整體式掘進(jìn)機(jī),也稱為全斷面隧道掘進(jìn)機(jī),是一種用于隧道施工的高效機(jī)械設(shè)備。它能夠一次性開挖隧道的全斷面,主要適用于地質(zhì)條件較好且隧道斷面規(guī)則的工程。整體式掘進(jìn)機(jī)在現(xiàn)代隧道建設(shè)中被廣泛應(yīng)用,它通常具有強(qiáng)大的切削和挖掘能力,能夠在各種地質(zhì)條件下進(jìn)行作業(yè),在一些大型的地下工程建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。
整體式掘進(jìn)機(jī)具有以下幾個顯著特點:
1. 高效性:整體式掘進(jìn)機(jī)能夠連續(xù)作業(yè),大幅提高隧道施工效率。相比傳統(tǒng)的鉆爆法,整體式掘進(jìn)機(jī)減少了工序間的銜接時間,提高了施工進(jìn)度。
2. 安全性:由于整體式掘進(jìn)機(jī)能夠一次性開挖整個隧道斷面,減少了對地層的擾動,降低了隧道坍塌的風(fēng)險。此外,TBM設(shè)備本身具有較高的機(jī)械化和自動化水平,操作人員的勞動強(qiáng)度降低,施工現(xiàn)場的安全性得到提高。
3. 環(huán)保性:整體式掘進(jìn)機(jī)在施工過程中產(chǎn)生的粉塵、噪音和振動較少,有利于減少對周邊環(huán)境的影響。特別是在城市地下工程中,這一優(yōu)勢尤為顯著。
4. 適用范圍廣:整體式掘進(jìn)機(jī)可以適用于多種地質(zhì)條件,包括軟土、硬巖以及混合地層。不同類型的TBM(如土壓平衡盾構(gòu)機(jī)、泥水平衡盾構(gòu)機(jī)等)可以根據(jù)具體的地質(zhì)情況進(jìn)行選擇,以確保施工順利進(jìn)行。
整體式掘進(jìn)機(jī)主要部件
整體式掘進(jìn)機(jī)由多個關(guān)鍵部件組成,每個部件在掘進(jìn)過程中發(fā)揮著重要作用:
- 刀盤:刀盤是TBM的核心部件,用于切削和破碎地層。刀盤上安裝有不同類型的刀具,以適應(yīng)不同的地質(zhì)條件。
- 盾體:盾體是TBM的外殼,保護(hù)設(shè)備和操作人員免受地層壓力的影響。
- 推進(jìn)系統(tǒng):推進(jìn)系統(tǒng)通過液壓千斤頂推動盾體前進(jìn),同時控制掘進(jìn)速度和方向。
- 支護(hù)系統(tǒng):在掘進(jìn)過程中,TBM會同步進(jìn)行隧道支護(hù),以確保隧道的穩(wěn)定性。支護(hù)方式包括襯砌管片、噴射混凝土等。
- 排土系統(tǒng):排土系統(tǒng)負(fù)責(zé)將開挖產(chǎn)生的渣土排出隧道,包括螺旋輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)等。
整體式掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用場景
整體式掘進(jìn)機(jī)廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜地質(zhì)條件下的地下工程建設(shè):
地鐵隧道:在城市地下空間的開發(fā)中,整體式掘進(jìn)機(jī)能夠減少對地面交通的影響,同時確保隧道開挖的安全和效率。
公路隧道:在山地和丘陵地區(qū),整體式掘進(jìn)機(jī)能夠快速打通隧道,縮短交通距離,提升區(qū)域間的連通性。
水下隧道:在河流、湖泊或海洋底部,整體式掘進(jìn)機(jī)能夠克服水下作業(yè)的挑戰(zhàn),實現(xiàn)跨水域的連接。
礦井開挖:在礦業(yè)開采中,整體式掘進(jìn)機(jī)能夠高效開挖礦井巷道,提升礦產(chǎn)資源的開采效率。
整體式掘進(jìn)機(jī)在現(xiàn)代隧道建設(shè)中發(fā)揮著不可或缺的作用,其高效、安全、環(huán)保的特點使其成為隧道施工的主流選擇之一。