TBM全稱全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)，是以巖石地層為掘進(jìn)對(duì)象的隧道施工裝備。它集掘進(jìn)、出渣、導(dǎo)向、支護(hù)、通風(fēng)防塵等多功能為一體的大型隧洞掘進(jìn)設(shè)備，具有掘進(jìn)速度快、利于環(huán)保、綜合效益高等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)鉆爆法難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜地理地貌長(zhǎng)隧洞快速施工。

TBM主要由刀盤(pán)、主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、護(hù)盾、推進(jìn)及支撐系統(tǒng)、后支撐、主機(jī)皮帶輸送機(jī)、輔助支護(hù)系統(tǒng)等部分組成。主機(jī)是TBM系統(tǒng)的核心部分，完成主要掘進(jìn)和部分支護(hù)工作。后配套系統(tǒng)通過(guò)設(shè)備橋與主機(jī)相連，由一系列相連的鋼結(jié)構(gòu)臺(tái)車(chē)組成，用于布置液壓動(dòng)力系統(tǒng)、供電和控制系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、通風(fēng)除塵系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)、支護(hù)系統(tǒng)等。

一、工作流程

1.1、TBM組裝

TBM組裝設(shè)備主要采用一臺(tái)400t履帶吊主吊和1臺(tái)200t汽車(chē)吊輔吊配合完成。

（1）主機(jī)安裝

步進(jìn)架定位-安裝底護(hù)盾-安裝機(jī)頭架（主驅(qū)動(dòng)）-安裝主梁前段-將撐靴、鞍架安裝主梁后段-安裝主梁后段-吊裝后支撐-安裝清渣皮帶機(jī)、集渣斗-吊裝刀盤(pán)-安裝鋼拱架安裝器、錨桿鉆機(jī)-吊裝左、右側(cè)及頂護(hù)盾-安裝其他輔助設(shè)備及附件。

（2）設(shè)備橋與后配套安裝

①設(shè)備橋安裝步驟：

吊裝設(shè)備橋→在設(shè)備橋上安裝兩側(cè)及上部鋪助框架→在延伸的軌道上安裝設(shè)備橋后部支撐→吊裝設(shè)備橋與主機(jī)連接→安裝設(shè)備橋上的輔助設(shè)備→安裝設(shè)備橋上的工作平臺(tái)→各系統(tǒng)與主機(jī)連接→安裝設(shè)備橋皮帶機(jī)。待主機(jī)安裝完成后，向前導(dǎo)洞掌子面方向逐漸步進(jìn)。

②后配套安裝步驟：

各節(jié)拖車(chē)組裝及拖車(chē)上相應(yīng)的輔助設(shè)備安裝→各拖車(chē)連接→安裝料車(chē)拖拉系統(tǒng)→安裝皮帶→安裝電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)→和主機(jī)連接進(jìn)行調(diào)試。

主機(jī)及拖車(chē)步進(jìn)至既定位置后，安裝調(diào)試連續(xù)皮帶機(jī)。至此滿足TBM始發(fā)條件。

1.2、TBM正常掘進(jìn)

⑴敞開(kāi)式TBM的掘進(jìn)循環(huán)分為5個(gè)步驟

①撐靴油缸伸出，撐靴撐緊巖壁，前支撐、后支撐縮回，做好掘進(jìn)準(zhǔn)備。

②主推進(jìn)油缸伸出，推動(dòng)刀盤(pán)向前完成一個(gè)循環(huán)掘進(jìn)后停止。

③前支撐、后支撐伸出來(lái)支撐設(shè)備，撐靴系統(tǒng)收回。

④主推進(jìn)油缸縮回，輔推油缸伸出，撐靴向前滑動(dòng)一個(gè)行程長(zhǎng)度。

⑤撐靴重新?lián)尉o在洞壁上,前、后支撐縮回,開(kāi)始新的掘進(jìn)循環(huán)。

（2）超前支護(hù)

針對(duì)敞開(kāi)式掘進(jìn)機(jī)在通過(guò)軟弱破碎巖體、斷層破碎帶以及涌水地段前，進(jìn)行超前支護(hù)。在進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上需采用相應(yīng)的輔助施工措施，即先進(jìn)行超前加固，再掘進(jìn)通過(guò)，并通過(guò)加強(qiáng)初期支護(hù)等手段，盡量減少掘進(jìn)過(guò)程中的坍塌剝落量和圍巖出護(hù)盾后的變形量。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)圍巖地質(zhì)條件，在圍巖破碎、地下水發(fā)育等不良地質(zhì)段，利用超前鉆機(jī)采用超前錨桿、超前注漿小導(dǎo)管及管棚進(jìn)行預(yù)支護(hù)加固圍巖并止水。

（3）型鋼拱架施工

鋼架支撐分為型鋼鋼架和格柵鋼架兩種類型，當(dāng)型鋼鋼架不能確保圍巖穩(wěn)定時(shí)，立即采取措施加固為整體格柵鋼架，必要時(shí)再增加鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土支護(hù)等措施，直至洞室圍巖完全穩(wěn)定為止，在現(xiàn)場(chǎng)配備可供隨時(shí)投入使用的備用鋼架支撐及其附件。

（4）錨桿施工

錨桿施工的質(zhì)量要求與鉆爆法完全相同，施工操作時(shí)由TBM主機(jī)上配備的錨桿鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)支護(hù)范圍內(nèi)的錨桿鉆孔施工。本工程采用的錨桿類型有全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿、自鉆式注漿錨桿、預(yù)應(yīng)力中空注漿錨桿，施工工藝和方法同鉆爆法相同。錨桿鉆機(jī)具有旋轉(zhuǎn)、推進(jìn)、沖擊、反轉(zhuǎn)、回收等運(yùn)動(dòng)要求，布置于主梁左右兩側(cè)，由無(wú)線控制器進(jìn)行控制，能實(shí)現(xiàn)周向270°旋轉(zhuǎn)、縱向移動(dòng)。

（5）噴混系統(tǒng)

噴混橋配置1臺(tái)20m3/h的混凝土泵，通過(guò)無(wú)線遙控控制機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)環(huán)向270°，縱向6米范圍內(nèi)作業(yè)，能夠快速按要求完成噴混施工。

（6）出渣系統(tǒng)

TBM刀盤(pán)配置鏟刀將積渣收集，通過(guò)集渣斗掉落于主機(jī)皮帶，由主機(jī)皮帶傳輸至后配套皮帶，轉(zhuǎn)載至洞內(nèi)連續(xù)皮帶機(jī)，最后轉(zhuǎn)載至垂直皮帶機(jī)運(yùn)輸至地面渣坑，實(shí)現(xiàn)渣土輸送的連續(xù)性。

（7）鋼管襯砌施工

TBM隧洞貫通后，隧洞襯砌鋼管依次編號(hào)，采用專門(mén)工裝按編號(hào)順序?qū)⒚抗?jié)鋼管運(yùn)輸至洞內(nèi)進(jìn)行定位，依次安裝鋼管，接縫處進(jìn)行焊接，鋼管與初支之間空隙同步施工澆筑自密實(shí)混凝土，直至整個(gè)隧洞鋼管襯砌施工檢測(cè)完成。