此工作步骤循环往复，连续不断，完成隧道的 工厂化施工作业。
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42
开敞式及双护盾TBM破岩
TBM刀具破岩机理
刀具
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Chipping
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锚杆作业
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45
挂网作业
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钢拱架安装
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47
换步状态
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换步结束开始下一循环推进
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TBM刀盘及刀具 刀具
铲斗
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前刮碴板
后刮碴板 10
掌子面
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11
单刃刀的结构
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12
TBM楔块卡装式刀具剖视
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13
单刃滚刀的安装图编ຫໍສະໝຸດ 课件14单刃滚刀的安装
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15
双刃刀的结构形式
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主轴承的安装形式
外密封 主轴承
刀盘 支承 架
转接座
大齿 圈
内编辑密课件封
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转接座
内密封
大齿圈安装位置
外密 封
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TBM主轴承
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大齿圈
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20
驱动座
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21
转接座
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22
撑靴的安装
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23
鞍架
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24
撑靴
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25
推进系统
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26
拱架、网片的安装作业
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27
开敞式TBM开挖出的隧道表面
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49
左转弯
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50
右转弯
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51
喷浆作业
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第三部分
双护盾TBM的机构组成
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53
伸缩盾
刀盘及刀具
支撑盾
前盾
双护盾TBM
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54
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55
前护盾
前护盾包含并支承着驱动装置和刀盘。前护盾通过伸缩油缸 与后护盾相连接。伸缩油缸分成上下左右四组，使前护盾带着刀 盘可以朝任何想要的方向转向。前护盾相对于后护盾的位置，由 4个线性传感器测出，并从司机室的数字显示装置读出。
7
开敞式TBM的定义
利用岩壁的反作用力，实现掘进功能所需的反推 力和反扭矩，在常温常压下，实现隧道掘进一次 成型、初期支护、出碴运输功能，集机、电、液、 气为一体，实现隧道施工自动化、工厂化的大型 综合性施工设备。
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8
全断面开敞式硬岩掘进机机构组成
全断面开敞式硬岩掘进机主要由主机、连接桥、 后配套组成：主机部分主要有刀盘、机头架、护 盾、主驱动、主梁前段、主梁后段、撑靴系统、 推进系统、后支撑等组成；后配套主要有拖车、 供电、通讯、供水排水、通风除尘、供气、控制 系统、激光导向系统、出碴运输设备系统组成。
中国水利水电 第三工程局有限公司
副总工程师
许金林
电话:18292670219
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1
开敞式及护盾式TBM的结构 原理、TBM设计与施工技术、
特殊地质条件下的处理
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2
❖ 第三部分 双护盾TBM的结构组成 ❖ 第四部分 双护盾TBM的工作原理 ❖ 第五部分 TBM的施工技术 ❖ 第六部分 TBM的选型及不同地质的处理
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3
TBM分类网络图
全断面岩石掘进机（TBM）
敞开式掘进机
护盾式掘进机
T型支撑 X型支撑
单护盾 双护盾 三护盾
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4
第一部分
开敞式TBM的结构组成
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5
开敞式TBM
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6
OPEN ROCK MACHINE
喷浆机械手 后支撑
推进油缸
护盾
指形护盾 刀盘刀具
外机架及水平支撑
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伸缩部分两个壳体之间的间隙可以检查，可以清洁。为了检查和清洁的 目的，提供了若干开口。
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后护盾（支撑护盾）
后护盾（支撑护盾）内设有推进油缸和支撑装置。支撑布置的形状使得支撑力作用到两侧 和底部。这使得后护盾以左、右、底三点固定在隧道内。支撑护盾承受着全部掘进反力，在更换 滚刀时也可将前护盾回拉。
这种系统的特点不是属于硬性的、不可改变的，即具有恒定不变的高夹持力和相应的高的接 触压力，而是能根据刀盘对推进力的需要来提供相应的接触压力。
推进油缸分成四组作用在四个压力区，以利于当在软弱围岩中掘进不能用支撑时掘进机进行 转向。每组的推进油缸连到一个推力靴板上。推力靴板上覆盖的聚氨酯的靴面以保护衬砌块。
34
TBM皮带机出渣运输
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35
TBM的导向系统PPS终端
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36
开敞式TBM矿车出渣
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37
开敞式TBM连续皮带机出渣
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38
第二部分
开敞式TBM的工作原理
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开敞式TBM的工作原理
在推进油缸的推力作用下，主驱动带动刀盘刀 具对岩石进行滚压，岩石达到破裂极限，逐步 开裂剥落成片装岩渣，掉落到刀盘下部，再由 刀盘铲斗将岩渣铲起装入皮带机中，转运到碴 车列车或连续皮带机运送到洞外；同时，TBM 的支护系统完成隧道的初期支护工作，有后续 模板台车完成隧道二衬工作。
支撑护盾尺寸宽大，以减小对围岩的压力。这一点在软弱围岩掘进时尤其重要。由支撑护盾 产生的对围岩的接触压力是与施加到刀盘的推进力成正比的。
当在硬岩地层开挖时，刀盘必需有很大的推进力，支撑系统必须产生很大的夹持力以支持这 个推进力。因此对围岩的接触压力将达到较高水平。当在软弱地层开挖时，刀盘只需要较小的推 进力。夹持力将成正比减少，因此对围岩的接触压力将比较小。
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伸缩护盾
伸缩护盾掘进机的伸缩部分连接着前护盾和后护盾。其功能是使掘进机 的开挖与预制混凝土管片的安装能同时进行。
伸缩油缸连接着前、后盾，既传递推力又传递拉力。这一性能在遇到不 稳定的地层条件，而覆盖层负荷又大时，可用以防止前护盾向下倾斜。
两个力矩装置将刀盘的扭矩从前护盾传给后护盾或称支撑护盾。前、后 护盾间的滚动的调整，用力矩油缸实现，不需要伸缩油缸来纠正滚动。这种 纠正滚动方式与独立的推进力的方式是双护盾设计的一个非常重要的特点。
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锚杆钻机钻孔作业
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29
Ring beams and mesh. Fingers moving forward, over
the ring beam
Karahnjukar, Iceland
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超前喷浆作业
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喷浆作业
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主驱动电机
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超前钻孔作业
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在前护盾顶部1/4的地方有两个液压操纵的稳定器，在硬岩 中掘进时用来稳定前护盾。WIRTH 掘进机的设计不需要额外的 前支撑，其他公司设计的掘进机可能需要它用于换步时起支撑作 用。
如同我们关于这种掘进机工作循环的解释中所叙述的，换步 过程将借助尾盾的推进油缸推压管片，同时伸缩油缸向前拔拉支 撑护盾。由于推进油缸推压着已衬砌的管片环，因此支撑护盾将 总是被推向前，而不会将前护盾向后拉。