地下施工讀書報告

地下建筑工程施工技術讀書報告2010311550017土木一班潘清濤我們已經(jīng)入學三年了，想必大家在外出旅游，或者去實習的時候都會發(fā)現(xiàn)，我們的城市在不時在發(fā)生著變化！隨著城市化進程的加快，人多地少的矛盾日益突出。為緩解這一矛盾，城市空間開發(fā)向立體化方向發(fā)展，已成為優(yōu)選。在我們中國，地下空間的利用由來已久，但其經(jīng)濟價值的開發(fā)，在很多地方卻一直被忽視！比如我們所熟知的上海北京廣州等大城市，地下空間就得到了很好得利用，很多方面是可以借鑒的。我們XX就應該大力發(fā)展地下工程，在很大的程度上可以緩解地面交通的壓力。城市中有計劃地建造地下建筑，對節(jié)省城市用地，降低建筑密度，擴大綠地面積，減輕城市污染，提高城市生活質(zhì)量等方面，都可以起到重要的作用。想必大家應該體會過就在我們XXXXXX路附近的交通現(xiàn)狀吧，那些都是血淋淋的悲??！為了解決這些問題，對這些地下空間的利用，必然離不開關于地下建筑工程的專業(yè)知識。這個學期學得課程名稱叫做“地下建筑工程施工技術”，其注重講得是施工技術！但是在學習本門課前我們本科生階段，應還需要提前了解下關于地下工程的知識！所以這次期末的讀書報告是在了解地下工程的基礎上，對施工技術的涉讀！即本次讀書報告分為兩個部分，一個部分是寫關于對地下地下工程的認識，其次是主要關于地下施工技術中隧道的開挖。第一部分地下工程簡介地下工程簡介：指深入地面以下為開發(fā)利用地下空間資源所建造的地下土木工程.它包括地下房屋和地下構筑物，地下鐵道，公路隧道、水下隧道、地下共同溝和過街地下通道等，其英文名稱“undergroundworkshop”。我們所學的地下建筑(undergroundbuildingsandstructure)是建造在巖層或土層中的建筑。地下工程的空間種類開挖空間地下建筑物的對象是具有各種特性的、多種用途的地下空間。其典型的地下空間有：開挖出來的空間、開挖后覆土的空間及明挖空間。開挖空間是從地表能夠進入的地點，用橫通道或縱通道相互聯(lián)系的空間，設在地下深層，距地表較遠。明挖空間和用土覆蓋的空間在地表附近修筑支持覆土的建筑物，也是地下空間的一個有代表性的范疇。地下空間的絕大多數(shù)是屬于這一種的，從小規(guī)模的住宅到大規(guī)模的、多用途的商業(yè)、交通、工業(yè)等建筑。與地表面的關系地下建筑物的一個特征就是與地表面的關系。一般來說，在平坦的土地上修筑的結構與地表面的關系有建筑物上填土和埋設在土中兩大類。覆土建筑物的頂版面，或是原地面或比其稍低一些，建筑物的四周都在土內(nèi)。開口部與地表面的關系地下建筑物根據(jù)其通向地面開口處的形式可分為四類：密閉型、天窗型、側面開口型及半地下型。幾乎所有的開挖空間都是密閉型的;天窗型具有自然采光的開放感；側面開口型只能一個方向向室外眺望。針對這一點，半地下型就可以從室內(nèi)全方位的眺望。側面開口型適合于傾斜底層，其他形式則適合平坦地層。地下鐵道在20世紀50年代末期中國與蘇聯(lián)的關系惡化后，中國開始規(guī)劃在北京、沈陽、上海三座重要城市修建地鐵，以作為平戰(zhàn)結合的戰(zhàn)備防御手段。北京地鐵首先開工，一期工程于1965年7月1日開工建設，其線路沿長安街與北京城墻南緣自西向東貫穿北京市區(qū)，連接西山的衛(wèi)戍部隊駐地和北京站，采用明挖回埋法施工。全長23.6公里，設17座車站和一座車輛段（古城車輛段），1969年10月1日建成通車。根據(jù)預計，北京地鐵在戰(zhàn)時可以每天運送5個陸軍整編師的兵力自西山運至北京市區(qū)。北京地鐵于1992年6月24日開工建設，1999年9月28日通車試運營，2000年6月28日與一線全線貫通。八通線于2003年開通，對改善通州交通環(huán)境起重要作用。中國1949年以來為克服山嶺障礙修建了總延長2000多公里的鐵路隧道，正在修建中的大瑤山鐵路隧道長達14公里。還修建了許多公路隧道。較長的有河南省輝陵公路的向陽隧道，長1400米；林石公路的太行隧道,長960米。鐵路和公路常需要跨越江河港口。為此，需要修建水下的鐵路或公路隧道。修建水底隧道過去多采用盾構法。但盾構法施工的斷面是圓形的，內(nèi)部凈空不能很好利用，且埋深較大，使隧道總長度增加。采用沉管法可避免上述缺點。在荷蘭已經(jīng)用沉管法修建了十幾條水底隧道。中國在上海用盾構法已建成黃浦江打浦路隧道，正在修建第二條越江隧道，還準備用沉管法修建第三條越江隧道。在日本，已經(jīng)修建了許多鐵路或公路隧道，把一些島嶼聯(lián)結起來，著名者如青函海底隧道。橫越英法海峽的海底隧道還在研究技術經(jīng)濟方案?，F(xiàn)在通過直布羅陀海峽的隧道方案正進行可行性研究。從九龍到香港的海底隧道已修建完成。2008年7月19日，在北京奧運會召開前夕一期、奧運支線和機場線三條軌道新線正式通車。至此，北京軌道交通運營里程將達到200公里，運營線路將達到8條，北京軌道交通的網(wǎng)絡效應已經(jīng)初步顯現(xiàn)。隧道工程隧道及地下工程是從事研究和建造各種隧道及地下工程的規(guī)劃、勘測、設計、施工和養(yǎng)護的一門應用科學和工程技術，是土木工程的一個分支。隧道及地下工程也指在巖體或土層中修建的通道和各種類型的地下建筑物，包括交通運輸方面的鐵路、道路、運河隧道，以及地下鐵道和水底隧道等；工業(yè)和民用方面的市政、防空、采礦、儲存和生產(chǎn)等用途的地下工程；軍用方面的各種國防坑道；水利發(fā)電工程方面的地下發(fā)電廠房以及其他各種水工隧洞等。世界上第一座交通隧道是公元前2180?前2160年在巴比倫城中的幼發(fā)拉底河下修筑的人行通道。各文明古國曾修建過地下墓室，灌溉、給水、排水隧洞，采礦巷道及地下糧倉等。中國漢代在今陜西褒城修隧道時，曾用火煅石法（用柴燒炙巖石，然后潑以水或醋，使之粉碎）開通了長14米、寬3.95?4.25米、高4?4.75米的石門隧洞。19世紀20年代，蒸汽機的出現(xiàn)及鐵路和煉鋼工業(yè)的發(fā)展，促進了隧道及地下工程的發(fā)展。1826?1830年英國修建了長770米的泰勒山單線鐵路隧道和長2474米的維多利亞雙線鐵路隧道；1860年開始修建倫敦地下鐵道。19世紀60年代以前，修建隧道都是用人工鑿孔和黑火藥爆破施工。1861年修建仙尼斯峰鐵路隧道時，首次使用風動鑿巖機。1867年修建胡薩克鐵路隧道時用硝化甘油炸藥。20世紀初采用中央導坑法施工，年平均京張鐵路八達嶺隧道，長1091米，建于1907?1908年。1950年以前中國建成238座隧道，總延長8.9千米；1950?1984年共建成鐵路隧道4274座，總延長2014.5千米，至20世紀50年代，人們才總結出各類隧道及地下工程的規(guī)劃、設計和施工的基本原理，并在土木工程中形成一個獨立的工程領域。隧道及地下工程專業(yè)是根據(jù)中國城市發(fā)展的趨勢和當前城市地下工程人才匱乏的實際情況而設立的新專業(yè)，主要培養(yǎng)具有堅實的數(shù)學、力學等自然科學基礎和人文社會科學基礎，掌握城市地下工程勘察、規(guī)劃、工程材料、結構分析與設計、機械基礎及工程機械、電工技術、工程測量、施工組織和工程概預算、工程監(jiān)理等方面的基本技術和知識，具備從事隧道及地下工程的規(guī)劃、設計、研究、開發(fā)利用、施工和管理能力，具有較強的計算機應用能力和較高的外語水平的高級技術人才。其他地下工程水電站都修引水和泄水隧洞，有的還修有地下廠房和其他洞室。核電站有全部修建在地下的，也有為掩埋核廢料的地下深層洞庫。軍工工程和人民防空工事，有不少修于地下。有些地下工程可利用天然地洞穴下，在空加固間修繕的后使重用。要意義第一，開發(fā)利用地下空間有利于推動城市經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展。一般認為，人均GDP達到500美元后，就具備規(guī)模開發(fā)利用地下空間的條件；達到1000美元時，城市地下空間就進入規(guī)劃和開發(fā)階段；達到3000美元后，城市地面價格上漲，地下空間開發(fā)條件成熟，進入開發(fā)高峰時期02005年，中國人均GDP為1700美元，北京、上海等一些城市人均GDP超過3000美元，逐步形成地下空間開發(fā)熱潮。地下空間開發(fā)使城市服務功能得到新的補充。例如，地下公路、地下鐵路、地下街道、地下商場等地下設施，連通地上城區(qū)繁華街道，既方便群眾生活，又活躍地區(qū)經(jīng)濟。同時，由于地下空間恒溫性、恒濕性、集熱性、隔熱性、隔音性、遮光性、氣密性、隱蔽性、安全性、抗震性等諸多方面優(yōu)于地上空間，讓某些對此優(yōu)點有特殊需求的地面產(chǎn)業(yè)和項目，適當向地下空間延伸，不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，而且能縮減基建投資，改善勞動條件，實現(xiàn)更好更快地發(fā)展。日本充分開發(fā)利用其地下空間，大力建設共同溝、地下商業(yè)街、地下發(fā)電站、大型調(diào)節(jié)池和人工河道等設施，對拉動城市經(jīng)濟發(fā)展起到很好的作用。第二，開發(fā)利用地下空間有利于節(jié)約和集約使用土地資源。節(jié)約和集約使用土地是我國的國策之一。城市“攤煎餅”式的向外擴張和粗放經(jīng)營，使土地資源越來越緊張。既要珍惜和節(jié)約使用每一寸土地，又要推進城市化可持續(xù)發(fā)展，出路只有一條，那就是地上地下復合開發(fā)空間資源，走集約化、“緊湊型”立體發(fā)展之路。地下空間可以分層開發(fā)。比如，離地面0？－15米的表層空間，可規(guī)劃建設地鐵、地下綜合體；－15？－40米的中層空間，可規(guī)劃建設地下物流管道、地下道路；－40米以下的深層空間，可規(guī)劃建設特種工程。據(jù)有關專家測算，北京舊城區(qū)62．5平方公里范圍內(nèi)，淺層地下空間資源可供合理開發(fā)的有41．2平方公里。當?shù)叵陆ㄖ_到二層時，可提供建筑面積0．55億平方米，比舊城區(qū)多0.13億平方米。第三，開發(fā)利用地下空間有利于改善城市環(huán)境。1978年改革開放以來，我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展促使城市化進程加快。到2004年，全國城市達到660多座，城鎮(zhèn)人口占總人口比例達到41.8%%。短時間內(nèi)城市數(shù)量和規(guī)模急劇增大，人口膨脹、交通阻塞、環(huán)境污染、生態(tài)惡化等“城市綜合癥”也越來越嚴重。開發(fā)利用地下空間可使該癥得到診治。例如，將一些引起“三廢”污染、噪音污染、危險品危害的項目（如汽油庫、酒精庫、劇毒物倉庫、毛紡棉紡粉塵大的企業(yè)），適當安排在地下，同時，統(tǒng)一建立污染處理系統(tǒng)和設施，既可減輕地面污染，解決物資回收利用問題，又能降低地面建筑密度，騰出地面空間，改善地面建筑光照，增加廣場綠地，美化和綠化城市。通過大力發(fā)展地下有軌交通運輸，（地鐵運營長度：紐約為410公里，東京為263公里，巴黎為209公里，倫敦為414公里）不僅推動地上城市建設，帶動附近商業(yè)、物業(yè)的發(fā)展，而且實行人車分流，減輕地面交通負擔，緩解中心城區(qū)擁擠狀況，還因其能耗小、噪音低，對改善城市環(huán)境起到較好的促進作用。第四，開發(fā)利用地下空間有利于防護城市安全。地下結構位置低，有地層圍護；地下空間有土層隔絕，可以防災抗震。將地下空間開發(fā)與人防工程建設結合，不僅可以防泄漏、防爆炸、防細菌、防化學事故、防外部火災，還可以在戰(zhàn)時緊急情況下做好掩蔽工作，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，保證重要目標的安全。據(jù)記載，1976年唐山大地震，死亡24萬人，地面建筑物毀壞嚴重，而地下工程絕大部分完好，人防工程中人員無一傷亡。伊拉克戰(zhàn)爭中，人員傷亡主要是地上，地下傷亡極少。這對我們是一個很好的啟發(fā)。從19世紀末到20世紀80年代中期，我國應對特殊的國際環(huán)境，以人防工程建設為重點，推進城市地下空間開發(fā)利用。其中，一部分工程實現(xiàn)平戰(zhàn)結合，既發(fā)揮了城市安全防護作用，也在平時發(fā)揮了一定的城市功能。上海建成一個9萬多平方米的超級地下場所。這個場所平時可作商業(yè)、車庫和倉庫等，緊急狀態(tài)下可容納10萬人在里面安全生活，躲避地面發(fā)生的核輻射、有毒有害氣體、爆炸等災難。這就告訴我們：只有適應現(xiàn)代化戰(zhàn)爭及城市抗災救災工作的要求，結合地下空間開發(fā)，加強民防建設，提高城市整體防護能力，才能確保人民生命財產(chǎn)安全和現(xiàn)代城市可持續(xù)發(fā)展。一隧道鉆爆法開挖技術在學習之前我們需要了解涉及爆破名詞，比如掏槽，光面爆破，預裂爆破，炮眼間距，輔助眼，周邊眼以及基本參數(shù)等！特別還需要了解炸藥的性能。隧道爆破設計可分為準備階段和設計階段。準備階段包括：查閱工程設計圖紙，了解工程基本情況，而且要查閱和熟悉施工組織設計的內(nèi)容和要求。設計階段則包括：確定開挖方案，炮孔直徑，設計爆破參數(shù)等。以下是隧道開挖的主要內(nèi)容：爆破器材：電雷管，起爆器，塑料導爆管等！起爆方法：火花起爆、電力起爆、導爆管起爆和導爆索起爆。常用的起爆方法包括電力起爆和非電起爆兩大類，后者又包括火花起爆、導爆管起爆和導爆索起爆。（1）火花起爆：用導火索和火雷管引爆炸藥。將剪截好的導火索插入火雷管插索腔內(nèi)，制成起爆雷管，再將其插入藥卷內(nèi)成為起爆藥卷，而后將起爆藥卷放入藥包內(nèi)。導火索一般可用點火線、點火棒或自制導火索點火。導火索長度應保證點火人員安全撤離，且不短于1.2m?；鸹ㄆ鸨瑸樽钤缡褂玫钠鸨椒?，但由于受到安全性、爆破規(guī)模及爆破延遲時間等方面的限制，目前僅用于起爆非電起爆網(wǎng)路、大塊石解炮或小規(guī)模的邊坡修整爆破等。（2）電力起爆：電力起爆是電源通過電線輸送電能激發(fā)電雷管，繼而起爆炸藥的方法。電力起爆網(wǎng)路中的電線按其部位可分為端線、聯(lián)接線、區(qū)域線和主線。專用的電容式起爆器以及照明、動力線路，只要能滿足功率和電流強度要求，均可作起爆電源。（3）導爆管起爆：導爆管起爆法是20世紀70年代發(fā)展起來的一種新型非電起爆方法。首先通過沖擊激發(fā)源（工程上一般采用雷管）軸向激發(fā)導爆管，并在管內(nèi)形成穩(wěn)定傳播的爆轟波。該穩(wěn)定爆轟波及高溫爆轟產(chǎn)物流導致末端的導爆雷管起爆進而引起藥卷的起爆。（4）導爆索起爆：在導爆索起爆網(wǎng)路中，導爆索既傳遞爆轟波，又直接起爆炸藥。首先用雷管側向起爆導爆索，而后導爆索再側向起爆藥卷。鑿巖機械：風動鑿巖機，液壓鑿巖機炸藥的選用：根據(jù)實際巖層水文地質(zhì)和圍巖堅硬程度的不同，選用合理的炸藥對隧道開挖爆破的效果以及經(jīng)濟性至關重要，針對圍巖的不同，合理的使用相應性能的炸藥可以最佳的發(fā)揮出炸藥其自身的性能及對爆破后開挖面的超欠挖量起著重要作用。炸藥的用量都是根據(jù)實際開挖進尺和巖石的堅硬程度來決定的，提高對圍巖的認識，合理的運用炸藥，對后序工作的安全性及經(jīng)濟性都得到了保障。炮眼布置和裝藥：根據(jù)不同的圍巖，它的節(jié)理發(fā)育及巖體的破碎程度，是否有水、開挖面的大小，掘進進尺的米數(shù)等對鉆爆的炮眼布置及用藥和藥量都有影響。對于開挖爆破面，炮眼可分為：掏槽眼，輔助眼（擴槽眼，壓炮眼），周邊眼和地平眼。炮眼的布置、數(shù)目、深度和角度，裝藥量和裝藥結構，起爆順序都對爆破出來的輪廓線效果起重要作用。炮眼的種類和分布掏槽眼：是以隧道中線為中線，由兩側向隧道前進方向向中間水平對打，大概成八字型，應避免兩孔相通，水平打掏槽眼它不受斷面的凹凸不平對爆破進尺的限制，且掏槽石渣拋出的距離較短，可盡量減少對爆破后的石渣對機械，臺車等的傷害。掏槽炮眼一般爆破出的有效面積大約為整個爆破斷面面積的1/6~1/7左右，它的作用是先將開挖面上先掏出一個臨空面，將爆破的巖石拋出槽口，為后爆的輔助炮能夠向里形成新的臨空面，提高爆破的效率。由于掏槽眼開始四周沒有臨空面，又受到周圍巖石的束縛，所以為了有效的爆破，其炮眼深度及用藥量是相對其他炮眼來講炮眼更深，用藥更多。掏槽眼的間距較大，數(shù)目少，但深度及藥量都很多，其裝藥大多將第一藥位將連有導爆管的雷管反向裝入眼底，后連續(xù)裝藥，連接緊密，這樣裝藥威力較大；且它是最先起爆。輔助眼：它可分為擴槽眼和壓炮眼。擴槽眼的作用是擴大掏槽眼所爆出臨空面的體積和爆破量，由先里后外逐層的向心起爆順序，并逐漸接近輪廓線，它的炮眼角度也是向著隧道中線鉆孔；壓炮眼的作用是抵抗掏槽眼的爆破威力，防止周邊眼爆破后超挖，同時也能稍控制石渣的飛出距離；它的作用都是為了周邊眼創(chuàng)造有里條件。輔助眼的間距要比掏槽眼的間距小但大于周邊眼，它是現(xiàn)將第一藥位放入一根爆破雷管置于眼底再將一根帶有導爆雷管與其相連，后在連續(xù)裝藥，這樣爆破威力相對掏槽威力較小，可有效的幫助周邊眼的爆破，它是后于掏槽眼的爆破。周邊眼：它主要起到成型作用，使爆破后的斷面尺寸達到設計要求，輪廓平順，對控制超欠挖起決定型作用。它是水平的向隧道前進方向鉆孔，炮眼方向最后有一定的斜率外插，這是為了控制超欠挖和便于下一班鉆眼時落鉆。若圍巖較破碎，為了保證開挖面平整，輔助眼及周邊眼的眼底應落在同一垂直面上。周邊眼的布置：如果圍巖較破碎的情況下，應布置在輪廓線以內(nèi)；如果圍巖較硬時，應布置在輪廓線上；如果圍巖堅硬且整體性好則應布置在輪廓線以外。無論是布置在輪廓線以里還是以外，都應根據(jù)炸藥的性能及藥量，還有圍巖的節(jié)理構造來看。周邊眼的布置：如果圍巖較破碎的情況下，應布置在輪廓線以內(nèi)；如果圍巖較硬時，應布置在輪廓線上；如果圍巖堅硬且整體性好則應布置在輪廓線以外。無論是布置在輪廓線以里還是以外，都應根據(jù)炸藥的性能及藥量，還有圍巖的節(jié)理構造來看。裝渣和運輸（具體可以參考報告后面的數(shù)目）隧道的通風防塵加強隧道通風的主要技術措施（一）建立健全管理制度，通風機派專人管理值守，按規(guī)程要求操作風機，定期檢修和潤滑風機。（二）狠抓“防漏降阻”工作，只有管道漏風率和摩阻系數(shù)小，才能確保單機送風距離長，效果好。因此每班必須對全部風管進行檢查，不平、不順之處及時調(diào)直調(diào)平，發(fā)現(xiàn)風管破損漏風，及時處理。輕微破損的管節(jié)，采用快干膠水粘補，重破損的管節(jié)，必須及時更換，從而降低漏風系數(shù)，保證管道密封度。（三）加強運輸設備的維修保養(yǎng)制度，按照設備管理要求定期維修，特別是進氣和燃油系統(tǒng)，進行強化保養(yǎng)，并堅持燃油沉淀過濾制度，減少廢氣的排放量。（四）對施工產(chǎn)生的粉塵進行綜合治理，除采用常規(guī)的機械通風、除渣灑水、個人防護外，還可采取局部凈化的處理方法，控制塵源所產(chǎn)生的粉塵擴散等措施，可大大改善工作面的環(huán)境質(zhì)量。隧道通風保證措施每班都必須檢查通風管道有無破損部位。根據(jù)里程長度、投入機械設備及人員數(shù)量等因素，考慮一定富裕系數(shù)，提前做好通風設計計算，確定施工通風風量、風速，科學選配隧道施工通風所需風機、風管的性能和規(guī)格。配備足夠的備用設備，防止設備故障影響洞內(nèi)施工。要選用防爆型風機、阻燃型防靜電風管，風機距洞口10米布設。施工過程中加強通風管理，對通風機械設備、通風管路要做到經(jīng)常性維護養(yǎng)和檢查，降低通風系統(tǒng)的故障率、減少通風管路的漏風量，確保施工通風系統(tǒng)正常和通風效果。對施工通風系統(tǒng)或通過設施等出現(xiàn)異常時，如通風風筒脫節(jié)或破壞等，必須及時組織修復，盡快恢復正常通風。防塵措施洞內(nèi)粉塵主要來源于運輸車輛行駛過程中帶起的塵土；機動車輛產(chǎn)生的煙塵；噴射混凝土作業(yè)時回彈及粉塵量。針對粉塵來源我們采取相應的措施：隧道內(nèi)每30米在高壓水管上預留一個水龍頭并安裝長軟管一根，不定時給地面和空中灑水。定期對機動車輛進行維護、保養(yǎng)，保證車輛行駛狀態(tài)良好不允許超限裝載，保證不超負荷運轉，減少柴油不完全燃燒排黑煙。噴射混凝土時要嚴格按照技術交底要求施工，減少回彈及粉塵量。二掘進機（TBM）施工技術TBM是英語TunnelBoringMachine（隧洞掘進機）的簡稱，是目前國際上最先進的隧洞施工機械，它依靠機械的強大推力和剪切力破碎巖石。其推力由高壓液壓油缸提供，使刀具能夠貫入巖體，因此油缸的推力、道具的貫入度就是TBM的掘進速度的一個重要參數(shù)。剪切力就是由安裝在刀盤上的刀具——滾刀、切刀、刮刀等切割巖體實現(xiàn)的，刀盤由驅動軸承帶動旋轉提供扭矩和轉速），使隧洞掘進、出碴、襯砌、灌漿、采用激光導向等工序平行作業(yè)，實現(xiàn)一次成洞°TBM法對圍巖擾動小，開挖面平整圓順，超欠挖少，可以有效降低地質(zhì)災害發(fā)生風險，實現(xiàn)連續(xù)快速作業(yè)。它具有速度快、質(zhì)量優(yōu)、費用低、施工安全等優(yōu)點，廣泛應用于水利、水電、城建、交通等行業(yè)。TBM類型及工作原理介紹TBM是一種集掘進、出碴、導向、支護和通風防塵等多功能為一體的大型高效隧道施工機械。TBM發(fā)展歷史簡介:隧道掘進機(TunnelBoringMachine)是一種用機械破碎巖石、出碴與支護實行連續(xù)作業(yè)的綜合設備，它是由盾構技術發(fā)展而來的。1818年英國布魯諾(Brunel)受蛀蟲鉆孔啟示，最早提出盾構雛形與施工方法。1846年意大利人Maus發(fā)明隧道掘進機(盾構)。1851年美國人查理士?威爾遜研制出TBM試用于花崗巖掘進未獲成功。1881年波蒙特開發(fā)出壓縮空氣式TBM,成功用于英吉利海峽隧道直徑2.1m的勘探導坑。美國羅賓斯(Robbins)公司1952年研制出第一臺軟巖TBM,1956年又成功研制中硬巖TBM。TBM法的優(yōu)缺點1、TBM法的優(yōu)點掘進效率高：連續(xù)作業(yè)，能保證破巖、出碴、支護一條龍作業(yè)。特別在穩(wěn)定的圍巖中長距離施工時，尤其明顯。開挖施工質(zhì)量好：超挖量少，內(nèi)壁光滑，不存在凹凸現(xiàn)象，減少支護工程量，降低工程費用。對巖石的擾動小：改善開挖面的施工條件。周圍巖層穩(wěn)定性較好，保證了施工人員的健康和安全。施工安全：TBM可在防護棚內(nèi)進行刀具的更換，密閉式操縱室和高性能的集塵機的采用，使安全性和作業(yè)環(huán)境有了較大的改善。2、TBM法的缺點適應性較差：對多變的地質(zhì)條件(斷層、破碎帶、擠壓帶、涌水及堅硬巖石等)的適應性較差。近年來采用了盾構外殼保護型的掘進機，施工既可以在軟弱和多變的地層中掘進又能在中硬巖層中開挖施工。經(jīng)濟性問題：掘進機結構復雜，對材料、零部件的耐久性要求高。制造的價格較高。難用于短隧道。開挖不同斷面問題：施工途中不能改變開挖直徑。斷面的大小、形狀變更難，在應用上受到一定的制約。國內(nèi)外應用概況TBM施工法始于二十世紀三十年代，限于機械技術水平，其應用實例甚少。五六十年代隨著機械工業(yè)與掘進機技術水平的不斷提高發(fā)展較快。迄今為止，世界上采用TBM施工的隧道超過1000座，總長度超過4000km，以逐步成為長大隧道修建的主要施工方法之一。國外典型應用——英吉利海峽隧道由2條外徑8.6m單線鐵路隧道與1條外徑5.6m輔助隧道組成。全長48.5km，海底段長37.5km,隧道最深處在海平面下100m,全部采用TBM施工。英國側6臺，岸邊段3臺海底段3臺(單向推進21.2km)。法國側5臺，岸邊段2臺海底段3臺。最深處需承受10atm水壓力，平均月進尺1000m/月。隧道建成標志著TBM施工技術的最高水平，也是融合英、美、法、德等國TBM施工技術于一體的最高成就。國內(nèi)TBM研發(fā)制造始于二十世紀六十年代中期，共生產(chǎn)10余臺直徑2.5~5.8m的TBM，先后用于下列水電與煤礦井巷工程。國產(chǎn)機型月均進尺20~300m，累計總掘進長度20~300m，累計總掘進長度12km。?云南西洱河水電站引水隧道?引灤入津新王莊隧道陡河電站的引水隧道引大入秦總干渠38號隧道北京落坡嶺水電工程貴州貓?zhí)铀娬疽淼栏＝堥T灘引水隧道江西萍鄉(xiāng)、山西懷仁、山西古交、云南羊場煤?甘肅引大入秦水磨溝輸水隧道g5.54m；11649m；Robbins雙護盾TBM；最高月進尺1300.8m/月］?遼寧大伙房引水工程［全長85.32km，3臺①8.0m開敞式］?新疆大阪輸水隧道工程［全長30.68km，德國海瑞克雙護盾TBM］?青海引大濟湟總干渠工程［德國Wirth雙護盾TBM,①5.93m，全長19.94km］?西康鐵路秦嶺I線隧道［掘進5.621km，08.8m開敞式TBM］?西安南京鐵路桃花鋪1號隧道［掘進7.23km，機型同上］?西安南京鐵路磨溝嶺隧道［掘進6.11km，機型同上］南疆鐵路吐庫二線中天山隧道［機型同上］蘭渝鐵路西秦嶺隧道［010.23mRobbins開敞式TBM］?重慶地鐵一號線［2臺06.36m開敞式TBM］巖石隧道掘進機的分類按巖石的破碎方式分類：分為擠壓破碎與切削破碎兩種，前者是將較大的推力給予刀具，通過刀具的楔子作用將巖石擠壓破碎；后者是利用旋轉扭矩在刀具的切線方向及垂直方向上進行切削。按刀具旋轉方式分類：分為單軸旋轉式與多軸旋轉式兩種。按切削方式分類：分為全斷面切削方式和部分斷面切削方式兩類。部分斷面切削方式是挖掘煤炭用的機械在隧道挖掘施工上的應用，全斷面切削方式開挖的斷面一般是圓形的。按開挖地層分類：土質(zhì)隧道掘進機（盾構）和巖石隧道掘進機（TBM）隧道掘進機（TBM）法的支護技術一、概述在TBM中，支護同NATM法一樣，采用噴混凝土、錨桿、鋼支撐以及木背板、鋼背板等，有的還采用管片，也是基于地質(zhì)條件進行設計的，但其設計方法和施工方法的問題還沒有完全解決，其理由是：（1）掌子面被TBM機體所堵塞，很難基于掌子面直接進行判斷；（2）拱頂下沉和凈空位移等動態(tài)量測，開挖后立即進行困難，因此，要采用量測以外的手段來判斷圍巖的穩(wěn)定性和支護是否妥當；（3）施設支護的位置，要離開掌子面一定距離，支護設置時間較遲；因TBM的形式各異；（4）TBM的直徑、用途是多種多樣的，在同樣的條件下的工程實例較少，因此，TBM的支護要在積累實踐經(jīng)驗的基礎上逐步完善。支護形式的基本要素

隧道用途支護特征隧道完成斷面開挖斷面在公路隧道中有采用RC管片作為永久襯砌的'在水工隧道中采用噴混凝土、錨桿、鋼支撐等組合支護TEM導坑爆破擴大事前要拆除管片支護T醐擴大使用可拆除和可切削的材料隧道直徑2?5m多釆用無支護鋼支撐管片>5m多采用無支護、噴混凝土、錨桿、鋼支撐等組合支護T甌形式敞開式不使用管片支護盾構式圍巖不良處，采用仰拱管片，全閉合管片隧道坡度水平斜井導坑時'可采用纖維噴漿等特殊配比的材料二、支護設計通常與NATM的情況一樣，事前調(diào)查進行預設計，設定支護模式，并在掘進中根據(jù)對圍巖狀況的判斷，修正支護形式。應特別注意以下幾點。（1（1）為確保高速掘進，應在盡可能短的時間內(nèi)進行支護的施設，或能夠與掘進平行施工；（2）TBM的洞壁是光滑的，松弛比爆破法小，支護可以采用輕型的；（3）支護的施工位置（與掌子面的距事故類型離）的確定；（4）開挖后到構筑的時間較遲；（5）是永久的或是暫時的；（6）構筑支護時對TBM裝置的影響;（7）支撐靴擠壓對洞壁的影響。在TBM法中，事故的事前預測和對策是受限定的，若是小型的事故，采用一般的處理方法即可。使挖掘成為不可能的重大事故是：1、掌子面大規(guī)模崩落，埋沒TBM；3、突發(fā)的大量涌水，淹沒機體；2、洞壁擠出使機體卡??；4、掌子面擠出使機體后退。不可能掘進的事故，要恢復，不僅需要時間和勞力，而且危險。因此，事前采取對策是必要的。為此，預測其位置，規(guī)模和性質(zhì)是非常重要的。全斷面TBMG口V'J用全睛面搦進軌構遊視圖1—iRTJ；2—?Jfitt3—帯連冊fil;4—5—ttftti;6—善架；7—啊牛當徒匚片-帯式搐越FL；9—IO—11—WlftT-fflft；?2—13卜1宀心1]1JTBM基本構造TBM由破巖機構、推進機構、巖碴裝運機構、導向調(diào)向機