隧道掘進機的組成部分及盾殼的制作工藝介紹

劉盼

【摘要】介紹了一種用于隧道開采的掘進機。本文對于隧道掘進機各個組成部分及盾殼的制作工藝進行了詳細的介紹，實踐證明：此工藝方法滿足了隧道掘進機的使用，且效率高，成本低。

【關鍵詞】隧道掘進機組成部分及盾殼的制作工藝

1隧道掘進機介紹及其組成部

掘進機分為全斷面掘進機和部分斷面掘進機兩種，全斷面掘進機又分為全斷面巖石掘進機和土壓式盾構機兩種，本文主要介紹的是全斷面巖石掘進機。

隧道掘進機（TunnelBoringMachine，英文縮寫TBM）通常是指巖石隧道全斷面掘進機，它是一種采掘進、出渣、支護和通風防塵等多功能為一體的大型高效隧道施工機械。

隧道掘進機主要由前盾、支撐盾、伸縮盾、止行盾、刀盤、后配套等六大部分組成

前盾主要用于防止隧洞巖渣掉落保護刀盤、驅動系統、推進缸和人身安全的作用，同時也可以增大機頭與隧洞底部接觸面積而降低接地比壓以利于掘進機通過軟巖或破碎帶的作用

伸縮盾的作用是在掘進時支撐盾固定、前盾伸出時，前、支撐盾之間有一伸縮盾可以保護推進缸和人員安全，另外通過伸縮盾的觀察窗口可以對局部洞壁進行監察。伸縮盾通過油缸與支撐盾相連，必要時可伸出油缸將伸縮盾移入到前盾內以便直接露出洞壁空間，對洞壁進行處理

支撐盾前端與推進油缸相連，同時還與伸縮盾油缸相連，其中有水平支撐機構，水平支撐靴板的外圓與支撐盾外圓相一致，構成了一個完整的盾殼，支撐盾四周留有布置輔助推進缸的孔位，支撐盾后部與混凝土管片安裝機構相連，支撐盾四周留有斜孔，以配合超前鉆作業。

止行盾通過球頭螺栓與支撐盾相連接，以利于安裝和調向。止行盾內側尾部有多道不斷注滿油脂的鋼絲刷與混凝土管片外側搭接，可以起到密封保壓的作業。此外，止行盾還起到了保護混凝土安裝機的作用。

刀盤是安裝刀具的，由鋼板焊接的結構件，是掘進機中幾何尺寸最大單件重量最重的部件。它的主要功能是：（1）按一定規則設計安裝刀具；（2）巖石被刀具破碎后，由刀盤的鏟斗鏟起，落入集渣斗中通過輸送帶排出；（3）阻止破巖后的粉塵無序溢向洞外；（4）必要時施工人員可以通過刀盤進入掘進機刀盤可觀察掌子面。

2結構件制作工藝介紹

一般土壓式盾構機殼體內裝有整機及部分輔助設備，通常為整圓（當直徑6m左右的，采用整圓，當直徑10m左右的采用分瓣，主要考慮運輸方便），而隧道掘進機由于地質條件影響，殼體受沖擊大，洞體直徑偏大，通常采用分瓣式，一般可分為三瓣或者四瓣，不論是三瓣還是四瓣都是大半圓與小半圓結合。以下從工藝思路、工藝路線、詳細的工藝步驟等三個角度介紹隧道掘進機的制作工藝。

2.1工藝思路

從通常的思維出發，可先制作部分，由部分組成整體；也可先做整體，由整體分割成部分。分析產品特點，根據以往的施工經驗，僅簡單的由部分組成整體或由整體分部分是不行的，必須是把部分組成整體，整體分成部分在制造過程中有機的結合在一起，整體件要分部分，部件要先組成整體，在制做過程中輔以適當的工藝措施，最后完成由部分組成的整體構件。

2.2工藝流程

2.3為了便于敘述以前盾為例介紹盾體的制作步驟

前盾主要由3個節段組成，分別是121°，121°，118°，前盾盾殼整體組焊前應先將各個單件拼接、加工、修整符合圖紙要求后進行整體組焊，其中重點提到法蘭板，對于法蘭板應在組焊前先加工一面，保證它的平面度，但要留加工量，待整體組焊完成后整體加工法蘭板。以下是盾體整體組焊的具體組焊步驟

第一步：在平臺上劃出的放樣線做為基準進行組裝，放樣時以傳統的四度數線，即0°～180°，90°～270°為基準做出各分段部分的角度線，各分段部分的角度線形成新的四度數線，把新的四度數線做為盾構機盾殼的制做基準，盾殼的分解組合結合面就是通過新的四度數線形成的平面。

第二步：將圓環板放置在平臺上，用固定塊固定，防止錯位。依次將弧板圍靠在圓環板上，檢查圓弧板的圓度是否符合圖紙要求，如超差進行修整。

第三步：劃出法蘭板的安裝位置線，用小車切割出法蘭板的安裝位置，將法蘭板放置在殼體內，使之成為整體。

第四步：焊接。焊接時應根據焊接作業指導書進行焊接，尤其注意焊接順序，減少焊接變形。

第五步：用樣板檢查各個弧段變形情況，如發生變形需進行修整，使之符合圖紙要求。

第六步：檢驗 檢驗合格后轉機加加工。

第七步：整體加工法蘭板。

第八步：整體組裝。

3結語

本文介紹了隧道掘進機的組成部分，同時對于盾殼的制作工藝也進行了詳細的介紹。采用了先進的加工設備及工藝方法，保障了隧道掘進機盾體的制作，滿足了它的技術要求及使用要求。此種工藝方法成本低，效率高，人員投入少，是一種高效低能的先進工藝。經現場組裝及現場施工情況，本文所述的隧道掘進機盾體的制作工藝完全滿足技術要求。

參考文獻：

[1]王夢恕，李典璜，張鏡劍，傅冰駿等.巖石隧道掘進機（TBM）施工及工程實例.北京：中國鐵道出版社，2004.

[2]姚宗弟，沙明元，萬治昌，徐明新等.隧道掘進機施工技術.北京：機械工業出版社，2005.

[3]喬世珊，茅承覺，劉春等.全斷面巖石掘進機.成都：石油工業出版社，2005.