3.7.1 TBM施工原理
TBM(全断面岩石隧道掘进机)是一种集机、电、液、传感、信息技术于一体的隧道施工成套装备，在实现连续掘进的同时，完成破岩、出渣、支护等作业，实现了工厂化施工，掘进速度较快，效率较高。TBM 由破岩机构、推进机构、岩渣装运机构、导向调向机构及吸尘、通风装置等几部分组成。
1.TBM破岩方式及破岩原理：TBM破岩方式主要有：挤压式与切削式，破岩原理主要有圆盘型滚刀、楔齿型与球齿型滚刀。
2.TBM施工主要流程：TBM施工主要流程为：施工准备→全断面开挖与出渣→外层管片式衬砌或初期支护→TBM前推→管片外灌浆或二次衬砌。
3.TBM主要形式：TBM主要分为敞开式、护盾式，其中敞开式又分为T型支撑和X型支撑，护盾式又分为单护盾、双护盾、三护盾，其中三护盾式较为少见。
| 敞开式TBM | 敞开式 TBM主要适用于硬岩，能利用自身支撑机构撑紧洞壁以承受向前推进的反作用力及反扭矩的全断面岩石掘进机。 敞开式 TBM施工工序：TBM掘进→初期支护(钢拱架安装、锚杆安装、网片安置、喷射混凝土施工)→TBM掘进→二次支护。 |
| 护盾式TBM | 护盾式 TBM在整机外围设置与机器直径相一致的圆筒形护盾结构，以利于掘进松软破碎或复杂岩层的全断面岩石掘进机。 |
3.7.2 TBM 施工技术
1.TBM 选型依据
采用TBM工法的基本条件根据隧道周围围岩的抗压强度、裂缝状态、涌水状态等地层岩性条件的实际状况以及机械构造、直径等的机械条件以及隧道的断面、长度、位置状况、选址条件等进行判断。
2.影响选用TBM 工法的地质因素
(1)隧道地压：很大的地压作用使掌子面难于自稳，TBM掘进极为困难。
(2)涌水状态：在涌水状态极端的情况下，机体会下沉，TBM的优点会丧失殆尽。
(3)岩石强度、硬度及裂隙等：这些因素对TBM切削岩石的能力影响极大，会影响TBM的效率。
3.TBM 不仅受地质条件约束，还受开挖直径、开挖机构的约束
在硬岩中，大直径开挖是很困难的，目前的TBM大多都是单轴回转式，开挖直径越大，刀头内周和外周的周速差越大，会对刀头产生种种不良影响。
此外随着开挖直径的增大，推力要增大，支撑靴也要增大，会出现运输上的困难和承载力方面的问题。
4.TBM 支护施工
TBM初期支护使用TBM设备后配套配置的锚杆钻机、超前钻机、混凝土拌合及输送泵、混凝土喷射机械手、钢筋网安装器、环形梁安装器等设备，通过专业操作人员使用手动和遥控装置配合完成作业。TBM支护分为常规系统支护和特殊地质条件下的施工支护两种方式，其中常规系统支护均利用TBM自带的支护设备在掘进施工的同时完成。
特殊地质条件下的支护方式根据地质条件变化利用支护设备及时调整支护顺序，必要时增加其他的支护设备施工。支护顺序和时机，与围岩自稳时间关系密切。若围岩比较破碎、软弱、自稳时间较短，按超前小导管→钢拱架加钢筋网→锚杆加钢筋网→喷射混凝土的顺序进行施工。在围岩条件可以达到自稳的洞段，可根据设计的支护顺序进行锚杆、钢筋网、喷射混凝土系统支护。
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