隧道掘進(jìn)機(jī) (TBM) 是一種專門用于高效、安全地挖掘隧道的工程設(shè)備。根據(jù)地質(zhì)條件和操作機(jī)制,TBM 大致分為三種主要類型:
1. 硬巖 TBM(開放式 TBM)
① 設(shè)計(jì):針對(duì)穩(wěn)定、無(wú)裂縫的巖層(例如花崗巖或玄武巖)進(jìn)行了優(yōu)化。這些機(jī)器沒(méi)有防護(hù)罩,依靠抓具系統(tǒng)在挖掘過(guò)程中錨固在隧道壁上。
② 功能:它們使用圓盤切割機(jī)粉碎巖石并使用傳送系統(tǒng)清除碎屑。在穩(wěn)定的地質(zhì)條件下不需要直接的結(jié)構(gòu)支撐。
③ 應(yīng)用:非常適合采礦、水電隧道和山區(qū)。例如,圣哥達(dá)基線隧道中使用的羅賓斯主梁 TBM。
2. 軟土 TBM
① 子類型:
② 土壓平衡 (EPB) TBM:使用加壓土壤穩(wěn)定軟黏土(例如粘土)中的隧道面。螺旋輸送機(jī)管理挖掘材料,同時(shí)保持壓力平衡。
③ 泥水盾構(gòu) TBM:使用泥漿混合物(膨潤(rùn)土或水)抵消沙子或礫石等透水土壤中的地下水壓力。分離裝置過(guò)濾泥漿以供再利用。
④ 應(yīng)用:城市地鐵系統(tǒng)(例如倫敦橫貫鐵路)和水下隧道。
3. 盾構(gòu) TBM
① 變體:
② 單盾構(gòu) TBM:配備旋轉(zhuǎn)盾構(gòu)和推力缸。預(yù)制管片安裝在刀盤正后方,適用于混合或不穩(wěn)定巖石。
③ 雙盾構(gòu) TBM:結(jié)合抓手和盾構(gòu)機(jī)制,可同時(shí)挖掘和安裝管片??捎行Ы惶嫣幚韴?jiān)硬和破碎的巖石。
④ 應(yīng)用:長(zhǎng)距離鐵路隧道和地質(zhì)多變的環(huán)境,例如阿爾卑斯山。
TBM 的選擇取決于地質(zhì)復(fù)雜性、項(xiàng)目規(guī)模和安全要求。硬巖 TBM 在穩(wěn)定地層中表現(xiàn)出色,軟地 TBM 適用于松散土壤,而盾構(gòu) TBM 則適應(yīng)異質(zhì)條件?;旌显O(shè)計(jì)等創(chuàng)新進(jìn)一步提高了靈活性,確保 TBM 在現(xiàn)代隧道項(xiàng)目中仍然至關(guān)重要。