外文翻譯--全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)分類及其應(yīng)用范圍 中文版

1、<p>　　全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)分類及其應(yīng)用范圍</p><p><b>　　第1章 簡介</b></p><p>　　隧道掘進(jìn)機(jī)的使用要追溯到19世紀(jì)。 在1851年，美國工程師CharlesWilson發(fā)明了一臺(tái)開挖隧道機(jī)，通常被認(rèn)為用于巖石的連續(xù)鉆孔。實(shí)際上，當(dāng)James S.Robbins重新設(shè)計(jì)了一個(gè)用于隧道的掘進(jìn)機(jī)后隧道掘進(jìn)機(jī)才被接受。自從1950年

2、中期以來，隧道掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展取得了很大的進(jìn)展。</p><p>　　隧道掘進(jìn)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)隧道鉆孔可以用于任何的巖石和地面。目前,隧道掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械化及自動(dòng)化水平得到了很大提高,隧道掘進(jìn)機(jī)可以開挖不同的地質(zhì)條件下各種形狀的隧道。隧道掘進(jìn)機(jī)的類型也越來越多,根據(jù)隧道工程場地所處的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件,工程的使用特性及環(huán)境的限制,不同類型的隧道掘進(jìn)機(jī)的工作機(jī)理需要進(jìn)一步的理解并依此進(jìn)行分類,以便選擇合適的隧道掘進(jìn)機(jī)

3、。</p><p>　　第2章 典型隧道掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)行機(jī)理</p><p>　　2.1 無屏蔽的隧道掘進(jìn)機(jī)</p><p>　　無屏蔽的隧道掘進(jìn)機(jī)的刀頭配備切削刀(盤)。 轉(zhuǎn)動(dòng)的刀架按壓盤利用高壓鉆隧道面。 盤在隧道面滾動(dòng)，造成巖石的破碎。 被挖掘的巖石，通常被稱為芯片，由鏟斗(在刀架的開頭)并且通過在傳輸系統(tǒng)上的料斗被運(yùn)輸，傳輸系統(tǒng)可以將材料運(yùn)輸?shù)酵獠炕蚶嚨难b貨

4、場。 </p><p>　　隧道掘進(jìn)機(jī)配備了手爪系統(tǒng)，它徑向擴(kuò)展隧道液壓缸推動(dòng)刀架對隧道面鉆孔導(dǎo)致隧道的另一段可以被挖掘。一段完成后，挖掘中斷和機(jī)器被復(fù)位。附加的支持系統(tǒng)在復(fù)位周期期間穩(wěn)定隧道掘進(jìn)機(jī)。</p><p>　　2.2 單盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)</p><p>　　單盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)配備一個(gè)開放的擋板。裝備開放盾。 開挖隧道機(jī)，沒有一個(gè)封閉系統(tǒng)補(bǔ)償工作面上的壓力，被稱為開放

5、屏蔽。 切割輪子配有硬巖圓盤，在工作面和它里面的切口處轉(zhuǎn)動(dòng)。 切口處的影響導(dǎo)致巖石的大部分?jǐn)嗔?。位于在圓盤之后的鏟斗將巖石運(yùn)送到切口輪子之后。 然后輸送設(shè)備運(yùn)送挖掘物料到隧道外。 </p><p>　　單屏蔽掘進(jìn)機(jī)的推力由液壓千斤頂違反混凝土襯砌提供。在鉆孔期間，當(dāng)機(jī)器停止和液壓千斤頂收回時(shí)，混凝土的環(huán)節(jié)被組裝在屏蔽尾部，然后被推到的現(xiàn)場。然后該液壓千斤頂再次推動(dòng)安裝的盤和下一個(gè)鉆孔周期開始。</p>

6、<p>　　2.3雙盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)</p><p>　　雙盾構(gòu)的刀架和廢土起重系統(tǒng)與單屏蔽的相同。 此種機(jī)器的主要的優(yōu)勢是混凝土的襯砌部分可以安裝在后方擋板的尾部，前擋板是鉆孔的方向。 在鉆孔期間在二屏蔽之間的擠撞的區(qū)域擴(kuò)展，但是依然是閉合避免從外邊的巖石塌落。 如果環(huán)的部分沒有困難被豎立，這可以被完成，所需時(shí)間與機(jī)器推進(jìn)長度為一環(huán)所需時(shí)間相同。 來自刀架和前屏蔽推進(jìn)系統(tǒng)的鉆孔，軸向力和扭矩反應(yīng)由設(shè)

7、置在后方的擋板觸發(fā)。當(dāng)鉆孔周期和環(huán)架設(shè)完成時(shí)，后方擋板通過關(guān)閉擠撞的部分被收回向前面擋板。 萬一機(jī)器穿過非常壞地面條件的區(qū)域， 不能提供足夠的夾持反應(yīng)為機(jī)推力，機(jī)器的進(jìn)展被停止，當(dāng)環(huán)部分是安裝在尾部擋板時(shí)，就像一個(gè)傳統(tǒng)的單屏蔽。這個(gè)環(huán)的部分連同所有這些集背后提供切削推力反應(yīng)透過中，小學(xué)及中學(xué)組推進(jìn)氣瓶。環(huán)部分與后邊的那些設(shè)置一起通過主要和次要推進(jìn)力汽缸設(shè)置提供切削推理反應(yīng)。 </p><p>　　泥漿類型開挖隧道

8、機(jī)用一個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)式刀頭切削地面。 切削刀房間充滿被加壓的泥漿混合穩(wěn)定工作面。泥漿與被挖掘的廢土混合通過管子被散布并且被運(yùn)輸?shù)侥酀{處理廠，被挖掘的廢土從泥漿混合中被分離。 被挖掘的廢土通過管道然后被排出，并且泥漿被傳送回到頭用于循環(huán)使用。 </p><p>　　用于泥漿盾構(gòu)機(jī)的典型循環(huán)如下：(1)旋轉(zhuǎn)刀頭挖掘地面。(2)料漿攪拌機(jī)與理想的密度和可塑性混合生產(chǎn)泥漿; </p><p>　　(3

9、)泥漿泵用于進(jìn)料器/排放，流通和加壓泥漿混合;(4)泥漿處理廠用于從泥漿中分離被挖掘的廢土。 </p><p>　　支持和推力系統(tǒng)的泥漿盾構(gòu)機(jī)類似于單盾構(gòu)機(jī)。</p><p>　　2.4土壓力平衡機(jī) </p><p>　　土壓平衡機(jī)用地球壓力平衡工作面的被保護(hù)的機(jī)器。為了保護(hù)不穩(wěn)定土壤中的隧道，由支持的壓力防止在工作面的不穩(wěn)定。 用土壤平衡機(jī)，不同于依靠依賴于一個(gè)

10、次要的支持媒體的其他盾構(gòu)機(jī)，土壤松動(dòng)由刀架服務(wù)來支持工作面。 </p><p>　　由切割位松動(dòng)的土壤通過在被挖掘現(xiàn)場的刀頭的開頭下降，且與已經(jīng)在那里的塑料稀爛土壤一起混合。從工作面的到被挖掘現(xiàn)場的不受控制的土壤滲透被防止通過轉(zhuǎn)移挖洞起重器的從壓力墻壁到稀爛土壤力量。當(dāng)被挖掘現(xiàn)場中的稀爛土壤混合物不再由之前的土壤和水的壓力壓縮時(shí)，平衡狀態(tài)被到達(dá)。材料用一個(gè)螺旋輸送器從挖掘現(xiàn)場中提取。 材料傳送的數(shù)量由螺絲的旋轉(zhuǎn)和

11、螺門的初始比率調(diào)控。 螺旋輸送器傳送被挖掘的材料到傳送帶，傳送帶將裝載材料到廢土車。 </p><p>　　如果隧道挖掘機(jī)在開放摸式下運(yùn)行，用于運(yùn)輸?shù)谋煌诰虻牟牧系穆萁z被繞過。被挖掘的材料通過刀頭被運(yùn)輸?shù)綑C(jī)器傳送帶。 要使被挖掘的材料被裝載到機(jī)器傳送帶，，位于壓力墻壁的廢土盤必須被縮回。土壓平衡機(jī)的支撐和推力系統(tǒng)與單一的保護(hù)機(jī)械類似。</p><p>　　組合防護(hù)型掘進(jìn)機(jī)定義為標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)，

12、這種結(jié)構(gòu)可以方便的改進(jìn)，這種組合結(jié)構(gòu)的功能可以根據(jù)挖掘狀況的不同通過改變挖掘面支撐系統(tǒng)來改變。</p><p>　　它的機(jī)械裝置的操作依賴于它的功能模式。所以它的機(jī)械裝置操作和上面提到的在特定模式下的操作一樣。</p><p>　　第3章 全斷面掘進(jìn)機(jī)分類</p><p>　　為了理解不同種類的全斷面隧道挖掘掘進(jìn)機(jī)的功能，和它們適合的環(huán)境狀況，給它們分類是必要的。I

13、TA工作組已經(jīng)介紹了幾種類型標(biāo)準(zhǔn)，包含了全部的局部斷面和全斷面的掘進(jìn)機(jī)。全斷面的隧道掘進(jìn)機(jī)可以依據(jù)挖掘的方式和工具，挖掘環(huán)境支持系統(tǒng)，推進(jìn)力的來源等方面來分類。</p><p>　　3.1 依據(jù)掘進(jìn)隧道類型對全斷面掘進(jìn)機(jī)分類</p><p>　　依據(jù)最終的隧道掘進(jìn)類型，全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)可以分為如圖所示的3種。包括：</p><p>　　(1)圓形隧道掘進(jìn)機(jī)</

14、p><p>　　(2)混合類型掘進(jìn)機(jī)</p><p>　　(3)非圓防護(hù)型掘進(jìn)機(jī)</p><p>　　3.2依據(jù)直接機(jī)械支撐對全斷面掘進(jìn)機(jī)分類</p><p>　　分類標(biāo)準(zhǔn)如圖標(biāo)2所示。全斷面掘進(jìn)機(jī)依據(jù)直接機(jī)械支持可以分為3類:</p><p><b>　　(1)無支持</b></p>

15、<p><b>　　(2)只有外圍支持</b></p><p>　　(3)上表面和外圍支持</p><p>　　3.3依據(jù)切割機(jī)械對全斷面掘進(jìn)機(jī)分類</p><p>　　分類標(biāo)準(zhǔn)如圖標(biāo)3所示。全斷面掘進(jìn)機(jī)依據(jù)切割機(jī)械可以分為3類:</p><p>　　(1)硬巖掘進(jìn)機(jī)。巖石用刀具用大的推進(jìn)力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)。<

16、;/p><p>　　(2)綜合防護(hù)型?？梢杂眯D(zhuǎn)切割機(jī)或者沖擊器具進(jìn)行掘進(jìn)。</p><p>　　(3)軟土掘進(jìn)機(jī)。由于軟土的隧道表面掘進(jìn)機(jī)本身無法支撐，掘進(jìn)過程就是獲得穩(wěn)定隧道面的過程，切割機(jī)的沖擊器具的優(yōu)勢可以控制隧道表面的挖掘過程。</p><p>　　第4章 隧道掘進(jìn)機(jī)的使用</p><p>　　每一種隧道機(jī)械都有其最適合的某種工作環(huán)境。

17、本節(jié)主要概括了來自于制造商的有關(guān)不同種類的隧道掘進(jìn)機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)，如Herrenknecht公司和Robbins公司。</p><p>　　4.1 隧道掘進(jìn)機(jī)斷面</p><p>　　單軸壓縮強(qiáng)度為5~300MPa，張力強(qiáng)度為0. 5～5MPa，RQD值為50~100%，關(guān)聯(lián)距離大于0.6米。</p><p><b>　　4.2 掘進(jìn)機(jī)保護(hù)</b>

18、;</p><p>　　單軸壓縮強(qiáng)度為5~50MPa，張力強(qiáng)度為0. 5～5MPa，RQD值為10~50%，關(guān)聯(lián)距離為0.06~0.6米。</p><p>　　4.3 全斷面帶保護(hù)掘進(jìn)機(jī)（無機(jī)器支撐斷面）</p><p>　　過度固結(jié)的干燥穩(wěn)定的粘土土壤，材料的壓縮強(qiáng)度不能小于約1.0MPa，記錄的Cu的內(nèi)聚力大約在30 kMPa以上。</p><

19、;p>　　4.4 全斷面帶保護(hù)掘進(jìn)機(jī)（有機(jī)器支撐斷面）</p><p>　　土壤的干燥類型，不規(guī)范的粘著性土壤，或者有粘著和不粘著的土壤組成的地質(zhì)層，這些土壤的Cu數(shù)值在5~30kMPa。晶粒尺寸由于在切割面上部的裂縫而受到限制。為了保證表面的定位的值最小，裂縫的寬度和壓力的大小一定要足夠大。</p><p>　　4.5 全斷面帶保護(hù)掘進(jìn)機(jī)（使用壓縮空氣支撐斷面）</p>

20、<p>　　這種基于壓縮空氣的機(jī)器主要是上述兩類需要在水下進(jìn)行時(shí)使用。它的使用必須考慮到土壤之間的間層。巖石的空氣滲透率和空氣的損耗還有充氣放氣時(shí)相關(guān)的危險(xiǎn)性是這種機(jī)器使用的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　4.6 泥漿保護(hù)</b></p><p>　　全斷面的帶防護(hù)機(jī)器（可變的斷面支撐），他它主要的使用范圍是無地下水的不粘著的土壤類型。非常好的晶粒比

21、例（小于0.02毫米）數(shù)量應(yīng)該在10%以下。這種物質(zhì)的數(shù)量如果比較高就會(huì)給分離帶來困難。</p><p>　　4.7 土壓平衡掘進(jìn)機(jī)</p><p>　　全斷面的帶防護(hù)機(jī)器（土壓支撐斷面）。這種機(jī)器尤其適合分散的粘性土壤。這種情況下這種晶粒應(yīng)該小于0.06毫米，在30%以下。為了產(chǎn)生期望的土壓，必須要有地下水或者人工加水。</p><p><b>　　4.

22、8 組合防護(hù)型</b></p><p>　　帶有泥漿保護(hù)和土壓平衡的掘進(jìn)機(jī)定義為混合型掘進(jìn)機(jī)。以上提到的每種掘進(jìn)機(jī)類型只是為掘進(jìn)機(jī)的選擇做一些參考?，F(xiàn)實(shí)中，所遇到的沿著隧道的土壤情況經(jīng)常情況下總是變化的，掘進(jìn)機(jī)需要在一個(gè)完整隧道的各種類型土壤中工作，像硬巖，軟巖，混合土，粘土，沙土，巨礫礦石等等。掘進(jìn)機(jī)遇到硬巖時(shí)候經(jīng)常在有限的推進(jìn)強(qiáng)度下工作，遇到軟土就要在有限的轉(zhuǎn)矩下工作。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)遇到混合面的土壤，隧

23、道面的不穩(wěn)定，水流，高強(qiáng)度磨損等情況時(shí)可以想象到會(huì)無法工作。一旦掘進(jìn)機(jī)遇到了阻礙就會(huì)是一種挑戰(zhàn)了，因?yàn)檫@些情況在掘進(jìn)機(jī)的作業(yè)面以下。所以掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)必須考慮到地質(zhì)條件。隧道工程掘進(jìn)機(jī)的選擇需要使用者，操作者和生產(chǎn)者進(jìn)行交流和討論，目的是為了完成整個(gè)隧道的工作。</p><p><b>　　第5章 結(jié)論</b></p><p>　　本文中描述了先進(jìn)的隧道掘進(jìn)機(jī)技術(shù)。介紹