tbm類(lèi)型及工作原理介紹

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1、TBM類(lèi)型及工作原理介紹TBM是一種集掘進(jìn)、出碴、導(dǎo)向、支護(hù)和通風(fēng)防塵等多功能為一體的大型高效隧道施工機(jī)械。TBM的分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)圖詳見(jiàn)圖1。全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)（TBM）敞開(kāi)式掘進(jìn)機(jī)護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)T型支撐X型支撐單護(hù)盾雙護(hù)盾三護(hù)盾圖1TBM分類(lèi)網(wǎng)絡(luò)圖以下就敞開(kāi)式掘進(jìn)機(jī)與護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行詳細(xì)比較分析。1、敞開(kāi)式掘進(jìn)機(jī)（1）敞開(kāi)式掘進(jìn)介紹敞開(kāi)式TBM主要適應(yīng)于硬巖，能利用自身支撐機(jī)構(gòu)撐緊洞壁以承受向前推進(jìn)的反作用力及反扭矩的全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)。在施工對(duì)應(yīng)較完整、有一定自穩(wěn)性的圍巖時(shí)，能充分發(fā)揮出優(yōu)勢(shì)，特別是在硬巖、中硬巖掘進(jìn)中，強(qiáng)大的支撐系統(tǒng)為刀盤(pán)提供了足夠的

2、推力。推進(jìn)油缸撐靴后下支承主機(jī)皮帶機(jī)刀盤(pán)變頻電機(jī)盤(pán)型滾刀驅(qū)動(dòng)組件設(shè)備橋錨桿鉆機(jī)超前鉆機(jī)主梁機(jī)頭架敞開(kāi)式TBM掘進(jìn)機(jī)的核心部分是主機(jī)系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)主要由帶刀具的刀盤(pán)、刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)和推進(jìn)系統(tǒng)組成。其主要結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2、3。圖2敞開(kāi)式掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)圖掘進(jìn)機(jī)主機(jī)根據(jù)巖性不同可選擇配置臨時(shí)支護(hù)設(shè)備如鋼架安裝器、錨桿鉆機(jī)、鋼筋網(wǎng)安裝機(jī)、超前鉆、管棚鉆機(jī)、噴混凝土機(jī)及注漿機(jī)等。圖3敞開(kāi)式掘進(jìn)機(jī)圖如遇有局部破碎帶及松軟夾層巖石，則掘進(jìn)機(jī)可由所附帶的超前鉆及注漿設(shè)備，預(yù)先固結(jié)周邊巖石，然后再開(kāi)挖。敞開(kāi)式掘進(jìn)機(jī)適合洞徑在φ2～9m之間，最優(yōu)選擇φ3～8m。（2）敞開(kāi)式全面斷面

3、巖石掘進(jìn)機(jī)工作原理1）盤(pán)形滾刀破巖機(jī)理在推力作用下，安裝在刀盤(pán)上的盤(pán)形滾刀緊壓巖面，隨著刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)，盤(pán)形滾刀繞刀盤(pán)中心軸公轉(zhuǎn)的同時(shí)繞自身軸線自轉(zhuǎn)，在刀盤(pán)強(qiáng)大的推力、扭矩作用下，滾刀在掌子面固定的同心圓切縫上滾動(dòng)，當(dāng)推力超過(guò)巖石的抗壓強(qiáng)度時(shí)，盤(pán)形滾刀下的巖石直接破碎，盤(pán)形滾刀貫入巖石，掌子面被盤(pán)形滾刀擠壓碎裂而形成多道同心圓溝槽，隨著溝槽深度的增加，巖體表面裂紋加深擴(kuò)大，當(dāng)超過(guò)巖石的剪切和拉伸強(qiáng)度時(shí)，相鄰?fù)膱A溝槽間的巖石成片剝落。刀具破巖原理示意見(jiàn)圖4。圖4刀具破巖原理示意圖2）掘進(jìn)機(jī)工作原理掘進(jìn)機(jī)工作原理見(jiàn)圖5。掘進(jìn)機(jī)支撐板撐緊洞壁以承受刀盤(pán)

4、掘進(jìn)時(shí)傳來(lái)的反作用、反扭矩；刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)，推進(jìn)液壓缸推壓刀盤(pán)，一組盤(pán)形滾刀切入巖石，在巖面上作同心圓軌跡滾動(dòng)破巖，巖碴靠自重掉入洞底，由鏟斗鏟起，巖碴靠巖碴自重經(jīng)溜槽落入皮帶機(jī)出碴，這樣連續(xù)掘進(jìn)成洞。圖5掘進(jìn)機(jī)（Jarva27）結(jié)構(gòu)示意圖1－盤(pán)形滾刀；2－刀盤(pán)；3－擴(kuò)刀孔；4－出碴皮帶機(jī)；5－超前鉆機(jī)；6－電動(dòng)機(jī)；7－行星齒輪減速器；8－末級(jí)傳動(dòng)；9－推進(jìn)液壓缸；10－后下支承；12－操縱室；13－外機(jī)架；14－內(nèi)機(jī)架；15－錨桿鉆機(jī)；16－鏟斗圖6掘進(jìn)機(jī)工作循環(huán)3）掘進(jìn)機(jī)工作循環(huán)支撐式掘進(jìn)機(jī)的工作循環(huán)，如圖6。①掘進(jìn)行程圖支撐板撐緊洞壁→前、后下

5、支撐回縮→刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)→推進(jìn)油缸推進(jìn)刀盤(pán)。②換步行程前、后下支撐落地→刀盤(pán)停止旋轉(zhuǎn)→支撐板回縮→推進(jìn)油缸拉回支撐及外機(jī)架。③準(zhǔn)備下一次掘進(jìn)行程。（3）幾種典型機(jī)型國(guó)外生產(chǎn)全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的公司主要有羅賓斯、佳伐、德馬克、維爾特等。圖7羅賓斯機(jī)型1－刀盤(pán)部件；2－頂護(hù)盾；3－刀盤(pán)支承殼體；4－刀盤(pán)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；5－超前鉆機(jī)；6－推進(jìn)液壓缸；7－水平支撐；8－出碴皮帶機(jī)；9－后下支承；10－錨桿鉆機(jī)；11－仰供塊安裝機(jī)圖8羅賓斯機(jī)型照片圖9佳伐機(jī)型1－刀盤(pán)部件；2－刀盤(pán)支承殼體；3－刀盤(pán)軸承；4－機(jī)架；5－推進(jìn)液壓缸；皮帶機(jī)；7－刀盤(pán)回轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；8

6、－后下支承；9—鋼架梁；10－前X形支撐；11－支撐板；12－傳動(dòng)軸圖10德馬克機(jī)型1－刀具；2－刀盤(pán)；3－前下支承；4－前支撐系統(tǒng)；5－刀盤(pán)回轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；6－推進(jìn)液壓缸；后支撐系統(tǒng)；8－出碴皮帶機(jī)；9－后下支承圖11維爾特機(jī)型1－刀盤(pán)部件；2－出碴皮帶機(jī)；3－主軸承；4－頂護(hù)盾；5、10－錨桿鉆機(jī)；6、16－推進(jìn)液壓缸；7－內(nèi)機(jī)架；8－刀盤(pán)回轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；9－超前鉆；10－圈梁運(yùn)輸系統(tǒng)；12－仰供安裝機(jī)；13－單軌吊機(jī)；14－可翻轉(zhuǎn)清碴斗；15－后下支承；17－水泵；18－外機(jī)架；19－X形支撐系統(tǒng)；20－皮帶機(jī)與可翻轉(zhuǎn)清碴斗；21－圈梁安裝機(jī)

7、；22－前下支承；23－鏟斗；24－刮板；25－割刀圖12維爾特機(jī)掘進(jìn)機(jī)照片圖13維爾特TB880E掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)1－刀盤(pán)；2－鏟斗刮刀；3－人孔；4－中心刀；5－正刀；6－割刀；7－邊刀幾種敞開(kāi)式掘進(jìn)機(jī)型特征詳見(jiàn)表1。支撐式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)特征表1機(jī)型項(xiàng)目羅賓斯佳伐德馬克維爾特刀盤(pán)結(jié)構(gòu)（1）球面（2）平面平面錐面（1）錐面（2）平面刀盤(pán)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)布置位置單對(duì)水平支撐，浮動(dòng)（1）雙對(duì)X形支承（2）雙對(duì)水平支承（1）單對(duì)水平支承，浮動(dòng)（2）雙對(duì)水平支承，前鉸接，后浮動(dòng)雙對(duì)X形支承刀盤(pán)軸承三軸式雙列圓錐滾子軸承雙列圓錐滾子軸承徑向滾子調(diào)心軸承+平面止推滾

8、子軸承三軸式前支承落洞底，掘進(jìn)時(shí)承受掘進(jìn)機(jī)前部重量浮動(dòng)，掘進(jìn)時(shí)回縮不承受掘進(jìn)機(jī)重量浮動(dòng)，掘進(jìn)時(shí)回縮不承受掘進(jìn)機(jī)重量浮動(dòng)，掘進(jìn)時(shí)回縮不承受掘進(jìn)機(jī)重量推進(jìn)