工作原理:随着行走机构向前推进,工作机构中的切割头不断破碎岩石,并将碎岩运走。在推进油缸的轴向压力作用下,电动机驱动滚刀盘旋转,将岩石切压破碎,其周围有勺斗,随转动而卸到运输带上。硬岩不需支护,软岩支护时可喷射、浇灌混凝土或装配预制块。
掘进机的刀盘工作机构是在隧洞全断面上切割岩层的滚刀盘,分平面滚刀盘和球面滚刀盘两种。盘上装有数十把滚刀,布置形式有同心转轴式、行星转轴式等多种。刀盘工作机构用挡板与其他部分隔开。挡板前设有喷雾装置、吸尘设备,用以除尘。挡板后方有驾驶室,内有隔声设备,以及液压操纵阀和激光导向设备,便于按隧道的设计轴线控制掘进机走向。

掘进隧洞时,电动机驱动各个传动机构,使工作机构的滚刀盘旋转,并由液压油缸将滚刀压向工作面岩壁。在轴向推进力作用下,所有滚刀的刀锋抵紧岩壁并不断滚动,此时岩石被刀锋的挤压力破碎,整个工作面岩壁被刻划出同心圈(或是内摆线)的沟槽和岩圈;同时,滚刀两侧的楔面挤紧沟槽所产生的侧向力将岩圈剪切碎裂。落下的石碴,由几个连续旋转的装碴铲斗轮流铲起,在转到最高位置时,卸入带式转载机的受料槽,再转载到轨道矿车,运出洞外。
扩展资料:
掘进机特点:掘进机的功率强大,又是联合作业,故掘进速度高;同时还具有洞壁匀整,超挖量小(仅为钻爆法的1/4),能节省衬砌材料;又因不用爆破,不致扰动周围岩层,以及操作自动化,并能保证施工安全等优点。其缺点是机体庞大,且专用性强,而无法适应不同形状、不同尺寸的隧洞断面;工作中维修也较困难;施工初期投资高,故掘进短隧洞不经济。
掘进机应用:掘进机已成功地应用于硬粘土、页岩、砂岩、石灰岩、花岗岩等岩质地层的隧洞施工,且水平和倾斜隧洞均能使用;掘进的隧洞直径自2.4米至10.8米。自20世纪50年代出现隧洞掘进机以来,已应用于矿山运输巷道、引水和泄水隧洞、交通用山岭隧道和水底隧道及原子能工程用的洞室等。
中国自60年代中期开始研制,经过近二十年来的使用与改进,主机结构已基本定型,技术性能日臻完善,已能有效地用盘形滚刀掘进抗压强度为200兆帕的中硬岩层;用球齿(碳化钨)滚刀掘进抗压强度为250兆帕的硬岩。对抗压强度超过300兆帕的极硬岩层,则因刀具磨损剧烈,在经济上不合理。当前,正在对掘进机的刀具寿命和破岩机理作进一步研究,并试验用高压射流作辅助破岩。

-隧洞掘进机
-隧道掘进机
-掘进机
近年来,经过自主研发和系统研究,湖南省整齐地出现了一大批达到甚至超过同类技术国际先进水平的产品。从工程机械到农产品,从科技应用到文化创新……长期以来,为了进一步实施和推进“创新引领开放崛起”战略,敢于第一的湖南人和企业在追逐行业领先、世界一流技术的道路上从未止步。这些令世界惊叹的创新产品背后的故事是什么?
8月6日凌晨,中国铁建重工有限公司自主研发的全断面双盾构岩石隧道掘进机(TBM)在伊朗西南部导流洞工程中顺利开工,这是该集团TBM首次出口海外市场并应用于工程领域。早在2014年,当国内第一条具有自主知识产权的大直径全断面岩石隧道掘进机(敞开式TBM)在长沙经济开发区顺利下线时,就成为行业内的一大“爆点”。
大直径全断面岩石隧道掘进机是集开挖、支护、排渣于一体的成套开挖设备,被称为工程机械的“航母”和“之王掘进机”。以前国内的工程项目如果需要采购设备,就要面临价格高、采购周期长的尴尬局面。

地铁施工中使用的盾构机为掘进机。这些掘进机是在前进时支撑隧道的铺设管段。这种施工方法称为“盾构法”。在日常工程施工中,掘进机被形象地称为盾构机。但盾构机主要用于土、砂等软弱地层,中铁建设重工自主研发的全断面岩石隧道掘进机面临花岗岩、凝灰岩等极硬地层。据介绍,此次开发的掘进机被称为“开放式”,因为该设备在开挖隧道时不需要铺设管片,而是集开挖、支护和排渣于一体,可以实现一次成洞,主要用于长硬岩隧道的施工。
“可以说是如履薄冰。”铁建重工掘进机研究院副院长彭正阳说,这种TBM用的是专用滚刀,在刀头的转动下,所有的岩石都打不过。“最快的时间是每月1000米,而传统的钻爆法是每月100米左右。”钻爆施工方法原始,危险性极大,采用掘进机,相对安全高效。大直径全断面岩石隧道掘进机,作为我国最重要的设备,被国外垄断了一个多世纪。TBM下线前,国内工程建设需求全靠进口。
1996年,第一台隧道掘进机被引进中国,用于秦岭铁路隧道的建设。这台进口TBM的价格是3.8亿元。“当时我们工资不到1000,我深感震惊。”彭正阳回忆道。这些进口产品价格昂贵,但标准化产品不一定适合中国的地质,难以维护。2011年下半年,中铁建工重工与浙大、中南大学、天津大学、施工方中铁十八局合作开发国产TBM,突破了大功率、变载荷、高精度电液控制系统设计与集成技术、关键部件状态监测等核心技术。
此外,根据“距离远、埋深大、应力高、水压大、地温高、涌水大、易岩爆”等地质特点和技术难点,研制出价值1.8亿元的“长春”TBM。


