掘進機(Tunnel Boring Machine,簡稱TBM)是用于隧道施工的專用設備,能夠在硬巖或軟土中挖掘隧道。掘進機根據其適用地質和工作原理可以分為多種類型,主要包括:
1. 土壓平衡掘進機(EPB TBM)
- 適用地質:軟土、黏土、沙土、礫石等地質條件。
- 工作原理:利用前方艙內的土壓保持平衡,通過螺旋輸送機將開挖的土方輸送到后方。
- 優(yōu)點:適用于含水量高的軟土地質,能夠有效控制地面沉降。
2. 泥水平衡掘進機(Slurry TBM)
- 適用地質:軟土、砂礫層、碎石層等復雜地質。
- 工作原理:在掘進機前端注入泥漿,通過泥漿壓力平衡開挖面,并將開挖的土方混合在泥漿中進行輸送。
- 優(yōu)點:適用于地質不穩(wěn)定、含水量高的地層,能夠有效控制地面沉降和地下水滲漏。
3. 硬巖掘進機(Hard Rock TBM)
- 適用地質:硬巖、半硬巖等堅硬地質。
- 工作原理:利用前方的切削刀盤對巖石進行破碎,通過輸送帶將破碎的巖石輸送到后方。
- 優(yōu)點:適用于堅硬地質,具有較高的掘進效率和較長的使用壽命。
4. 開敞式掘進機(Open TBM)
- 適用地質:穩(wěn)定的巖石地質。
- 工作原理:前方開放式刀盤直接接觸巖石進行切削,通過輸送系統(tǒng)將巖渣運走。
- 優(yōu)點:適用于地質穩(wěn)定、沒有地表沉降要求的隧道工程。
5. 雙護盾掘進機(Double Shield TBM)
- 適用地質:硬巖、半硬巖和軟巖混合地質。
- 工作原理:前端護盾進行巖石切削,后端護盾用于支護和推進,雙護盾結構可以同時進行掘進和支護。
- 優(yōu)點:適用于復雜地質條件,能夠提高掘進速度和施工安全性。
6. 單護盾掘進機(Single Shield TBM)
- 適用地質:軟巖和硬巖地質。
- 工作原理:前端護盾進行巖石切削,單護盾結構在掘進過程中可以進行初期支護。
- 優(yōu)點:適用于地質條件較為穩(wěn)定的隧道工程。
每種掘進機都有其獨特的設計和適用范圍,選擇合適的掘進機類型取決于工程的地質條件、施工要求和經濟效益。在實際工程中,往往需要對地質進行詳細勘察和分析,以確定最適合的掘進機類型。