掘進(jìn)機(Tunnel Boring Machine,簡稱TBM)是用于隧道施工的專用設(shè)備,能夠在硬巖或軟土中挖掘隧道。掘進(jìn)機根據(jù)其適用地質(zhì)和工作原理可以分為多種類型,主要包括:
1. 土壓平衡掘進(jìn)機(EPB TBM)
- 適用地質(zhì):軟土、黏土、沙土、礫石等地質(zhì)條件。
- 工作原理:利用前方艙內(nèi)的土壓保持平衡,通過螺旋輸送機將開挖的土方輸送到后方。
- 優(yōu)點:適用于含水量高的軟土地質(zhì),能夠有效控制地面沉降。
2. 泥水平衡掘進(jìn)機(Slurry TBM)
- 適用地質(zhì):軟土、砂礫層、碎石層等復(fù)雜地質(zhì)。
- 工作原理:在掘進(jìn)機前端注入泥漿,通過泥漿壓力平衡開挖面,并將開挖的土方混合在泥漿中進(jìn)行輸送。
- 優(yōu)點:適用于地質(zhì)不穩(wěn)定、含水量高的地層,能夠有效控制地面沉降和地下水滲漏。
3. 硬巖掘進(jìn)機(Hard Rock TBM)
- 適用地質(zhì):硬巖、半硬巖等堅硬地質(zhì)。
- 工作原理:利用前方的切削刀盤對巖石進(jìn)行破碎,通過輸送帶將破碎的巖石輸送到后方。
- 優(yōu)點:適用于堅硬地質(zhì),具有較高的掘進(jìn)效率和較長的使用壽命。
4. 開敞式掘進(jìn)機(Open TBM)
- 適用地質(zhì):穩(wěn)定的巖石地質(zhì)。
- 工作原理:前方開放式刀盤直接接觸巖石進(jìn)行切削,通過輸送系統(tǒng)將巖渣運走。
- 優(yōu)點:適用于地質(zhì)穩(wěn)定、沒有地表沉降要求的隧道工程。
5. 雙護(hù)盾掘進(jìn)機(Double Shield TBM)
- 適用地質(zhì):硬巖、半硬巖和軟巖混合地質(zhì)。
- 工作原理:前端護(hù)盾進(jìn)行巖石切削,后端護(hù)盾用于支護(hù)和推進(jìn),雙護(hù)盾結(jié)構(gòu)可以同時進(jìn)行掘進(jìn)和支護(hù)。
- 優(yōu)點:適用于復(fù)雜地質(zhì)條件,能夠提高掘進(jìn)速度和施工安全性。
6. 單護(hù)盾掘進(jìn)機(Single Shield TBM)
- 適用地質(zhì):軟巖和硬巖地質(zhì)。
- 工作原理:前端護(hù)盾進(jìn)行巖石切削,單護(hù)盾結(jié)構(gòu)在掘進(jìn)過程中可以進(jìn)行初期支護(hù)。
- 優(yōu)點:適用于地質(zhì)條件較為穩(wěn)定的隧道工程。
每種掘進(jìn)機都有其獨特的設(shè)計和適用范圍,選擇合適的掘進(jìn)機類型取決于工程的地質(zhì)條件、施工要求和經(jīng)濟效益。在實際工程中,往往需要對地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)勘察和分析,以確定最適合的掘進(jìn)機類型。