另類雙模式
——日本開發TBM-NATM掘進機首次應用于隧道施工

2021年5月，日本黑部川電力新姬川第六發電站建設工程中，首次應用TBM-NATM雙模式隧道掘進機“NATBM”施工的引水隧洞順利貫通，隧洞總長3.8 km。

由鹿島建設與小松制作所合作研發的NATBM是一種雙模式隧道掘進機，它結合了TBM和NATM的功能，在遇到巖石地層時以TBM模式運行，在遇到軟土地層時切換到NATM模式，前者可在巖石地層中高速掘進，后者則能應對日本復雜的地質條件。

NATBM掘進機的特點

1)TBM到NATM的快速轉換。可以根據地質變化，在1.5 d內從TBM模式切換到NATM模式(見圖1)。

(a) TBM模式： 高速掘進 (b) NATM模式： 穩定掘進

(a)前方勘察掌子面時刀盤 (b)NATM模式下刀盤

2)不同用途下的刀盤不同(見圖2)。探測前方或稍微加強工作面時，刀盤上部的開口小； 在NATM模式下，刀盤中央的開口較大。

3)TBM的后退功能。TBM本體采用套管式伸縮結構，機器可以后退，確保NATM模式下前方有足夠的作業空間。

4)不良地質采用NATM模式，在土體松動前進行開挖支護，安全可靠地進行掘進。

NATBM的施工順序

1)巖石地層中以TBM模式運行。在掘進機后方安裝支護，探查前方地質情況，盡早判斷前方是否存在不良地質。

2)探查前方地質情況，到達不良地質處后，使機器后退(最大3.0 m)，確保有足夠的挖掘空間。打開刀盤，取出內置斗輪式挖掘機，切換到NATM模式。

3)用斗輪式挖掘機挖掘，渣土由皮帶輸送機運送到后方。

4)挖掘完成后，更換挖掘機的尖端，并澆筑混凝土和進行錨桿鉆孔。根據地質情況選擇支護模式(鋼架支護、混凝土澆筑、錨桿)。

據介紹，這臺“NATBM”是世界首臺能夠切換TBM和NATM的雙模式掘進機。為了應對復雜多變的地質，國內也相繼開發了泥水-土壓、土壓-TBM等雙模式掘進機。雙模式掘進機相比單一模式掘進機能更好地應對地質變化，既可以發揮多種模式的特長，又能節約成本和時間，是未來隧道掘進技術發展的大勢所趨。

(摘自 隧道網 https://www.tunnelling.cn/PNews/NewsDetail.aspx?newsId=44109 2021-07-01)