北海履带板230型

履带板230型

我们常见的掘进设备有很多种分类，其中按使用范围来分，可分为两大类，一种是煤岩掘进机，另一种是岩石巷道掘进机。这个两种掘进设备的功能都非常强大，可以用在很多环境较为特殊的环境中。

我们简单的介绍一下这两种，一种是用于掘进岩石巷道的掘进机，一般为全断面钻削式一次成巷的掘进机。另外一种是，用于掘进煤巷和岩石夹层量小于掘进断面，同时也可切割的半煤岩巷的部分断面选择作用式掘进机。我们可以根据使用的环境不同，来做出选择。

以上是根据使用范围来将的两种掘进设备，其中较为常用的还有结构不同的两种掘进机，它们的主要功效都基本相同。

掘进机法与钻爆法开挖隧道相比，施工过程具有连续性、“工厂化”的特点。TBM施工具有机械化程度高、快速、安全、劳动强度小、对地层扰动小、通风条件好、衬砌支护质量好、减少隧道开挖中辅助工程等优点。但它也具有对地质条件的依赖性大，设备型号一经确定后开挖断面尺寸较难更改、一次性投资较大等劣势。在单位成本上，掘进机施工随掘进速度的提高而降低，近期国内一些工程的投标单价已接近或低于钻爆法；但不可忽视的是地质条件的准确性，圆圈岩条件影响到掘进机的正确选型及施工造价，因此应特别关注。目前，国内的隧道开挖中采用掘进机施工的比例仍然很小，除客观原因外，与国外相比，还存在掘进机使用技术和管理上的差距。

在掘进机施工中须抓住地质、设备、管理这三个中心环节，处理好这些关系，才能有效发挥出掘进机施工的优势。

（一）地质资料

对地质情况，尤其是对于不良地层的调查，不仅对TBM基本型式的选定和施工速度影响很大，而且还是决定能否适用TBM施工的主要因素，进行隧道设计和制订施工计划时，提供详细而准确的地质及水文资料是十分必要的，这些资料内容应包括以下几点：

(1)隧洞沿线地形地貌条件和地质现象，过沟地段、傍山浅埋段和进出口边坡的稳定条件。

(2)隧洞地质的岩性，可能存在的有害气体及放射性元素。

(3)隧洞岩层的形状，主要断层、破碎带和节理裂隙密集带的位置、规模和形状。

(4)地下水位、水温和水的化学成分，特别是涌水量丰富的含水层、汇水构造等，以预测掘进时突然涌水的可能性，并估算涌水量。提供围岩工程地质分类，确定各类岩体的物理力学性质和参数，对不同围岩的稳定性做出评价。

掘进机性能的发挥在很大程度上依赖于工程地质条件和水文地质条件，如岩体的裂隙等级、岩石的单轴抗压强度和韧性将决定掘进机掘进速率和工程成本；隧洞埋深、涌水大小等涉及掘进后的支护方法、形式及种类。适应地质的需要和可能的变化，是对设备的基本要求，也是对工程部门的考验。

例如，面对硬岩的隧洞掘进，应敞开式掘进机；但是地质上的非同一性，需要敞开式掘进机还具备通过软弱围岩的能力。因为软弱地层岩体胶结性能差，开挖面自稳时间短，此时掘进机上的支护设备就显得十分重要，如使用锚杆设备、临时喷射混凝土设备、架设圈梁设备等；若通过的软弱地层段多或距离较长时，应综合考虑是否加大上述设备的数量或能力；当通过断层或特殊困难地段时，也可以使用超前支护设备，对刀盘前部地层进行预加固处理，此时要注意到进行超前支护时，掘进机应停止掘进。

又如，隧洞工程中常遇瓦斯气体，当瓦斯浓度在5%～16%时，若遇到火源，随时可能发生爆炸，因此需要在掘进机上安装瓦斯测量和警示系统，当瓦斯体积浓度达0.5%时，系统会发出声响或警示灯光；如果达到0.7%时，应通知操作人员停止掘进机掘进或立即启动通风设备，以保证安全。

所以，提供明确的地质资料以及必要的预处理措施，是成功使用掘进机的基础和保证。

（二）设备保障

针对地质的条件和特点，应选择适合的机型。掘进机属于典型的非标准设备，没有适合任何地质条件的通用掘进机，生产厂家不可能提前制造或批量生产，每一台掘进机都要由用户根据地质条件、支护要求、工程进度等提出所需的技术性能和参敦。因为要开挖的洞径大小不同、所面临的地质条件不同，可选择的机型也不同。即使是同类型主机，尚需自主确认驱动型式、控制系统、测量系统、记录系统的规格和关键参数。特别是与之配合的后配套系统，更是关系到掘进机技术性能和效率的发挥。

（三）科学管理

隧洞工程本身带有一定的未知数，这方面取决于已知地质资料和实际地质状况是否一致；也取决于面对变化了的地质，施工管理和施工组织的应变能力。所以国际上普遍认为，有经验的、善于管理的施工承包商，可以降低由于困难地质、变化了的地质以及未知地质状况下的风险。如果没有掘进机的施工经验和管理上的能力，面对这些风险，可能会造成投资费用的增加、工期的延长，甚至整个工程方案的变更，其损失巨大，这种实例在国内外都曾发生。