TBM全断面岩石掘进机施工技术研究总结doc

TBM全断面岩石掘进机施工技术研究总结资料目录第一篇 概述 2 1 隧道TBM施工工法简介 2 1.1工法要点简述 2 1.2 TBM法与钻爆法的比较 3 1.2.1 TBM法施工的优点 3 1.2.2 TBM法施工的缺点： 3 2全断面岩石掘进机的发展概况 4 2.1定义 4 2.2 分类 4 2.2.1开敞式全断面岩石掘进机 4 2.2.2护盾式全断面岩石掘进机 5 2.2.3 扩孔式全断面岩石掘进机 6 2.3 掘进机技术的发展 7 2.4 掘进机主要生产厂商 8 第二篇 全断面岩石掘进机 10 3 全断面岩石掘进机的构造 10 3.1 掘进机主机 10 3.1.1 开敞式掘进机主机构造 10 3.1.2单护盾掘进机的构造 40 3.1.3 双护盾掘进机的构造 42 3.2掘进机后配套 45 3.2.1后配套分类 46 3.2.2后配套台车的组成 47 3.2.3洞内出碴运输 49 4全断面掘进机工作原理 52 4.1开敞式掘进机的工作原理 52 4.1.1刀具破岩机理 52 4.1.2开敞式掘进机掘进作业原理 53 4.1.3 开敞式掘进机调向工作原理 55 4.1.4 开敞式掘进机作业时力和力矩的传递 57 4.2单护盾掘进机的工作原理 57 4.3双护盾掘进机的工作原理 58 4.3.1 双护盾掘进机作业循环过程 58 4.3.2双护盾掘进机调向工作原理 61 4.3.3双护盾掘进机作业时力和力矩的传递 61 5主要技术参数 64 6 TBM的监测 67 6.1 TBM的状态监测 67 6.1.1在线状态监测 67 6.1.2离线状态监测 67 第三篇 设备选型 72 7设备选型 72 7.1选型依据 72 7.1.1 隧道设计参数 72 7.1.2 隧道沿线的地质资料 72 7.1.3 地理位置环境因素 72 7.1.4 隧洞施工进度 73 7.2 TBM选型流程图 73 7.3选型方法 74 7.3.1 分类顺序法 74 7.3.2类比法 76 7.4 掘进机主参数的选择 77 7.4.1理论开挖直径 77 7.4.2刀盘转速 77 7.4.3刀盘总回转转矩的计算 77 7.4.4刀盘回转功率 78 7.4.5掘进机推力 78 7.4.6掘进速度 79 7.4.7掘进行程 80 7.4.8贯入度 80 7.5掘进机主要部件与系统的选用 80 7.5.1 刀盘、主轴承及密封 80 7.5.2 驱动组件和驱动方式 81 7.5.3 支撑 82 7.5.4 护盾 82 7.5.5 控制 83 7.5.6 数据采集系统 83 7.5.7 掘进机其他辅助设备 83 7.6掘进机后配套的选型 84 7.6.1 轨行式后配套平台车的选型 84 7.6.2 皮带输送机的选型 85 第四篇 TBM施工技术 87 8 施工前的准备工作 87 8.1 一般要求 87 8.2 熟悉合同文件 87 8.2.1 全面熟悉合同文件 87 8.2.2 掌握合同要点 87 8.3 施工调查 87 8.3.1主要调查内容 87 8.3.2 施工调查报告 88 8.4 设计文件核对 88 8.4.1 设计文件核对内容 88 8.4.2 及时提出修改意见 88 8.4.3 设计交底与交桩 88 8.5 地质调查与补充地质勘探 88 8.5.1 地质调查 88 8.5.2 根据 TBM工法的特点确定补勘设计 89 8.5.3 补勘成果的应用 89 8.6 TBM的设计联络与监造 89 8.7 编制实行性施工组织设计 89 8.7.1编制依据： 89 8.7.2 编制原则 90 8.7.3 编制内容 90 8.7.4 编制与批准程序 90 8.8 TBM的场地布置 90 8.8.1布置原则 90 8.8.2场地布置 91 8.9 衬砌块的生产工厂及预生产 91 8.9.1生产工厂 91 8.9.2场地规模及建设项目 91 8.9.3模型 91 8.9.4预生产 91 8.10 TBM供应系统 92 8.10.1供水系统 92 8.10.2通风系统 92 8.10.3供电系统 92 8.11 作业人员培训 92 9 运输、现场组装和调试 93 9.1 一般说明 93 9.2 运输 93 9.3 现场组装 93 9.3.1 各项准备工作 93 9.3.2作业组织 95 9.3.3 作业人员培训 95 9.4组装中应特别注意的事项 96 9.5 安装工艺和顺序 96 9.6调试 98 9.7掘进机的组装与调试实例 99 9.7.1组装准备要求 99 9.7.2 洞内组装场地 99 9.7.3 组装设备、工具配备 101 9.7.4 劳动力组织 102 9.7.5 TBM组装基本顺序 103 9.7.6 TBM后配套组装基本顺序 106 9.7.7 TBM主机、后配套及辅助设备调试 106 10 超前地质预测、预报 110 10.1 一般说明 110 10.2 主要分类和方法 110 10.2.1采用的超前地质预报方法 110 10.2.2 预测成果的综合分析 111 10.3超前地质预报的主要内容 111 10.4超前地质预报信息的处理 111 11 掘进施工 113 11.1一般规定 113 11.1.1 施工前编制详细的施工计划 113 11.1.2 施工前制定应急措施做好应急准备 113 11.2 TBM的掘进操作 113 11.2.1 操作控制程序 113 11.2.2 试掘进施工 115 11.2.3 掘进施工 116 11.2.4 方向控制与纠偏 117 11.3 TBM掘进模式的选择 118 11.3.1 自动控制推进模式 118 11.3.2 自动控制扭矩模式 118 11.3.3 手动控制模式 118 11.4 TBM掘进参数的选择 119 11.4.1 掘进主要参数包括的内容 119 11.4.2 掘进主要参数确定的原则和方法 119 11.4.3 掘进参数的选择和调整 120 12 不良地质地段下的掘进施工 122 12.1 软弱及破碎围岩地段 122 12.1.1 防止围岩坍滑、坍塌的主要措施 122 12.1.2 主要处理措施 122 12.2 涌水地段 123 12.3 岩爆地段 124 12.4 高地温地段 124 12.5 溶洞地段 124 13 TBM维修保养 125 13.1一般要求 125 13.2管理体系 125 13.3油水检测 125 13.4故障诊断和排除 126 13.5定期检测 126 13.5.1外观检查 126 13.5.2功能检查 127 13.5.3油位和滤芯堵塞情况检查 127 13.6清洁 127 13.7润滑 128 13.8润滑脂加注 128 13.9紧固 129 13.10刀具维护保养 130 13.10.1 刀间距 130 13.10.2 刀具的磨损率 130 13.10.3刀具消耗 130 13.10.4刀具损坏形式 131 13.10.5 刀具的检查 133 13.10.6 刀具维修保养的措施 133 14 隧道衬砌 135 14.1 初期支护 135 14.1.1 喷射混凝土的拌和、运输及施工工艺 135 14.1.2 锚杆的施工工艺 136 14.1.3 钢筋网片的施工工艺 136 14.1.4 钢拱架的施工工艺 136 14.1.5 特殊地段的初期支护 136 14.2 二次衬砌 137 14.2.1 模筑混凝土衬砌 137 14.2.2 管片衬砌 137 14.2.3 仰拱块的施工和安装 147 15 施工运输 148 15.1 一般规定 148 15.2 出碴运输 148 15.2.1 轮轨运输 148 15.2.2 连续皮带运输 152 15.3 进料运输 158 15.3.1 进料运输的主要工作内容 158 15.3.2 进料运输的组成 158 15.3.3 进料运输的设备 159 15.4 地面运输 159 15.4.1 场地内运输 159 16 隧道防、排水 160 16.1 一般说明 160 16.2模筑二衬衬砌防排水措施 160 16.2.1概述 160 16.2.2材料性能 160 16.2.3环向、纵向弹簧排水管及横向排水管的安装 161 16.2.4复合防水板的安装 161 16.2.5防水板焊接方法 162 16.2.6热楔焊接法工艺要点 162 16.2.7焊缝的质量检查 163 16.3管片衬砌防排水措施 163 16.3.1管片结构自防水 163 16.3.2管片接缝防水 164 16.3.3接缝螺栓孔防水 164 16.3.4注浆孔防水 164 17 附属结构 165 17.1一般要求 165 17.2 附属支洞 165 17.2.1 附属支洞开挖前的准备工作 165 17.2.2 开挖方法 166 17.2.3 支护参数 166 17.3 预备洞、始发洞 166 17.3.1 施做预备洞、始发洞的意义 166 17.3.2 预备洞、始发洞的施工 167 17.4 安装洞与拆卸洞 167 18 通风、供排水、供电 168 18.1通风除尘 168 18.1.1施工通风方案及布置 168 18.1.2通风参数的计算 169 18.1.3工作面风量 171 18.1.4 洞内环境监测 171 18.1.5 施工通风系统的安装及运行管理 171 18.1.6 通风除尘系统的综合安全措施 172 18.2 TBM施工给排水 172 18.2.1施工给水 172 18.2.2 施工排水 173 18.2.3 操作要点及注意事项 174 18.3 TBM施工用电 174 18.3.1 高压电路 174 18.3.2 低压电路 175 18.3.3 PLC控制电路 175 18.3.4应急发电线路 175 19 施工管理 176 19.1 TBM施工现场管理 176 19.1.1管理内容 176 19.1.2管理重点 176 19.2 TBM设备管理 177 19.2.1TBM设备管理前期工作 178 19.2.2 TBM维修保养规程和工艺制订 178 19.3 材料管理 181 19.3.1 材料管理的任务 181 19.3.2 材料管理的主要工作 181 19.4 质量与安全管理 183 19.4.1 质量管理 183 19.4.2 安全管理 184 20 TBM测量和监控量测 185 20.1 TBM测量 185 20.1.1 TBM施工测量的目的、依据及内容 185 20.1.2 贯通误差 185 20.1.3 洞外控制测量 190 20.1.4 进洞关系计算和进洞测量 192 20.1.5 洞内控制测量 193 20.1.6 TBM掘进施工中的测量 194 20.1.7竣工测量 195 20.2 TBM监控量测 195 20.2.1 监控量测的目的 195 20.2.2 监控量测的内容 196 20.2.3 断面及测点布设与量测方法 198 20.2.4 量测数据的收集、处理和应用 201 21隧道工程的竣工验收工作 205 21.1 隧道竣工测量 205 21.2 清理隧道施工现场 205 21.3 施工资料的整理和竣工文件的编制 205 21.3.1 施工资料 205 21.3.2 竣工文件的编制 206 21.3.3 隧道竣工验收前的检查 207 21.3.4 交工验收标准及程序（以铁路隧道为例） 208内容简介 隧道TBM施工工法简介 1.1工法要点简述 （1）选用适应于隧道地质、设计、工期等要求的掘进机及配套设备； （2）掘进机采用机械能破岩完成隧道的开挖。即在掘进机的旋转机构与推进油缸的共同作用下带动装有盘形滚刀的刀盘旋转、推进碾压破碎岩石并连续铲入输送系统将弃碴输送至地面。
　　（3）初期支护采用钢制盾壳防护或操作配备在掘进机上的辅助设备按设计要求施作钢圈梁、锚杆、喷射混凝土等初期支护以及管棚、注浆等超前支护。
　　（4）根据掘进机类型的不同隧道永久衬砌分别采用模注混凝土或安装预制衬砌块并填充开挖直径与衬砌环外径之间的空隙的方式完成。
　　BM法与钻爆法的比较 1.2.1 TBM法施工的优点 （1）快速：TBM可以实现连续掘进能同时完成破岩、出碴、支护等作业并一次成洞掘进速度快效率高。钻爆法施工则钻孔、放炮、通风、出碴等作业是间断进行掘进速度慢效率低。
　　（2）优质：TBM实行机械破岩避免了爆破作业围岩不会受到爆破震动而破坏洞壁完整光滑超挖量少一般小于开挖隧洞断面积的5%减少了衬砌量。而钻爆法爆破成洞围岩震裂洞壁粗糙且凸凹不平超挖量约20%。
　　...... 开敞式掘进机的工作原理 4.1.1刀具破岩机理 目前TBM采用的是432mm窄型单刃滚刀滚刀在巨大推力和回转力矩下对岩石施压、滚、劈、磨的作用达到破碎岩石的目的。岩石的破碎是压裂、涨裂、剪裂、磨碎的综合过程。以涨裂破碎为主。
　　 (1)在完整、密实、均匀的岩石中刀具的刀刃在巨大的刀具推力下切入岩体形成割痕。刀刃顶部的岩石在巨大压力下急剧压缩随着刀盘的回转滚刀滚动这部分岩石首先破碎成粉状积聚在刀刃顶部范围内形成粉核区 ......编制于2007年 11万字左右