巨鼠型掘進機

隧道掘進技術(shù)是由早期的盾構(gòu)（適用于軟土層掘進的又稱盾構(gòu)）技術(shù)發(fā)展而來，是地下暗挖隧道的一種工程建設技術(shù)，是隨著現(xiàn)代交通運輸、地下工程、礦山開采、水利工程、市政建設以及電氣通訊設施的發(fā)展而發(fā)展起來的。全斷面隧道掘進機問世已有180年的歷史。1818年，英國布魯諾（M.I.Brunel）在蛀蟲鉆孔的啟示下，最早提出了用于施工地下隧道的掘進機的雛形及施工方法。1825年，他第一次在倫敦泰晤士河下用一個斷面高6.8m，寬11.4m的矩形盾構(gòu)修建了一條隧道。由于初始未能掌握抵制泥水涌入隧道的方法，隧道施工兩次被淹，后來在東倫敦地下鐵道公司的合作下，經(jīng)過對盾構(gòu)施工的改進，用氣壓輔助施工，于1843年完成了全長458m的第一條盾構(gòu)法隧道。

美國羅賓斯公司在1952年開始生產(chǎn)第一臺掘進機。70年代以后，掘進機有了較快的發(fā)展。開挖直徑范圍為1.8～11.5m。在中硬巖中,用掘進機開挖80～100m3大斷面隧洞，平均掘進速度為每月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，最高月進尺可達750m。美國奧索引水隧洞直徑3.09m,在頁巖中開挖，最高月進尺達2088m。隧洞掘進機開挖比鉆爆法掘進速度快，用工少，施工安全，開挖面平整，造價低，但機體龐大，運輸不便，只能適用于長洞的開挖，并且本機直徑不能調(diào)整，對地質(zhì)條件及巖性變化的適應性差，使用有局限性。

近幾年來，我國隧道及地下工程的建設發(fā)展很快，目前我國鐵路隧道總數(shù)達5300余座，總長度達到2500km；公路隧道達到450多座，總長度達到120km；水電站地下工程和水工隧洞達到100km；已建和正在建設的地鐵長度達到170km.在這些工程中，其中有不少是采用盾構(gòu)技術(shù)進行施工。在2000年—2009年的十年中，新建鐵路隧道的長度將達到300—400km；地鐵建設長度將達到700km；城市市政隧道工程將達100km；水電隧道將達400km.由此可見隧道掘進技術(shù)在我國將有廣闊的應用前景。我國在盾構(gòu)施工技術(shù)方面已有多年經(jīng)驗，在北京、上海、廣州等地下鐵道、排水隧道工程中應用了盾構(gòu)施工并取得成功。九十年代以來，我們已成功地研制了Φ3.8m—6.34m的土壓平衡隧道掘進機10余臺，技術(shù)水平已接近國際先進，用于地鐵隧道、引排水隧道、電纜隧道工程；在導向技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)方面的研究也達到了國際先進。最近，上海已研制了國內(nèi)第一臺3.8mΧ3.8m組合刀盤土壓平衡矩形盾構(gòu)，完成2條62m長的地下人行通道，使我國在異形隧道的開發(fā)研究方面進入世界行列。

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