機(jī)具所所需風(fēng)風(fēng)量，，m3/min,q漏——管路及及附件件的漏漏耗損損失，，其值值為：：q漏=d××∑L,m3/min;d—每公里里漏風(fēng)風(fēng)量，，平均均為1.5m3/min～2.0m3/min，L———管路總總長（（㏎））。km——空壓機(jī)機(jī)所處處海拔拔高度度對空空壓機(jī)機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)能力力的影影響系系數(shù)壓風(fēng)管管道的的選擇擇，應(yīng)應(yīng)不小小于0.5Mpa的要求求，空空氣壓壓縮機(jī)機(jī)產(chǎn)生生的壓壓縮空空氣的的壓力力一般般為0.7～0.8Mpa左右。。為保保證風(fēng)風(fēng)動機(jī)機(jī)具的的風(fēng)壓壓，要要求鋼鋼風(fēng)管管終端端的風(fēng)風(fēng)壓不不得小小于0.6Mpa，這樣樣通過過膠皮皮管輸輸送至至風(fēng)動動機(jī)具具的工工作風(fēng)風(fēng)壓才才不小小于0.5Mpa。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工48３、隧隧道施施工供供水隧道施施工期期間的的生產(chǎn)產(chǎn)用水水和生生活用用水主主要用用途包包括：：鑿巖巖機(jī)用用水、、噴霧霧灑水水防塵塵用水水、襯襯砌施施工用用水、、混凝凝土養(yǎng)養(yǎng)護(hù)施施工用用水、、壓機(jī)機(jī)冷卻卻用水水、浴浴池用用水、、施工工人員員的生生活用用水等等，因因此需需要設(shè)設(shè)置相相應(yīng)的的供水水設(shè)施施和排排水溝溝。隧道施施工供供水基基本要要求：：水質(zhì)質(zhì)要求求、用用水量量大小小、水水壓及及供水水設(shè)施施等應(yīng)應(yīng)能滿滿足工工程和和生活活用水水的要要求。。４、隧隧道施施工供供電隧道施施工供供電，，包括括生產(chǎn)產(chǎn)用電電及生生活用用電等等。隨隨著隧隧道施施工機(jī)機(jī)械化化程度度的提提高，，相應(yīng)應(yīng)機(jī)械械化施施工耗耗電量量越來來越大大，為為了保保證施施工質(zhì)質(zhì)量和和施工工安全全，對對隧道道施工工供電電的可可靠性性要求求也越越來越越高，，因此此隧道道施工工供電電顯得得非常常重要要。隧道供供電首首先要要確定定總用用電量量，以以便選選用合合適的的發(fā)電電機(jī)、、變壓壓器、、各類類配電電開關(guān)關(guān)設(shè)備備和線線路導(dǎo)導(dǎo)線，，以做做到安安全、、可靠靠地供供電、、節(jié)約約用電電、減減少投投資等等。一一般施施工現(xiàn)現(xiàn)場總總用電電量，，常采采用估估算式式進(jìn)行行計算算確定定。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工49供電線線路電電壓等等級隧道施施工供供電電電壓，，一般般采用用三相相四線線400/230（V）。長長大隧隧道施施工，，可用用6kv～10kv，動力力機(jī)械械的電電壓標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是是380v；成洞洞地段段的照照明可可采用用220v。工作作地段段照明明和手手持電電動工工具，，應(yīng)按按規(guī)定定選用用安全全電壓壓供電電。隧道施施工作作業(yè)地地段照照明，，必須須使用用安全全變壓壓器配配電，，其容容量：：輸入入電壓壓為220V，輸出出電壓壓宜用用36V，32V，24V，12VL四個等等級，，便于于根據(jù)據(jù)作業(yè)業(yè)工作作面安安全要要求選選用照照明電電壓（（成洞洞段和和不作作業(yè)地地段可可用220V，瓦斯斯地段段不得得超過過110V，一般般作業(yè)業(yè)地段段不宜宜大于于36V，手提提作業(yè)業(yè)燈為為12~24V）；隧道施施工中中的““三三管兩兩線””：高高壓風(fēng)風(fēng)管、、低壓壓風(fēng)管管、高高壓水水管、、電線線（高高壓、、低壓壓）、、運(yùn)輸輸線。。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工50第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工51七、輔輔助坑坑道利用輔輔助坑坑道增增辟新新的工工作面面開解解決工工期問問題。。輔助助坑道道按其其與隧隧道位位置的的相互互關(guān)系系和運(yùn)運(yùn)輸方方式的的特點(diǎn)點(diǎn)，可可分為為橫洞洞、平平行導(dǎo)導(dǎo)坑、、斜井井和豎豎井四四種類類型。。1、橫洞洞在隧道道的傍傍側(cè)、、與正正洞基基本上上處于于同一一水平平面并并與正正洞相相連的的一種種輔助助坑道道。根根據(jù)當(dāng)當(dāng)?shù)氐牡木唧w體條件件，橫橫洞可可以修修成與與正洞洞正交交或斜斜交（（交角角不小小于40°°）。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工52對傍山山沿河河或側(cè)側(cè)面覆覆蓋層層較薄薄的隧隧道，，設(shè)置置橫洞洞來增增加新新的工工作面面或作作為運(yùn)運(yùn)輸通通道是是很有有利的的。有有時，，遇到到在隧隧道洞洞口處處橋隧隧相連連，或或洞口口的地地質(zhì)條條件不不好、、地形形不利利或路路塹開開挖量量很大大，一一時不不能進(jìn)進(jìn)洞時時，也也可用用開辟辟橫洞洞的辦辦法搶搶先進(jìn)進(jìn)洞，，使正正洞施施工和和洞口口路塹塹工程程同時時進(jìn)行行，互互不干干擾。。橫洞的的運(yùn)輸輸采用用單道道還是是雙道道，一一般按按正洞洞的來來定，，其斷斷面尺尺寸一一般也也與導(dǎo)導(dǎo)坑的的單、、雙道道斷面面尺寸寸相同同。橫橫洞的的縱坡坡，一一端與與正洞洞相接接，向向外有有不小小于3°°的下坡坡，以以利于于排水水和運(yùn)運(yùn)輸。。除了了長隧隧道的的橫洞洞以外外，橫橫洞的的長度度一般般不超超過100米。橫洞的的開挖挖和支支撐，，與一一般隧隧道導(dǎo)導(dǎo)坑相相同。。不作作為永永久通通風(fēng)或或排水水用的的橫洞洞，一一般不不襯砌砌，隧隧道完完工后后，在在其兩兩端用用漿砌砌片石石封閉閉掉。。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工532．平行行導(dǎo)坑坑（平平導(dǎo)））在隧道道一側(cè)側(cè)（或或兩側(cè)側(cè)）相相隔一一定距距離與與正洞洞相平平行的的一種種輔助助坑道道。有有時由由于地地形限限制，，其洞洞口端端與正正洞不不能保保持平平行。。在平平行導(dǎo)導(dǎo)坑與與正·洞之間間用橫橫通道道相連連。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工54越嶺的的長隧隧道，，由于于受地地形條條件時時，可可以采采用平平行導(dǎo)導(dǎo)坑來來增辟辟工作作面動動力設(shè)設(shè)備和和運(yùn)輸輸?shù)缆仿返认尴拗疲?，難于于采用用其他他輔助助坑道道時，，可以以采用用平行行導(dǎo)坑坑來增增辟工工作面面，其其方法法是使使平行行導(dǎo)坑坑超前前于正正洞，，在適適當(dāng)?shù)氐攸c(diǎn)開開挖橫橫通道道進(jìn)入入正洞洞，開開辟新新的工工作面面。平行導(dǎo)導(dǎo)坑還還可以以起到到以下下幾種種作用用：(1）平行行導(dǎo)坑坑超前前于正正洞，，可以以起到到地質(zhì)質(zhì)勘探探的作作用，，為正正洞施施工進(jìn)進(jìn)一步步提供供更為為詳盡盡的地地質(zhì)資資料；；提前前打通通了平平行導(dǎo)導(dǎo)坑，，有利利于控控制正正洞的的貫通通誤差差；(2）平行行導(dǎo)坑坑可以以作為為排水水、通通風(fēng)和和運(yùn)輸輸?shù)耐ㄍǖ?，，有利利于解解決正正洞的的排水水、通通風(fēng)和和運(yùn)輸輸干擾擾；(3）作為為施工工人員員的安安全通通路；；(4）作為為分期期修建建雙線線隧道道的導(dǎo)導(dǎo)坑。。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工55實(shí)踐證證明，，長隧隧道設(shè)設(shè)置平平行導(dǎo)導(dǎo)坑后后，可可以使使正洞洞的施施工效效率提提高50-60%，但由由于要要多開開挖一一個導(dǎo)導(dǎo)坑，，隧道道的造造價會會增加加20-30%，因此此一般般認(rèn)為為，只只有長長度在在3000米以上上，且且不宜宜采用用其他他輔助助坑道道的隧隧道，，或者者有時時每隔隔3、4個橫通通道設(shè)設(shè)置一一個反反向橫橫通道道。平行導(dǎo)導(dǎo)坑一一般采采用單單車道道斷面面，每每隔適適當(dāng)距距離（（300米左右右）設(shè)設(shè)一會會車道道。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工563、斜井井相當(dāng)當(dāng)于一一個有有明顯顯坡度度的橫橫洞，，長度度大于于2000米、埋埋置不不深的的或深深埋而而地表表旁側(cè)側(cè)適宜宜位置置有低低洼地地形，，且地地質(zhì)條條件較較好的的隧道道，可可以采采用斜斜井作作為輔輔助坑坑道。。第六章章隧隧道工工程機(jī)機(jī)械化化施工工57斜井的的平面面位置置，可可以與與正洞洞斜交交或正正交，，斜交交時與與隧道道中線線的水水平交交角（（β）不小小于40度。井井底與與隧道道的接接頭處處，有有時需需要用用一段段平道道連接接，平平道的的長度度一般般為15-25米。斜斜井的的斷面面尺寸寸取決決于運(yùn)運(yùn)輸軌軌道數(shù)數(shù)、斗斗車尺尺寸、、設(shè)備備布置置、人人行道道寬度度（不不小于于0.7米）等等，斜斜井的的高度度（h）通常常為2.6米，其寬度度（b）有雙軌單單道2.6米、三軌雙雙道3·4米。第六章隧隧道工工程機(jī)械化化施工584、豎井是在在隧道的旁旁側(cè)或洞頂頂開挖的一一種豎直井井筒。埋置置較深的長長大隧道，，如果沒有有設(shè)置橫洞洞或斜井的的條件時，，可在洞頂頂覆蓋較薄薄、地質(zhì)條條件較好的的適當(dāng)位置置，采用豎豎井作為輔輔助坑道。。第六章隧隧道工工程機(jī)械化化施工59隧道豎井的的深度一般般不超過150米。當(dāng)?shù)匦涡蔚刭|(zhì)條件件許可時，，可結(jié)合運(yùn)運(yùn)輸和通風(fēng)風(fēng)的需要，，盡量采用用簡易豎井井，簡易豎豎井的深度度一般不超超過40米。如果沒沒有技術(shù)上上的依據(jù)，，豎井的位位置宜設(shè)在在隧道的一一側(cè)，其中中線與隧道道中線的距距離為15-20米。豎井的結(jié)構(gòu)構(gòu)主要包括括：鎖口圈、井井壁、壁座座、聯(lián)接段段和井下集水水坑等部分分。豎井通常采采用圓形斷斷面，圓形斷面受受力條件較較好，開挖挖及支撐較簡簡單，通風(fēng)風(fēng)阻力也較較在穩(wěn)定的、、壓力不大大的圍巖里里，可以采用矩矩形斷面。。矩形斷面面有利于施工工設(shè)備的布布置，施工工也比較方便便，不過支支撐和襯砌砌的受力條件件較差。第六章隧隧道工工程機(jī)械化化施工60輔助坑道的的設(shè)置原則則:1、先斜井，，后平導(dǎo)、、橫洞，最最后再考慮慮豎井；2、減少輔助助坑道的數(shù)數(shù)量，增大大設(shè)備的投投入是今后后隧道的發(fā)發(fā)展方向。。第六章隧隧道工工程機(jī)械化化施工61第六章隧隧道工工程機(jī)械化化施工62工程實(shí)例：：西合線東秦秦嶺隧道（（12.268km)：單洞雙線線，鐵一、、十八局施施工。施工斷面91-101m2。采用貫通通式平導(dǎo)(4.8x6.15+4x4.5m；平均28m2)實(shí)際貫通工工期：2000.3.11-2002.7.28主要施工設(shè)設(shè)備：造價：開挖挖170元/m3；襯砌800元/m3。正洞3.2-3.3萬元/米鉆眼：瑞典典ATLAS353E三臂鑿巖臺臺車(3x45KW)800萬元/臺挪威AMV三臂鑿巖臺臺車（3x55KW）1038萬元/臺裝碴：BROYT（博依特））EP600T履帶式鏟裝裝機(jī)3.4m3590萬元/臺小松常林WA470-3裝載機(jī)(3m33,214KW)176萬元/臺德國ITC312H4挖裝機(jī)(電動75KW，柴油63KW）580萬元/臺運(yùn)碴：青島島STARE20T自卸車40.2萬元/臺(7臺)瑞典VOLVOA25C25T鉸接自卸車車191.6萬元/臺(8臺)第六章隧隧道工工程機(jī)械化化施工63§6一3TBM法全斷面巖石石掘進(jìn)機(jī)，，簡稱TBM(TunnelBoringMachine）是二十世世紀(jì)五十年年代在美國國發(fā)展起來來的地下工工程施工機(jī)機(jī)械，現(xiàn)在在已經(jīng)成為為一種具有有高科技水水平的隧道道（洞）施施工機(jī)械。。它由主機(jī)機(jī)和后配套套兩部分組組成：主機(jī)機(jī)主要有刀刀盤、驅(qū)動動系統(tǒng)、支支撐推進(jìn)系系統(tǒng)、皮帶帶輸送機(jī)等等，用于破破碎巖石、、集碴轉(zhuǎn)載載；后配套套主要有管管片安裝機(jī)機(jī)械手、豆豆粒石灌注注機(jī)、運(yùn)碴碴機(jī)車與車車廂、翻碴碴機(jī)、弓型型管片運(yùn)輸輸車等，用用于出碴和和支護(hù)。第六章隧隧道工工程機(jī)械化化施工64第六章隧隧道工工程機(jī)械化化施工65第六章隧隧道工工程機(jī)械化化施工66第六章隧隧道工工程機(jī)械化化施工671、TBM法施工的掘掘進(jìn)過程是是：支撐系系統(tǒng)把主機(jī)機(jī)架牢固地地鎖定在已已開挖的隧隧道洞壁上上，推進(jìn)油缸以支撐撐系統(tǒng)為支支點(diǎn)，把推力施加加給主機(jī)架架和刀盤，而刀盤盤上裝有滾滾刀并由電機(jī)驅(qū)動動旋轉(zhuǎn)，在在強(qiáng)大的推力和扭扭矩的作用用下，滾刀剪切擠擠碎巖石而而一次性形成圓型型斷面。崩崩落在隧底的巖碴碴被隨刀盤盤旋轉(zhuǎn)的均布在刀刀盤上的鏟鏟斗、刮板收集在在皮帶機(jī)上上，通過皮帶機(jī)運(yùn)運(yùn)送到運(yùn)碴碴車卸碴，然后運(yùn)運(yùn)到洞外出出碴。第六章隧隧道工工程機(jī)械化化施工682、TBM法施工的一一個掘進(jìn)循循環(huán)是：超超前地質(zhì)預(yù)預(yù)報～實(shí)施施超前加固固（視情況況而定）～～掘進(jìn)、卸卸碴出碴（（包括底部部清碴）、、初期支護(hù)護(hù)、仰拱塊塊鋪設(shè)、軌軌道延伸～～換步、調(diào)調(diào)向～進(jìn)入入下一個掘掘進(jìn)循環(huán)。。推進(jìn)油缸缸推進(jìn)一個個行程，掘掘進(jìn)機(jī)就掘掘進(jìn)一個循循環(huán)。如TB880E的每一個循循環(huán)行程是是1.8m。TBM是超大型的的綜合系統(tǒng)統(tǒng)，設(shè)備的的特點(diǎn)決定定了TBM施工與鉆爆爆法施工不不同：(l）超大型綜綜合設(shè)備(2）隧道工廠廠化施工，，要求較安安全的運(yùn)輸輸通道和組組裝場地及及配套設(shè)備；(3）施工速度度快，l-3.5m/h，要求材料料、配件的的供給儲存存必須滿足需要；；(4）設(shè)備復(fù)雜雜，要求配配套設(shè)施齊齊全，且布布局合理；；對地質(zhì)較較敏感，靈活性小，，對前期配配套工程的的依賴性強(qiáng)強(qiáng)；(5）施工環(huán)節(jié)節(jié)多，相互互協(xié)調(diào)要求求高；(6）用水量、、用電量、、刀具消耗耗量大。第六章隧隧道工工程機(jī)械化化施工693、TBM前期配套工工程由于TBM的施工特點(diǎn)點(diǎn)，決定了了前期工程程必須滿足足施工需要要，否則將將影響施工工效率和工工程效益。。一般來說說，前期工工程應(yīng)有：：(l）運(yùn)輸通道道；在新線線工程設(shè)計計時，考慮慮TBM施工的先決決條件，必必須能夠順利利將TBM運(yùn)輸?shù)绞┕すがF(xiàn)場，而而且運(yùn)輸路路程較短（（指工程便道）、、造價低。。(2）組裝場地地、臨時存存放場地、、預(yù)備洞室室、起步洞洞室；起步步洞室的長短、大小小取決于TBM的刀盤直徑徑及刀盤前前面到TBM前外凱的距離。大于于該距離也也能滿足施施工要求，，但易造成成施工浪費(fèi)費(fèi)。(3）仰拱塊預(yù)預(yù)制工廠、、混凝土拌拌合站、仰仰拱塊存放放場地；(4）刀具、機(jī)機(jī)車、材料料車、碴車車維修存放、、倉儲場地地；(5）運(yùn)輸軌線線及翻車機(jī)機(jī)安裝工程程；(6）供電、供水設(shè)施施場地；(7）機(jī)械加工、維修修場地；(8）材料、配件倉儲儲場地；(9）員工生活區(qū)工程程。第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工704、TBM法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）快速：掘進(jìn)機(jī)可可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)掘進(jìn)進(jìn)，能同時完成破破巖、出碴、支護(hù)護(hù)（襯砌）等作業(yè)業(yè)，流水線作業(yè)一一次成洞，速度快快，效率高。在引引大入秦38號隧洞（Ф5.53m）施工中，平均月月成洞1100m，最高月成洞1400m，最高日成洞75.2m。TBM掘進(jìn)速度是鉆爆法法的5-20倍。2）優(yōu)質(zhì)：TBM開挖是機(jī)械破巖，，避免了隧洞圍巖巖因爆破而受到破破壞，開挖洞壁完完整光滑。3）經(jīng)濟(jì)：TBM施工長隧洞減少了了鉆爆法長洞短挖挖所需的支洞及臨臨建設(shè)施的投資。。TBM超挖量小，可節(jié)省省支護(hù)襯砌量33-67%。在人員數(shù)量上，，一般比鉆爆法少少30-40%。4）安全。對圍巖擾擾動小，圍巖出露露后能及時進(jìn)行初初期支護(hù)，使圍巖巖失穩(wěn)和發(fā)生塌方方的幾率減少到最最小。5）施工環(huán)境好。開開挖灰塵量大大降降低，本身配有強(qiáng)強(qiáng)大的除塵、降溫溫、通風(fēng)和空氣監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)，使施工工環(huán)境大大改善；；又因機(jī)械化程度度高，是工人的勞勞動強(qiáng)度不高。第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工71缺點(diǎn)：1）一次性投資大，，重量大，運(yùn)輸安安裝費(fèi)時費(fèi)力。秦秦嶺隧道引進(jìn)的TB880E型掘進(jìn)機(jī)（Ф8.80m)，光主機(jī)就是3500萬美元/臺，950噸重。組裝、調(diào)試試至少要三個月時時間。2）能源消耗大，比比鉆爆法多30％以上。3）對圍巖地質(zhì)條件件要求比較高，對對地質(zhì)條件變化的的適應(yīng)性差。而深深埋長大隧道必然然要穿過不同地質(zhì)質(zhì)巖層，這就使TBM的使用受到限制。。TBM對中硬巖或軟巖最最適宜，對硬巖可可以使用，但由于于刀具磨損太快，，工效要受到影響響。對于斷層破碎碎帶嚴(yán)重的地層，，巖溶發(fā)育地區(qū)、、地下水豐沛地段段，不宜使用TBM。作好地質(zhì)條件超超前預(yù)報，對于TBM施工是十分重要的的。4）由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所所決定，開挖成形形的隧道截面只能能是圓形，所以犯犯M適用于設(shè)計為圓截截面的隧洞。5）開挖直徑可調(diào)范范圍不大，只能按按工程設(shè)計專門定定作TBM。這就造成了使用用的專用性和制造造時的單臺或小批批量生產(chǎn)。使制造造成本和售價居高高不下。在施工結(jié)結(jié)束后，專門制造造的TBM的后續(xù)使用就可能能成為問題。有可可能閑置不用，造造成浪費(fèi)。第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工72第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工73§6一4盾構(gòu)法（shield）一、概述盾構(gòu)是一種集開挖挖、支護(hù)和襯砌等等多種作業(yè)于一體體的大型隧道施工工機(jī)械，是用鋼板板作成圓筒形的結(jié)結(jié)構(gòu)物，在開挖隧隧道時，作為臨時時支護(hù)，并在筒形形結(jié)構(gòu)內(nèi)安裝開挖挖、運(yùn)渣、拼裝隧隧道襯砌的機(jī)械手手及動力站等裝置置，以便能安全地地作業(yè)。它主要用于軟弱、、復(fù)雜等地層的鐵鐵路隧道、公路隧隧道、城市地下鐵鐵道、上下水道等等的隧道施工。使使用盾構(gòu)機(jī)械來建建筑隧道的方法稱稱為盾構(gòu)施工法。。施工程序是：建造造豎井或基坑，將將盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)吊入入井內(nèi)并安裝就位位；在盾構(gòu)前部盾盾殼下挖土（機(jī)械械挖土或人工挖土土），一面挖土，，一面用千斤頂向向前頂進(jìn)盾體，頂頂至一定長度后（（一般為一片襯砌砌圈的寬度），再再在盾尾拼裝預(yù)制制好的襯砌塊，并并以此作為下次頂頂進(jìn)的基礎(chǔ)，繼續(xù)續(xù)挖土頂進(jìn)。在挖挖土的同時，將土土屑運(yùn)出盾構(gòu)，如如此不斷循環(huán)直至至修完隧道為止。。第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工74盾構(gòu)法于1825年在英國倫敦泰晤晤士河下首次使用用，經(jīng)過170多年的技術(shù)開發(fā)，，已能適應(yīng)在各種種復(fù)雜地層條件和和施工環(huán)境中使用用。

由于城市的的發(fā)展，地下鐵道道及其他城市基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)急劇增增加，以及城市環(huán)環(huán)境保護(hù)和城市人人口過度密集等條條件的制約，明挖挖法所遇到的限制制越來越多。隨著著土壓式盾構(gòu)、泥泥水加壓式盾構(gòu)的的出現(xiàn)，對于不良良地質(zhì)地段和防止止地面下沉的措施施日益完善，盾構(gòu)構(gòu)法已從特殊施工工方法成為一般施施工方法，并將逐逐步取代明挖法。。盾盾構(gòu)法是現(xiàn)階階段世界上修建隧隧道最先進(jìn)的施工工方法之一。當(dāng)前前已完工或正在施施工的三大海底隧隧道工程：英法海海峽隧道、丹麥海海峽隧道、東京灣灣海底隧道。第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工75第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工76我國從90年代以來，已成功功地研制了直徑3.8～6.34m的土壓平衡盾構(gòu)掘掘進(jìn)機(jī)10余臺，用于地鐵隧隧道、引排水隧道道、電纜隧道工程程，技術(shù)水平已接接近國際先進(jìn)，在在隧道導(dǎo)向技術(shù)、、監(jiān)控技術(shù)方面的的研究也達(dá)到了國國際先進(jìn)。但由于于我國液壓泵和閥閥件的加工制造水水平與國外相比尚尚存在一定差距，，在一些盾構(gòu)掘進(jìn)進(jìn)機(jī)中適量采用了了國外的零部件。。在直徑1.2～3m的頂管掘進(jìn)機(jī)方面面，我國已經(jīng)先后后研制了先進(jìn)的反反鏟頂管機(jī)、土壓壓平衡頂管機(jī)和泥泥水加壓頂管機(jī)，，國內(nèi)已完全有能能力制造國產(chǎn)機(jī)械械，替代進(jìn)口設(shè)備備。最近，上海已已研制了國內(nèi)第一一臺3.8m×3.8m組合刀盤土壓平衡衡式矩形頂管機(jī)，，完成了2條62m長的地下人行通道道，使我國在異形形盾構(gòu)的開發(fā)研究究方面擠入世界先先進(jìn)行列。在微型型隧道掘進(jìn)機(jī)方面面，我國也已研制制了直徑600～800mm的中心螺桿出土頂頂管機(jī)、夯管頂管管機(jī)和水平定向鉆鉆機(jī)等設(shè)備。第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工77二、盾構(gòu)的分類和和特點(diǎn)1、盾構(gòu)的分類按盾構(gòu)斷面形狀的的不同，可將盾構(gòu)構(gòu)分為圓形、拱形形、矩形和馬蹄形形4種；按按開挖方方式的不同，可分分為手工挖掘式、、半機(jī)械挖掘式、、機(jī)械化挖掘式3種；按按盾構(gòu)前前部構(gòu)造的不同，，可分為全部開口口形、部分開口形形、密閉形3種。按按平衡地地層土壓方式可分分為：氣壓式、局局部氣壓式、水壓壓式、泥水加壓式式和土壓平衡式等等。2．機(jī)械化盾構(gòu)的特特點(diǎn)l）機(jī)械化盾構(gòu)施工工的優(yōu)點(diǎn)(l）提高工效，縮短短工期一般日挖進(jìn)進(jìn)能力在砂質(zhì)土壤壤為人工的兩倍，，砂和亞粘土為人人工盾構(gòu)的3一5倍，粘性土為人工工的5一8倍；(2）減少塌方，生產(chǎn)產(chǎn)安全無論哪一種種盾構(gòu)都具有防止止工作面塌方，平平衡地下水壓及減減少塌方的優(yōu)點(diǎn)。。而且施工人員無無需直接在掌子面面操作，安全性高高；第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工78第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工79(3）由于工期能縮短短，節(jié)省勞力，因因而可降低施工成成本，經(jīng)濟(jì)性高；(4）施工環(huán)境好，施施工人員無需在氣氣壓下工作，改善善了惡劣的施工條件；(5）隨著土層地質(zhì)的的變化，能變化挖挖進(jìn)方法。2）機(jī)械化盾構(gòu)施工工的缺點(diǎn)(l）機(jī)械造價高，質(zhì)質(zhì)量大，較普通盾盾構(gòu)質(zhì)量大1.5一2.0倍，適用于長距離施工。由由于質(zhì)量大，因此此，在特軟地層施施工時容易發(fā)生沉陷；(2）任何一部分機(jī)械械出故障，都必須須全部停工檢修。。機(jī)械檢修和準(zhǔn)備作業(yè)時間長，機(jī)機(jī)械利用率低；(3）設(shè)計加工制造時時間長；(4）掌子面局部塌方方（頂部），如發(fā)發(fā)現(xiàn)不及時而繼續(xù)續(xù)掘進(jìn)，會引起沉陷、局部超挖和和加固操作困難；；(5）更換磨損刀具困困難。第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工80三、盾構(gòu)的原理和和結(jié)構(gòu)簡介盾構(gòu)種類較多，其其施工方法也各不不同，現(xiàn)介紹如下下：

（一）手工工挖掘式盾構(gòu)手手工挖掘式盾構(gòu)是是盾構(gòu)的最基本形形式，其他形式的的盾構(gòu)都是由此而而發(fā)展起來的。手手工挖掘式盾構(gòu)雖雖然在性能上有許許多缺點(diǎn)，使用范范圍也受到一定程程度的限制，但由由于它所具有的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，卻仍受到重重視而在繼續(xù)使用用。1．手工挖掘式盾構(gòu)構(gòu)構(gòu)造手手工挖掘掘式盾構(gòu)主要由盾盾殼、支護(hù)結(jié)構(gòu)、、推進(jìn)機(jī)構(gòu)、拼裝裝機(jī)構(gòu)、附屬裝置置等5部分組成。1）盾殼

盾殼是由由鋼板焊制而成的的圓形殼體結(jié)構(gòu)。。它的主要作用是是承受地層壓力，，起臨時支護(hù)作用用，保護(hù)設(shè)備及操操作人員的安全；；承受千斤頂?shù)乃酵屏Γ苟軜?gòu)構(gòu)在土層中頂進(jìn)。。同時，也是其他他機(jī)構(gòu)的骨架和基基礎(chǔ)。盾殼主要由由切口環(huán)、支承環(huán)環(huán)、盾尾等組成。。第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工81第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工82第六章隧隧道工程機(jī)機(jī)械化施工83(l）切口環(huán)切口環(huán)為為一圓環(huán)，前端帶帶有刃口，長出的的部分稱為前檐，，其內(nèi)焊有鍥形的的縱向加強(qiáng)肋，數(shù)數(shù)塊斜板與切口環(huán)環(huán)刃口組成內(nèi)錐形形的切口。(2）支承環(huán)支承環(huán)在在盾構(gòu)的中部，連連接切口環(huán)與盾尾尾，使