掘進(jìn)機(jī)隧洞施工法

掘進(jìn)機(jī)隧洞施工法（Tunnel Boring Machine），是一種采用全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，實(shí)行掘進(jìn)、支護(hù)、出渣等施工工序并行連續(xù)作業(yè)的施工方法，具有掘進(jìn)速度快、利于環(huán)保、綜合效益高等優(yōu)點(diǎn)。

中文名稱

掘進(jìn)機(jī)隧洞施工法

英文名稱

tunneling machine method

定　　義

利用掘進(jìn)機(jī)開挖隧洞的施工方法。

應(yīng)用學(xué)科

水利科技（一級學(xué)科），水利工程施工（二級學(xué)科），土石方開挖（水利）（三級學(xué)科）

掘進(jìn)機(jī)法是挖掘隧道、巷道及其它地下空間的一種方法。簡稱TBM(tunnel boring manchine）法，是用特制的大型切削設(shè)備，將巖石剪切擠壓破碎，然后，通過配套的運(yùn)輸設(shè)備將碎石運(yùn)出。分為：全斷面掘進(jìn)機(jī)的開挖施工，獨(dú)臂鉆的開挖施工，天井鉆的開挖施工，帶盾構(gòu)的TBM掘進(jìn)法。

掘進(jìn)機(jī)是全斷面開挖隧洞的專用設(shè)備(見彩圖)。它利用大直徑轉(zhuǎn)動刀盤上的刀具對巖石的擠壓、滾切作用來破碎巖石。美國羅賓斯公司在1952年開始生產(chǎn)第一臺掘進(jìn)機(jī)。70年代以后，掘進(jìn)機(jī)有了較快的發(fā)展。開挖直徑范圍為1.8～11.5m。在中硬巖中,用掘進(jìn)機(jī)開挖80～100 m3大斷面隧洞，平均掘進(jìn)速度為每月350～400m。美國芝加哥衛(wèi)生管理區(qū)隧洞和蓄水庫工程，在石灰?guī)r中開挖直徑9.8m的隧洞，最高月進(jìn)尺可達(dá)750m。美國奧索引水隧洞直徑3.09m,在頁巖中開挖，最高月進(jìn)尺達(dá)2088m。隧洞掘進(jìn)機(jī)開挖比鉆爆法掘進(jìn)速度快，用工少，施工安全，開挖面平整，造價低，但機(jī)體龐大，運(yùn)輸不便，只能適用于長洞的開挖，并且本機(jī)直徑不能調(diào)整，對地質(zhì)條件及巖性變化的適應(yīng)性差，使用有局限性。2100433B

新奧地利隧洞施工法，簡稱新奧法（NATM），是奧地利學(xué)者L.V.拉布采維茨等人于50年代初期創(chuàng)建，并于1963年正式命名的，涉及隧洞設(shè)計、施工以及管理等方面一整套的工程技術(shù)方法。掌握最佳支護(hù)(見隧洞開挖)時機(jī)，在隧洞開挖后巖體松弛前，讓圍巖產(chǎn)生一定量變形，但又不至發(fā)展到有害程度之時，就用噴混凝土等措施加以支護(hù)，使圍巖形成一層環(huán)形柔性薄壁支護(hù)結(jié)構(gòu)，如遇過大的圍巖壓力。則增加錨桿加固，使圍巖與支護(hù)緊密結(jié)合，構(gòu)成一個整體的承載環(huán)。新奧法雖然還沒有完整嚴(yán)密的理論敘述，但其主要內(nèi)容是：

①理論建立在巖石力學(xué)基礎(chǔ)上，并考慮了圍巖在隧洞開挖時的空間和時間效應(yīng)。

②在設(shè)計上把支護(hù)與圍巖作為整體看待，充分發(fā)揮圍巖的自身承載能力，并以圍巖起主導(dǎo)作用作為選擇支護(hù)型式的依據(jù)。

③在施工中盡量保持圍巖原有強(qiáng)度 。

隧道掘進(jìn)機(jī)是用機(jī)械破碎巖石、出碴和支護(hù)實(shí)行連續(xù)作業(yè)的一種綜合設(shè)備。按掘進(jìn)機(jī)在工作面上的切削過程，分為全斷面掘進(jìn)機(jī)和部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)。按破碎巖石原理不同，又可分滾壓式（盤形滾刀）掘進(jìn)機(jī)和銑切式掘進(jìn)機(jī)。中國產(chǎn)品多為滾壓式全斷面掘進(jìn)機(jī)，適于中硬巖至硬巖。銑切式掘進(jìn)機(jī)適用于煤層及軟巖中。在推進(jìn)油缸的軸向壓力作用下，電動機(jī)驅(qū)動滾刀盤旋轉(zhuǎn)，將巖石切壓破碎，其周圍有勺斗，隨轉(zhuǎn)動而卸到運(yùn)輸帶上。硬巖不需支護(hù)，軟巖支護(hù)時可噴射、澆灌混凝土或裝配預(yù)制塊。該機(jī)在巖性均勻、巷道超過一定長度時使用，經(jīng)濟(jì)合理。