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第一章　TBM概述1

第一节　引言1

第二节　TBM与盾构机2

一、全断面岩石掘进机2

二、盾构机2

三、全断面岩石掘进机与盾构机对照2

四、全断面岩石掘进机与盾构机结构的互通性3

第三节　国内外TBM研制概况3

一、国外TBM研制概况3

二、我国TBM研制概况5

第四节　TBM施工特点5

第五节　未来TBM的发展趋势6

第二章　TBM原理与构造7

第一节　TBM分类7

一、支撑式（敞开式或开敞式）TBM7

二、护盾式TBM7

三、扩孔式TBM8

四、摇臂式岩石掘进机9

第二节　TBM刀具及破岩机理10

一、TBM破岩刀具10

二、盘形滚刀在刀盘上的布置14

三、盘形滚刀破岩机理15

第三节　支撑式TBM15

一、支撑式TBM构造15

二、支撑式TBM工作原理29

第四节　护盾式TBM30

一、单护盾TBM31

二、双护盾TBM32

三、三护盾TBM34

四、双护盾TBM掘进施工水平35

第三章　TBM后配套设备36

第一节　后配套分类36

一、概述36

二、后配套分类36

第二节　后配套组成38

一、后配套系统组成及作业顺序38

二、主机所需的配套设备41

三、洞内出碴运输和运料设备47

四、临时辅助设施50

第四章　TBM选型53

第一节　掘进机选用53

一、TBM掘进技术的适用范围53

二、选用掘进机施工的要求54

三、TBM选型的主要因素56

四、掘进机选型分析60

五、掘进机的选型方法62

第二节　主要技术参数的确定65

一、刀盘直径选择65

二、刀盘转速67

三、刀盘总回转转矩的计算67

四、刀盘回转功率68

五、掘进机推力68

六、掘进速度70

七、掘进行程70

八、切深71

九、掘进机数量的选择71

十、掘进机安装功率的确定72

十一、更换边刀和扩大孔径72

第三节　主要部件的选用73

一、刀盘、主轴承及密封73

二、驱动组件和驱动方式74

三、支撑75

四、护盾77

五、控制82

六、数据采集系统83

七、掘进机其他辅助设备83

第四节　后配套的选型86

一、后配套选型原则87

二、轨行式后配套平台车的选型87

三、皮带输送机选型90

第五节　选型实例94

一、秦岭隧道所采用的TBM施工设计方案94

二、秦岭隧道施工采用的Wirth公司生产的TBM技术规格97

第五章　TBM施工准备98

第一节　洞外场地布置98

第二节　仰拱块的预制100

一、厂房建设100

二、模具安装100

三、仰拱块生产100

第三节　翻车机的设置101

一、翻车机位置选择101

二、翻车机台102

三、翻车机安装102

第四节　洞外供电系统103

一、秦岭隧道出口供电系统103

二、TBM施工变电站综合自动化控制系统104

三、TBM供电系统104

第五节　供水与通风系统105

一、TBM供水系统105

二、TBM通风系统106

第六节　TBM的进场运输106

一、TBM大件运输106

二、集装箱、木箱包装和部分裸件（除大件外）的运输107

第七节　TBM部件组装场地布置及施工运输107

一、TBM部件及其特点107

二、TBM部件的组装场地布置108

三、施工运输109

第八节　预备洞和出发洞施工109

一、预备洞和出发洞的作用109

二、预备洞的长度与断面形式110

三、出发洞的长度与断面形式110

四、预备洞和出发洞施工110

第九节　TBM的组装与调试111

一、TBM组装准备工作111

二、TBM组装的基本技术要求及注意事项111

三、主机及连接桥组装基本顺序112

四、后配套拖车组装流程118

五、TBM后配套系统1～18号平台拖车组装120

六、TBM主机、后配套系统及其辅助设备调试127

第十节　TBM步进130

一、TBM步进准备130

二、TBM步进作业131

三、TBM步进注意事项131

第六章　TBM掘进132

第一节　TBM施工组织管理机构和劳动力配置132

一、TBM施工组织管理机构132

二、TBM施工劳动组织及劳力配置135

第二节　TBM控制室的操作要点136

一、控制室的特点136

二、操作面板布置137

三、操作步骤及其要点137

四、操作注意事项139

第三节　TBM掘进参数的选择139

一、影响TBM掘进速度的主要因素139

二、TBM掘进参数的选择140

三、掘进参数选择的控制模式141

第四节　曲线地段TBM胶带运输机系统的改进141

第五节　仰拱块安装与底部处理143

一、仰拱块安装流程143

二、仰拱预制块铺设143

第六节　TBM换步要点和掘进方向偏差调整144

一、TB880E型TBM换步要点144

二、掘进方向调整146

第七节　隧道控制测量与TBM掘进机导向147

一、工程简介147

二、洞外控制测量148

三、洞内控制测量149

四、贯通测量149

五、TBM掘进导向150

六、效果153

第八节　反坡段施工排水153

一、隧道反坡段排水的一般方法153

二、秦岭Ⅰ线隧道反坡段排水实施方案153

第九节　通风与除尘155

一、TBM施工通风除尘要求155

二、通风方式和系统布置156

三、通风除尘系统的工艺流程与操作要点157

第十节　TBM施工洞内供电158

一、TBM电气设备及其主要技术要求158

二、TBM供电系统线路连接及其布置161

三、供电系统的常见故障162

四、安全注意事项162

第十一节　TBM在掘进中出现的问题及处理方法162

一、局部洞壁撑紧力不足162

二、掘进方向偏差超限地段的通过措施163

三、有关机械的故障处理164

第十二节　初期支护164

一、喷射混凝土165

二、钢支撑的安装165

三、安装锚杆166

四、稳定围岩的支护166

五、软弱围岩的支护166

六、剥落岩石的支护166

七、裂隙发育岩体支护167

八、断层破碎带的支护167

九、通过岩爆地段的支护168

十、排水处理168

第十三节　TBM施工超前地质预报168

第十四节　TBM不良地质地段施工170

一、坍滑、坍塌的主要类型、形态及原因分析170

二、出现围岩坍滑、坍塌后的主要处理措施171

三、防止围岩坍滑、坍塌的主要措施172

第七章　出碴与进料运输173

第一节　运输系统173

一、TBM掘进隧道的运输系统173

二、常用出碴及进料系统176

第二节　运输线路及主要设施177

一、移动式出碴平台拖车177

二、洞内线路轨道铺设177

三、洞外线路轨道铺设177

四、翻车机及翻车机台178

第三节　列车编组178

一、列车组成178

二、列车数量178

第四节　机车车辆178

第五节　牵引力计算分析180

一、列车牵引阻力180

二、机车牵引力181

第六节　列车解体与编列作业181

一、列车解体181

二、列车编组182

三、损坏车辆的解体与编组182

第七节　运输组织及行车调度182

一、运输组织183

二、行车调度183

第八节　运输安全措施和制度186

一、安全措施186

二、列车运行应遵守的制度187

第八章　TBM的检修与保养189

第一节　主机及其辅助设备的检修与保养189

一、油样分析和机况监测189

二、维修保养204

第二节　后配套设备的检修与保养216

一、油样分析和机况监测216

二、后配套系统维修保养217

第三节　运输设备的检修与保养224

一、检查保养224

二、人员组织224

三、检查保养内容224

四、保养维修程序225

五、日常保养检修项目和内容225

第四节　TBM维护保养的成效229

第九章　TBM的拆卸与整修231

第一节　拆卸洞施工231

一、拆卸洞的作用231

二、拆卸洞的结构和断面尺寸231

三、拆卸洞施工232

第二节　TBM拆卸前的状态检测233

第三节　TBM拆卸过程中的技术工作242

一、TBM拆卸过程中的技术状况鉴定242

二、TBM拆卸前后的保养242

三、TBM拆卸过程中的技术档案工作243

第四节　TBM洞内拆卸249

一、起吊和运输设备249

二、拆卸方案250

三、拆卸注意事项254

第五节　TBM整修与存放256

一、整修项目及内容256

二、典型部件的修整工艺257

三、拆修后零部件的存放262

第十章　TBM技术配套管理263

第一节　TBM技术室的工作内容和制度263

一、TBM技术室的工作内容263

二、规章制度细则264

第二节　备品、备件的管理和保障供给措施268

一、备品、备件管理268

二、备件管理人员的职责271

参考文献274