关于全断面隧道掘进机探析

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1、关于全断面隧道掘进机探析【摘要】本文首先对全断血隧道掘进机的类型和特点进行总结，对全断面掘进设备特征与关键技术进行分析，对断面隧道掘进机的主要部件进行研究，对全断面隧道掘进机的发展趋势进行探讨。【关键词】全断面；隧道；掘进机；开挖；1、引言隧道的全断面施工方法共有三种，分别是钻爆法、全断面隧道掘进机施工法以及混合法，一般而言隧道全断面施工所面临的环境和地质条件等都较为复杂，所以在对其施工方法的选择方面，还没有一个标准。本文结合实际工程实践，分别对隧道掘进机类型、特点、设备特点、关键技术以及主要发展趋势等进行分析，不

2、足之处，敬请指正。2、全断面隧道掘进机的类型和特点2.1按照I韦I岩地质进行分类在岩石层中对隧道的掘进机，往往这些设备具有较为稳定的性能，在埋深较厚、强度较高的岩层中能够发挥其真正的作用，因此其面临的主要问题就是如何破岩。在松软地层掘进隧道的掘进机，此类型的掘进机往往用于在一定的地下水位下，而且其针对的是均质软弱的地层，对长度有限的隧道进行开挖。此类掘进机需耍克服的问题，即是如何空洞及开挖掌子面，并确保其稳定性，如果隧道施工中以对市区环境地表沉降进行控制时,如何确保隧道的稳定性的问题就变得尤其显著。2.2按照开挖直

3、径进行分类首先，微型掘进机，其外形直径一般在25cm到300cm之间，直径不大，工作空间比较狭小；英次，中型掘进机，直径一般在300cm到800cm之间，直径偏大，一般在大型工程中能够见到此类掘进机；最后，巨型掘进机，其外形直径不小于800cm,机械设备较为沉重，除非是超大型工程中才有应用。2.3按照护盾形式进行分类按照护盾形式进行分类，可以将掘进机分成开敞式掘进机、单护盾式掘进机以及双护盾式掘进机。3、全断面掘进设备特征与关键技术现阶段，我国设备制造技术、生产能力等方面都有了较大的发展，按照图纸进行加工是可以实现

4、的，然而在掘进机设备的关键配套部件方面依然存在非常大的差距。所以，现阶段需要克服的关键技术包括以下几个方面：(1)隧道掘进机施工工艺和应用方面；(2)隧道掘进机的整体结构设计，包括其设计理论、设计方面、机型多样性应用以及系统配套软件的开发等；(3)隧道掘进机刀盘切削系统的主要技术；(4)隧道掘进机的推进以及排渣系统的主要技术；(5)隧道掘进机的盾尾密封主要技术；(6)隧道掘进机的衬砌结构，以及支护注浆系统等的主要技术，及其配套装备的研究；(7)隧道掘进机液压系统、电气系统等的设计，及其应用分析；(8)隧道掘进机在隧

5、道进行掘进的过程屮发挥其导向和监控的装置研究；(9)隧道掘进机在进行施工过程中实时工况监测，以及事故预警系统等的研究；(10)隧道掘进机中的诸多零部件的研究，包括专用刀具、轴承以及密封件等。4、断面隧道掘进机的主要部件断血隧道掘进机的主要部件按照下图所示，可以分为括刀盘及驱动装置、支撑壳体、水平支撑、顶护盾、刀盘驱动装置、推进液压缸、超前钻机、后下支撑、锚杆钻机以及仰拱块安装机等设备。其中，刀盘按照其形状的不同，共分为平面刀盘、锥面刀盘以及球面刀盘等，球面刀盘能够增强设备的稳定性，然而较难进行掘进不良地质；平面刀盘

6、由于英接触的岩石面积较小，同时其阻力也较小，因此大多应用于岩石层不稳定的地层；锥形刀盘的特点结合了平面刀盘以及球面刀盘，刀盘的主耍构成分为主耍构件、滚刀以及铲斗，其中滚刀就是作用在岩石上的主要工具。顶护盾的作用主要是对顶棚进行保护，便于进行圈梁的安装，一方面避免大块岩石下落堵住刀盘，另一方面掘进或者换步时可以对掘进机前半部起到良好的支撑作用。支撑壳体，又称“导向壳体”，属于掘进机的承载结构件，在支撑壳体上可以进行轴承、刀盘的安装，顶部进行定护盾的安装，避免碎石下落。支撑壳体的周围无支撑装置，起到一定的稳定和调节方向

7、的作用。刀盘驱动装置，主要包括轴承、驱动等装置，刀盘轴承能够承受设备的推力、倾覆力矩以及质量等，一般包括双列圆锥轴承以及三轴式滚柱轴承，其最高使用寿命甚至能达到20000Ho刀盘的驱动装置根据其方式的不同，又分为电机驱动以及液压驱动两种，其是由于其动力装置的不同而产生一定的区别，以电机、液压马达等为动力，带动减速器和小齿轮及大齿轮，最后带动驱动刀盘。超前钻机是掘进机不可或缺的施工设备，其功能主要是对施工现场地质进行超前探测，避免岀现不可控结果。推进液压缸位于水平撑板以及支撑壳体之间，其连接形式为球較的连接形式，为了

8、满足掘进机推进剂进行转向时，会导致水平支撑等产生一定幅度的小变化。水平支撑，主要是按照液压缸撑紧洞壁，能够抵消对液压缸进行推进时产生的一个反作用力，如果对液压缸进行推进时产生伸长或者缩短，那么机体有可能在位移上有一定的变化。出渣皮带机也是掘进机的重耍组成部分，其作用即是把石渣运输到皮带上，然后将其运输到装车点，最后把石渣卸到渣车上。后下支撑是掘进机停止工作之