隧道掘进机

隧道掘进机 (TBM) 是一种用于挖掘隧道的机器。 它特别适用于坚硬的岩石，也适用于松散岩石中的隧道施工，这是不适合使用常规爆破进行隧道施工的。 隧道掘进机与盾构机（SM）一起属于隧道掘进机（TVM）。

TBM 最重要的部分是钻头； 它的直径可达 20 米，由一个带有旋转滚轮钻头的钻头载体组成，可将破碎的岩石运送到后方。 钻头后部的装置长度可达 200 米，带有用于大直径的辅助装置。

掘进机是全断面机器，这意味着，与掘进机不同，它们可以在一个工作步骤中挖掘整个隧道横截面。

此类机器通常由传送带支撑，以便快速移除工作期间产生的覆盖层，或者它们随身携带施工列车，例如，以便将要建造的隧道的预制混凝土部件带到隧道衬砌机上，以类似的方式进行跟踪 - 喷射混凝土也是可能的，它可以通过传送带或混凝土搅拌车运入并运到现场的隧道壁上。

• 带有牙轮钻头、进给和夹紧装置的挖掘护盾
• 安装支持和扩展措施的设施
• 材料清除设备（碎片系统）
• 供应电力和压缩空气以操作牙轮钻头，以及通风和水以冷却钻头
• 挖掘材料、地面支撑和辅助材料的运输设施

分为开式掘进机（开式夹持机和开式双夹持机）和盾构机（单盾构机和双盾构机，也有伸缩式盾构机）。

• 敞开式隧道掘进机适用于在稳定岩石中行驶，以多种方式用于交通干线隧道（铁路和公路）、输电隧道（电、水、气）、压水隧道（水力发电站），以及用于地质调查的隧道或高山的缆车。 开式隐道探进机的主要部件是钻头及其相关驱动装置、支撑装置（bracing）和进给装置（方钻杆）。

• 盾构机用于在稳定到不稳定的岩层中掘进，通常用于掘进交通路线（铁路和公路）隧道和传输隧道（电力、水、天然气）。 这些隐道挖掘机的命名组件是盾牌或盾牌外套。 这些是管状钢结构，其中嵌入了所有其他机器部件以及材料和人员的移动空间。 这些部件是带驱动装置的钻头、推进机械装置和用于安装隧道衬砌的类似机器人的装置，即所谓的安装装置。 隧道衬砌 - 主要由预制混凝土部件组成 - 由安装工安装在后盾构壳的保护中，即所谓的盾构尾部。
  • 单护盾 TBM 只有一个护盾蒙皮。
  • 双护盾或伸缩护盾 TBM 实际上是开放式和单护盾 TBM 的组合，进给和竖立装置位于内部后盾壳中，其上有一个外部前盾壳包围钻孔装置可以伸缩和轴向移动。 这样可以实现高推进率。

钻孔分几个步骤完成：

• 实际前进，在此期间旋转刀轮通过压力挖掘工作面，
• 环状结构，其中，在推进完成后，用安装工具将挖掘出的地缝排成一行并密封。 然后钻头将自身压在锚固环之间并再次向前压。
• 使用新奥地利隧道法 (NÖT)，不再需要使用分段； 主要支撑元素是周围稳定的山脉。 钢筋喷射混凝土、岩石锚和格构梁用作额外的固定装置。

在泡沫系统的帮助下，该系统使用表面活性剂和水在压力下产生泡沫，隧道掌子面可以在松软的底土中加固，从而可以钻探沙质土壤和粘土。 在泥泞的地面上，环境被液氮冻结（地面冻结）。

隐道挖掘机通常会留下部分开发的隧道的横截面小于机器的挖掘直径和盾构直径。 这是由于路段、突出的岩石螺栓、隧道衬砌和道路、排水和通风管道等固定装置造成的。 这意味着 TBM 只能朝一个方向前进，不能后退。 因此，操作员必须保持一定的余地来缩回刀片，以防个别零件出现故障或被岩石堵塞，以便能够更换某些零件或拆卸大块。 维修所需的材料和时间都很高，因为空间上的可及性和采购更换件受到限制。

如果仅从一侧处理隧道，即沿一个方向钻孔，则当隧道被打通时，机器将再次位于或接近地表，并且如果尺寸允许运输，则可以将其带到下一个地点。 如果将机器（或多或少地拆卸成多个部分）翻转过来并稍微移动一下，它就可以用来建造第二个平行管。

大型 TBM 只能通过陆路（公路或铁路）拆卸运输。 防护罩还必须设计成可以拆卸。 尽管有些船舶具有足够大的载货空间，但只有在极少数情况下才有可能将 TBM 直接运到水上使用地点。

如果像长隧道的典型情况那样，从两侧甚至更多地方接近隧道，则 TBM 不可避免地必须在山中拆除。 这样做的目的是用这些部件和可能的新部件快速重新组装工作机器； 在附近或其他地方使用。 如果没有可预见的需要这种类型的机器，则拆下一些零件以供重新使用，并且拆下机架并报废。