隧道掘進機

隧道掘進機 (TBM) 是一種用于挖掘隧道的機器。 它特別適用于堅硬的巖石，也適用于松散巖石中的隧道施工，這是不適合使用常規爆破進行隧道施工的。 隧道掘進機與盾構機（SM）一起屬于隧道掘進機（TVM）。

TBM 最重要的部分是鉆頭； 它的直徑可達 20 米，由一個帶有旋轉滾輪鉆頭的鉆頭載體組成，可將破碎的巖石運送到后方。 鉆頭后部的裝置長度可達 200 米，帶有用于大直徑的輔助裝置。

掘進機是全斷面機器，這意味著，與掘進機不同，它們可以在一個工作步驟中挖掘整個隧道橫截面。

此類機器通常由傳送帶支撐，以便快速移除工作期間產生的覆蓋層，或者它們隨身攜帶施工列車，例如，以便將要建造的隧道的預制混凝土部件帶到隧道襯砌機上，以類似的方式進行跟蹤 - 噴射混凝土也是可能的，它可以通過傳送帶或混凝土攪拌車運入并運到現場的隧道壁上。

• 帶有牙輪鉆頭、進給和夾緊裝置的挖掘護盾
• 安裝支持和擴展措施的設施
• 材料清除設備（碎片系統）
• 供應電力和壓縮空氣以操作牙輪鉆頭，以及通風和水以冷卻鉆頭
• 挖掘材料、地面支撐和輔助材料的運輸設施

分為開式掘進機（開式夾持機和開式雙夾持機）和盾構機（單盾構機和雙盾構機，也有伸縮式盾構機）。

• 敞開式隧道掘進機適用于在穩定巖石中行駛，以多種方式用于交通干線隧道（鐵路和公路）、輸電隧道（電、水、氣）、壓水隧道（水力發電站），以及用于地質調查的隧道或高山的纜車。 開式隱道探進機的主要部件是鉆頭及其相關驅動裝置、支撐裝置（bracing）和進給裝置（方鉆桿）。

• 盾構機用于在穩定到不穩定的巖層中掘進，通常用于掘進交通路線（鐵路和公路）隧道和傳輸隧道（電力、水、天然氣）。 這些隱道挖掘機的命名組件是盾牌或盾牌外套。 這些是管狀鋼結構，其中嵌入了所有其他機器部件以及材料和人員的移動空間。 這些部件是帶驅動裝置的鉆頭、推進機械裝置和用于安裝隧道襯砌的類似機器人的裝置，即所謂的安裝裝置。 隧道襯砌 - 主要由預制混凝土部件組成 - 由安裝工安裝在后盾構殼的保護中，即所謂的盾構尾部。
  • 單護盾 TBM 只有一個護盾蒙皮。
  • 雙護盾或伸縮護盾 TBM 實際上是開放式和單護盾 TBM 的組合，進給和豎立裝置位于內部后盾殼中，其上有一個外部前盾殼包圍鉆孔裝置可以伸縮和軸向移動。 這樣可以實現高推進率。

鉆孔分幾個步驟完成：

• 實際前進，在此期間旋轉刀輪通過壓力挖掘工作面，
• 環狀結構，其中，在推進完成后，用安裝工具將挖掘出的地縫排成一行并密封。 然后鉆頭將自身壓在錨固環之間并再次向前壓。
• 使用新奧地利隧道法 (N?T)，不再需要使用分段； 主要支撐元素是周圍穩定的山脈。 鋼筋噴射混凝土、巖石錨和格構梁用作額外的固定裝置。

在泡沫系統的幫助下，該系統使用表面活性劑和水在壓力下產生泡沫，隧道掌子面可以在松軟的底土中加固，從而可以鉆探沙質土壤和粘土。 在泥濘的地面上，環境被液氮凍結（地面凍結）。

隱道挖掘機通常會留下部分開發的隧道的橫截面小于機器的挖掘直徑和盾構直徑。 這是由于路段、突出的巖石螺栓、隧道襯砌和道路、排水和通風管道等固定裝置造成的。 這意味著 TBM 只能朝一個方向前進，不能后退。 因此，操作員必須保持一定的余地來縮回刀片，以防個別零件出現故障或被巖石堵塞，以便能夠更換某些零件或拆卸大塊。 維修所需的材料和時間都很高，因為空間上的可及性和采購更換件受到限制。

如果僅從一側處理隧道，即沿一個方向鉆孔，則當隧道被打通時，機器將再次位于或接近地表，并且如果尺寸允許運輸，則可以將其帶到下一個地點。 如果將機器（或多或少地拆卸成多個部分）翻轉過來并稍微移動一下，它就可以用來建造第二個平行管。

大型 TBM 只能通過陸路（公路或鐵路）拆卸運輸。 防護罩還必須設計成可以拆卸。 盡管有些船舶具有足夠大的載貨空間，但只有在極少數情況下才有可能將 TBM 直接運到水上使用地點。

如果像長隧道的典型情況那樣，從兩側甚至更多地方接近隧道，則 TBM 不可避免地必須在山中拆除。 這樣做的目的是用這些部件和可能的新部件快速重新組裝工作機器； 在附近或其他地方使用。 如果沒有可預見的需要這種類型的機器，則拆下一些零件以供重新使用，并且拆下機架并報廢。