什么是隧道掘進(jìn)機(jī)？隧道掘進(jìn)機(jī) (TBM) 是一種用于挖掘隧道的大型機(jī)械。

　　TBM 通常呈圓柱形，配備旋轉(zhuǎn)切割頭，可在機(jī)器向前移動(dòng)時(shí)破碎巖石和土壤。然后通過傳送系統(tǒng)移除挖掘出的材料。TBM 可用于建造各種用途的隧道，包括交通運(yùn)輸（如地鐵和鐵路）、供水和污水處理系統(tǒng)以及采礦。

　　這些機(jī)器高度專業(yè)化，可以在不同類型的地質(zhì)條件下運(yùn)行。與傳統(tǒng)的隧道挖掘方法相比，它們具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，包括速度更快、精度更高和更安全。

　　TBM 由幾個(gè)關(guān)鍵部件組成，它們共同作用以促進(jìn)挖掘過程：

　　1. 切割頭：位于 TBM 的前部，此部件包含可突破地面材料的旋轉(zhuǎn)刀片或圓盤。切割頭的設(shè)計(jì)可能因挖掘的土壤或巖石類型而異。

　　2. 盾構(gòu)：盾構(gòu)圍繞切割頭，為新開挖的隧道面提供支撐，并保護(hù) TBM 的內(nèi)部系統(tǒng)免于坍塌。

　　3. 龍門起重機(jī)：用于在隧道內(nèi)移動(dòng)混凝土段等材料，以便進(jìn)行襯砌。

　　4. 傳送系統(tǒng)：開挖的材料通過傳送帶系統(tǒng)移除，傳送帶系統(tǒng)將其運(yùn)回地面。

　　5. 支撐系統(tǒng)：TBM 包括先進(jìn)的支撐機(jī)制，如液壓千斤頂和灌漿系統(tǒng)，以便在開挖后立即穩(wěn)定隧道壁。

　　6. 服務(wù)隧道：一條小型次要隧道與主隧道平行，方便維護(hù)和操作所需的人員和設(shè)備的移動(dòng)。

　　隧道掘進(jìn)機(jī)類型

　　1. 土壓平衡 (EPB) TBM：用于軟地面和土壤條件。它平衡開挖材料的壓力以保持穩(wěn)定性。

　　2. 泥水 TBM：適用于軟地面和含水地層。它使用泥漿支撐隧道面并移除挖掘物。

　　3. 軟土 TBM：專為地形可能不太穩(wěn)定的土壤和粘土而設(shè)計(jì)。

　　4. 硬巖 TBM：專為挖掘堅(jiān)硬的巖層而設(shè)計(jì)。它具有強(qiáng)大的切削工具和堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。

　　5. 雙護(hù)盾 TBM：可用于硬地和軟地條件。它有兩個(gè)護(hù)盾，用于不同的隧道施工階段。

　　6. 混合地面 TBM：能夠在同一隧道項(xiàng)目中處理硬巖和軟地。

　　隧道掘進(jìn)機(jī)如何工作？

　　1. 挖掘：TBM 使用配備切削工具的旋轉(zhuǎn)刀盤破碎隧道面的土壤或巖石。刀盤由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，高速旋轉(zhuǎn)以切割材料。

　　2. 移除挖掘物：當(dāng)?shù)侗P切割材料時(shí)，挖掘出的土壤或巖石會(huì)從隧道面移除并運(yùn)輸?shù)?TBM 的后部。這通常使用傳送帶或其他物料處理系統(tǒng)來(lái)完成。

　　3. 隧道壁的支撐：為防止隧道壁坍塌，TBM 可以使用各種支撐方法，例如安裝鋼筋、噴射混凝土或兩者結(jié)合使用。

　　4. TBM 的推進(jìn)：一旦隧道面被挖掘并且墻壁得到支撐，TBM 就會(huì)向前推進(jìn)。這通常是通過使用液壓缸或其他推進(jìn)方式將 TBM 沿隧道軸線推動(dòng)來(lái)完成的。

　　5. 監(jiān)控和控制：在整個(gè)隧道施工過程中，TBM 由一組操作員監(jiān)控和控制。他們使用各種傳感器和儀器來(lái)監(jiān)控 TBM 的性能，包括其速度、扭矩和壓力。他們還使用攝像機(jī)和其他監(jiān)控設(shè)備來(lái)監(jiān)視隧道面并確保挖掘按計(jì)劃進(jìn)行。

　　使用 TBM 的優(yōu)勢(shì)

　　與傳統(tǒng)隧道施工方法相比，使用 TBM 具有諸多優(yōu)勢(shì)：

　　- 安全性：最大程度降低危險(xiǎn)環(huán)境中手工勞動(dòng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

　　- 效率：可以快速連續(xù)地挖掘大面積區(qū)域，縮短整體施工時(shí)間。

　　- 精度：精確控制隧道尺寸和路線。

　　- 環(huán)境影響：通過地下作業(yè)減少地面破壞。

　　總之，隧道掘進(jìn)機(jī)代表了土木工程技術(shù)的重大進(jìn)步，使隧道施工比以往任何時(shí)候都更加高效、安全。它們的持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新有望進(jìn)一步改善全球基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的未來(lái)。