全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展與挑戰(zhàn)

本文通過(guò)一些實(shí)例,簡(jiǎn)要介紹了全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)在我國(guó)的使用發(fā)展情況,提出了掘進(jìn)機(jī)快速施工的三要素,同時(shí)為國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)用戶介紹了國(guó)外掘進(jìn)機(jī)制造公司的主要概況。

全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)(tbm)技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)是“南水北調(diào)工程成套設(shè)備研制”項(xiàng)目的課題。課題以滿足南水北調(diào)西線工程建設(shè)需要為目標(biāo),以遼寧大伙房工程和新疆艾比潮流域生態(tài)與環(huán)境保護(hù)工程為依托工程,針對(duì)國(guó)產(chǎn)全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)存在的問(wèn)題,結(jié)合深長(zhǎng)隧洞特點(diǎn)和具體工程地質(zhì)條件,展開(kāi)tbm關(guān)健技術(shù)研究。課題由tbm總體設(shè)計(jì)技術(shù)及主機(jī)的研究與開(kāi)發(fā)、超前地質(zhì)探測(cè)預(yù)報(bào)和處理技術(shù)及設(shè)備研究和tbm后配套系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)3個(gè)專題組成。該課題研究涉及機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)、測(cè)試方法,儀器的軟硬件開(kāi)發(fā),水工地質(zhì)和施工技術(shù)研究等多個(gè)領(lǐng)域。經(jīng)3年努力,課題解決了深埋長(zhǎng)大山嶺隧洞tbm施工中的裝備設(shè)計(jì)及施工技術(shù)等方面的部分技術(shù)難題,建立了tbm快速設(shè)計(jì)平臺(tái),生產(chǎn)了兩臺(tái)tbm,開(kāi)發(fā)了超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和后配套系統(tǒng)的相關(guān)儀器設(shè)備和分析、計(jì)算、決策等多個(gè)軟件,形成了一套完整的設(shè)計(jì)、制造和研發(fā)體系。課題研究成果達(dá)到整體國(guó)內(nèi)領(lǐng)先,部分國(guó)際先進(jìn)水平。目前課題成果已應(yīng)用于大伙房等工程,并將應(yīng)用到南水北調(diào)西線工程的研究設(shè)計(jì)中,課題的研究對(duì)促進(jìn)我國(guó)自主研制開(kāi)發(fā)現(xiàn)代tbm,推動(dòng)全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化,增強(qiáng)我國(guó)重大裝備的自主創(chuàng)新能力起到了極大的推動(dòng)作用。

全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)施工經(jīng)濟(jì)分析

tbm在我國(guó)正被逐步推廣應(yīng)用,成功使用的捷報(bào)頻頻傳來(lái),頗使人們歡欣鼓舞,同時(shí)也產(chǎn)生了值得思考的問(wèn)題如:今后如何解決大規(guī)模隧洞建設(shè)對(duì)tbm的需要?國(guó)內(nèi)無(wú)產(chǎn)品,都買(mǎi)國(guó)外的?……擺在決策者面前的一個(gè)突出問(wèn)題是——我國(guó)tbm如何發(fā)展?對(duì)此問(wèn)題的探索離不開(kāi)對(duì)我國(guó)tbm發(fā)展艱難歷程的認(rèn)識(shí),筆者有一些思考僅供參考。

介紹了全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)的工作原理、掘進(jìn)機(jī)施工的一些關(guān)鍵技術(shù),簡(jiǎn)單介紹了國(guó)內(nèi)外應(yīng)用掘進(jìn)機(jī)施工的工程案例。

隨著我國(guó)鐵路、公路、水電工程、南水北調(diào)、西氣東輸、城市地鐵、市政供水供電和排污等大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目的開(kāi)展,未來(lái)20年平均每年約有300km共6000km的隧道需要開(kāi)挖。由于工程規(guī)模大、地質(zhì)條件復(fù)雜,工程施工速度、環(huán)保、質(zhì)量和效益要求高,

由于機(jī)械化隧道掘進(jìn)施工技術(shù)正在我國(guó)各種隧道工程建設(shè)中蓬勃發(fā)展,施工單位對(duì)關(guān)鍵施工裝備——盾構(gòu)機(jī)和巖石掘進(jìn)機(jī)(tbm)的需求激增,從而也使掌握這種先進(jìn)和復(fù)雜設(shè)備的基礎(chǔ)理論知識(shí)成為必要。本社現(xiàn)有關(guān)于全斷面盾構(gòu)機(jī)和tbm方面的技術(shù)圖書(shū)各一部,全面系統(tǒng)地內(nèi)容對(duì)掘進(jìn)設(shè)備制造

引進(jìn)全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)施工推動(dòng)我局隧洞的快速掘進(jìn)

全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)在煤系地層中施工的體會(huì)(二)

在總結(jié)傳統(tǒng)鉆爆法施工所用巖體分類系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)施 工中巖體的地質(zhì)地層特性是不可忽視的因素，從而建議相關(guān)機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)這方面的研究， 以期加快我國(guó)地下工程施工的機(jī)械化步伐。

全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)稱tbm,是集機(jī)械、電子、液壓、激光、控制等技術(shù)為一體的高度機(jī)械化和自動(dòng)化的大型地下隧道開(kāi)挖襯砌成套裝備,該設(shè)備進(jìn)行隧洞施工具有快速、高效、安全可靠、施工質(zhì)量好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。重點(diǎn)闡述了tbm在隧洞施工過(guò)程中需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)在煤系地層中施工的體會(huì)(二)

全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)在煤系地層中施工的體會(huì)(一)

全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)在煤系地層中施工的體會(huì)(一)

中國(guó)目前的地下工程圍巖分類法,其核心為圍巖穩(wěn)定性,對(duì)于全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)施工并不完全適用。從隧洞掘進(jìn)機(jī)施工的特點(diǎn)和總結(jié)影響護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)施工的地質(zhì)因素入手,嘗試提出以巖性及巖性組合、圍巖完整程度、地下水為主要衡量指標(biāo)的掘進(jìn)機(jī)施工適宜性分類方法,并介紹了山西引黃工程隧洞護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)施工的實(shí)踐,可供同類工程勘察、襯砌設(shè)計(jì)參考。

目前,我國(guó)還沒(méi)有一套與國(guó)內(nèi)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)相匹配的實(shí)用tbm施工計(jì)費(fèi)方法。對(duì)全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)施工費(fèi)用計(jì)費(fèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源以及費(fèi)用分析方法的論述,簡(jiǎn)要介紹了適合我國(guó)計(jì)費(fèi)體系的全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)施工計(jì)費(fèi)分析方法,對(duì)完善適合我國(guó)計(jì)費(fèi)體系的tbm施工費(fèi)用計(jì)費(fèi)方法,具有重要的參考價(jià)值。

文中對(duì)全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)(fullfacerocktunnelboringmachine,簡(jiǎn)稱為tbm)施工中所遇到的困難地層及其特點(diǎn)進(jìn)行了分析,并對(duì)困難地層施工中tbm自身所應(yīng)采取的輔助措施及困難地層中tbm的施工技術(shù)進(jìn)行了探討。以tbm通過(guò)溶洞和遇有大范圍破碎帶時(shí)的困難地層為例,探討了tbm通過(guò)這樣地層的施工技術(shù)措施,以期有利于我們國(guó)家全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)施工技術(shù)水平的提高。

全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)施工對(duì)地質(zhì)地層狀況非常敏感.對(duì)施工洞線穿過(guò)的地質(zhì)地層進(jìn)行科學(xué)勘測(cè)在很大程度上是選用全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)施工成敗的可靠保證.通過(guò)對(duì)全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)作業(yè)特點(diǎn)的詳細(xì)分析,提出了施工地質(zhì)勘測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在支撐油缸換步支撐點(diǎn)處;根據(jù)不良地質(zhì)地層(文中以斷層破碎帶為例)出現(xiàn)的概率,以勘測(cè)出的不良地質(zhì)地層的出現(xiàn)與否為隨機(jī)變量構(gòu)造隨機(jī)變量函數(shù)ξ=(ηn-np)/np(1-p),當(dāng)勘測(cè)點(diǎn)數(shù)量足夠大時(shí),此隨機(jī)變量函數(shù)近似服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布.據(jù)此估計(jì)出了在一定不良地質(zhì)地層出現(xiàn)概率的條件下,為盡可能(概率值)多地勘測(cè)出不良地質(zhì)地層,至少應(yīng)鉆探的勘測(cè)孔數(shù)量.通過(guò)某實(shí)際工程段的應(yīng)用,證明此理論具有一定準(zhǔn)確性.

１擴(kuò)孔式掘進(jìn)機(jī)１１擴(kuò)孔式掘進(jìn)機(jī)概述擴(kuò)孔式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)（以下簡(jiǎn)稱擴(kuò)孔式掘進(jìn)機(jī)，見(jiàn)圖１）是一種先打?qū)Ф矗o接著分極或一次擴(kuò)孔掘進(jìn)成洞的機(jī)器。圖１擴(kuò)孔式掘進(jìn)機(jī)在用支撐式或護(hù)盾式全斷面掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖隧洞時(shí)，當(dāng)?shù)侗P(pán)最外緣的邊刀滾動(dòng)線速度超過(guò)刀具設(shè)計(jì)最大允許值...

兗州礦業(yè)(集團(tuán))公司機(jī)械制修廠以提高掘進(jìn)機(jī)的行走性能為前提,對(duì)掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行理論分析和研究,在提出履帶行走機(jī)構(gòu)在掘進(jìn)機(jī)中的各項(xiàng)功能以后,明確了行走機(jī)構(gòu)

為了解決國(guó)產(chǎn)巖石掘進(jìn)機(jī)硬巖巷掘進(jìn)中暴露出的問(wèn)題，在ebh300（a）巖石掘進(jìn)機(jī)過(guò)程中，進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)械功能等方面的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，解決了切割機(jī)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題，提高了切割減速箱的壽命，增強(qiáng)了裝運(yùn)機(jī)構(gòu)的裝運(yùn)能力，解決了超掘和欠掘問(wèn)題。通過(guò)在f≤13的巖巷掘進(jìn)中實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證了該掘進(jìn)機(jī)性能的可靠性，改變了爆破法開(kāi)拓巖巷的落后生產(chǎn)工藝，提高了煤礦巖巷開(kāi)拓的生產(chǎn)效率和安全性。

全斷面巖石隧洞掘進(jìn)機(jī)應(yīng)用的主要制約因素是對(duì)不良地質(zhì)條件適應(yīng)性差,在一定程度上限制了其快速發(fā)展與推廣運(yùn)用。結(jié)合國(guó)內(nèi)多個(gè)工程建設(shè)實(shí)例,對(duì)全斷面巖石隧洞掘進(jìn)機(jī)在各種不良地質(zhì)洞段處理,如在土質(zhì)、泥質(zhì)巖層、膨脹巖、斷層及斷層影響帶、巖溶洞段等的施工方法進(jìn)行了探討和總結(jié)。