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TBM法施工概述

一、敞开式TBM

开敞式TBM，也称支撑式TBM或撑靴式TBM。开敞式TBM主要适用于岩石整体较完整，有较

好自稳性的中硬岩地层。在开敞式TBM上，配置了钢拱架安装器和喷锚等辅助设备，以适应地质的

变化；当采取有效支护手段后，开敞式TBM也可应用于软岩隧道。开敞式TBM只需要有顶护盾就可

以进行安全施工，如遇有局部不稳定的围岩，由TBM所附带的辅助设备通过打锚杆、加钢丝网、喷

混凝土、架圈梁等方法加固，以保持洞壁稳定；当遇到局部地段特软围岩及破碎带，则TBM可由所附

带的超前钻及灌浆设备，预先固结前方上部周边一圈岩石，待围岩强度达到能自稳后，然后再

进行安全掘进。采用开敞式TBM施工，掘进过程可直接观测到洞壁岩性变化，便于地质图描绘。采

用开敞式TBM施工时，永久性的衬砌待全线贯通后集中进行。开敞式TBM支撑机构撑紧洞壁以承受

向前推进的反作用力及反扭矩；刀盘旋转，推进液压缸推压刀盘，盘形滚刀切入岩石，在岩石面上

作同心圆轨迹滚动破岩，岩碴靠自重掉入洞底，由铲斗铲起岩碴靠岩碴自重经溜槽落入皮带机出碴，

连续掘进成洞。开敞式TBM主要用在岩石整体性较好、有一定自稳性的围岩的隧洞，特别是在硬岩、

中硬岩掘进中，

强大的支撑系统为

刀盘提供了足够的

推力。使用开敞式

TBM施工，可以直接

观测到被开挖的岩面，

从而能方便地对已开

挖的隧道进行

地质描述。由于开挖

图4.0.1-1敞开式TBM西安安康铁路秦岭隧道全断面掘进机（海瑞克）

和支护分开进行，使

开敞式TBM刀盘附近有足够的空间用来安装一些临时、初期支护的设备如圈梁安装器、锚杆钻机、

超前钻机、喷射混凝土设备等。如遇有局部不稳定的围岩，可以在TBM刀盘后进行临时支护，如

打锚杆、喷混凝土、加钢筋

网、圈梁，以保持洞壁稳定；

或钻超前孔并进行灌浆以固

结前方围岩然后再掘进。因

此，开敞式TBM运用及时有

效的支护措施，能够胜任软弱

围岩和不确定地质隧道的掘进

功能。在实际应用中，TBM

常会遇到复杂地质情况如断层、

破碎带、局部软岩或者溶洞等，

仅采用这些临

图4.0.1-2敞开式TBM时支护可能难以稳定围岩。

重庆地铁六号线一期TBM试验段敞开式掘进机（罗宾斯）在较软的破碎岩层中由于洞

壁围岩的抗压强度低于TBM支撑板的最小接地比压，以致TBM无法支撑而不得不停止掘进。

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二、单护盾TBM。

常用软岩，单护盾TBM推进时，要

利用管片作为支撑，其作业原理类似

于盾构，与双护盾TBM相比，掘进与安

装管片两者不能同时进行，施工速度

较慢。单护盾TBM与盾构的区别有两点：

一是单护盾TBM采用皮带机出碴，而

盾构则采用