隧洞掘进机

掘进机的刀盘工作机构是在隧洞全断面上切割岩层的滚刀盘，分平面滚刀盘和球面滚刀盘两种。盘上装有数十把滚刀，布置形式有同心转轴式、行星转轴式等多种。刀盘工作机构用挡板与其他部分隔开。挡板前设有喷雾装置、吸尘设备，用以除尘。挡板后方有驾驶室，内有隔声设备，以及液压操纵阀和激光导向设备，便于按隧道的设计轴线控制掘进机走向。掘进隧洞时，电动机驱动各个传动机构，使工作机构的滚刀盘旋转，并由液压油缸将滚刀压向工作面岩壁。在轴向推进力作用下，所有滚刀的刀锋抵紧岩壁并不断滚动，此时岩石被刀锋的挤压力破碎，整个工作面岩壁被刻划出同心圈（或是内摆线）的沟槽和岩圈；同时，滚刀两侧的楔面挤紧沟槽所产生的侧向力将岩圈剪切碎裂。落下的石碴，由几个连续旋转的装碴铲斗轮流铲起，在转到最高位置时，卸入带式转载机的受料槽，再转载到轨道矿车，运出洞外。

隧洞掘进机根据以剪裂为主的滚刀破岩原理，充分利用岩石抗剪强度小的弱点（剪裂和压碎的破岩量比例约为5:1），石碴中条状碎石占80～90%,岩粉量相应减少 。

隧洞掘进机已成功地应用于硬粘土、页岩、砂岩、石灰岩、花岗岩等岩质地层的隧洞施工，且水平和倾斜隧洞均能使用；掘进的隧洞直径自2.4米至10.8米。自20世纪50年代出现隧洞掘进机以来，已应用于矿山运输巷道、引水和泄水隧洞、交通用山岭隧道和水底隧道及原子能工程用的洞室等。

中国自60年代中期开始研制，经过近二十年来的使用与改进，主机结构已基本定型，技术性能日臻完善，已能有效地用盘形滚刀掘进抗压强度为200兆帕的中硬岩层；用球齿（碳化钨）滚刀掘进抗压强度为250兆帕的硬岩。对抗压强度超过300兆帕的极硬岩层，则因刀具磨损剧烈,在经济上不合理。当前，正在对掘进机的刀具寿命和破岩机理作进一步研究，并试验用高压射流作辅助破岩 。2100433B

隧洞掘进机是一种用刀具切割岩层、开挖隧洞的多功能施工机械，能同时联合完成工作面的开挖和装碴作业，且能全断面连续推进。它由切割岩层的刀盘工作机构、斗轮式装碴机构、液力支撑和推进机构、连续转载机构和动力传动机构等组成。这些机构利用支撑液压缸能相对升降。走行机构有履带式和轨行式两种 。

掘进机的功率强大，又是联合作业，故掘进速度高；同时还具有洞壁匀整，超挖量小（仅为钻爆法的1/4），能节省衬砌材料；又因不用爆破,不致扰动周围岩层，以及操作自动化，并能保证施工安全等优点。其缺点是机体庞大，且专用性强，而无法适应不同形状、不同尺寸的隧洞断面；工作中维修也较困难；施工初期投资高，故掘进短隧洞不经济 。

掘进机隧洞施工法（Tunnel Boring Machine），是一种采用全断面隧道掘进机，实行掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业的施工方法，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点。

中文名称

掘进机隧洞施工法

英文名称

tunneling machine method

定　　义

利用掘进机开挖隧洞的施工方法。

应用学科

水利科技（一级学科），水利工程施工（二级学科），土石方开挖（水利）（三级学科）

掘进机是全断面开挖隧洞的专用设备。它利用大直径转动刀盘上的刀具对岩石的挤压、滚切作用来破碎岩石。美国罗宾斯公司在1952年开始生产第一台掘进机。70年代以后，掘进机有了较快的发展。开挖直径范围为1.8～11.5m。在中硬岩中,用掘进机开挖80～100 m3大断面隧洞，平均掘进速度为每月350～400m。美国芝加哥卫生管理区隧洞和蓄水库工程，在石灰岩中开挖直径9.8m的隧洞，最高月进尺可达750m。美国奥索引水隧洞直径3.09m,在页岩中开挖，最高月进尺达2088m。隧洞掘进机开挖比钻爆法掘进速度快，用工少，施工安全，开挖面平整，造价低，但机体庞大，运输不便，只能适用于长洞的开挖，并且本机直径不能调整，对地质条件及岩性变化的适应性差，使用有局限性 。

隧洞掘进机是一种新型的隧洞开挖专用设备。它的特点是:全断面机械破碎，联合作业，连续掘进。比之常规施工方法，它具有掘进速度高，洞壁匀整，超挖量小，操作安全以及可以大大地降低工人的劳动强度和改善工作条件等等一系列极为重要的优点。为适应中国隧洞工程施工技术的迅速发展编译了《隧洞联合搁进机》一书。其中着重介绍了美国制造的各种型式的掘进机及其使用概况，存在问题和今后发展的趋势。以供从事隧洞开挖工程的同志们参考。