外文翻譯--全斷面隧道掘進機分類及其應(yīng)用范圍 中文版

1、<p>　　全斷面隧道掘進機分類及其應(yīng)用范圍</p><p><b>　　第1章 簡介</b></p><p>　　隧道掘進機的使用要追溯到19世紀。 在1851年，美國工程師CharlesWilson發(fā)明了一臺開挖隧道機，通常被認為用于巖石的連續(xù)鉆孔。實際上，當James S.Robbins重新設(shè)計了一個用于隧道的掘進機后隧道掘進機才被接受。自從1950年

2、中期以來，隧道掘進機的發(fā)展取得了很大的進展。</p><p>　　隧道掘進技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到一個隧道鉆孔可以用于任何的巖石和地面。目前,隧道掘進機的機械化及自動化水平得到了很大提高,隧道掘進機可以開挖不同的地質(zhì)條件下各種形狀的隧道。隧道掘進機的類型也越來越多,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機的工作機理需要進一步的理解并依此進行分類,以便選擇合適的隧道掘進機

3、。</p><p>　　第2章 典型隧道掘進機的運行機理</p><p>　　2.1 無屏蔽的隧道掘進機</p><p>　　無屏蔽的隧道掘進機的刀頭配備切削刀(盤)。 轉(zhuǎn)動的刀架按壓盤利用高壓鉆隧道面。 盤在隧道面滾動，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)上的料斗被運輸，傳輸系統(tǒng)可以將材料運輸?shù)酵獠炕蚶嚨难b貨

4、場。 </p><p>　　隧道掘進機配備了手爪系統(tǒng)，它徑向擴展隧道液壓缸推動刀架對隧道面鉆孔導致隧道的另一段可以被挖掘。一段完成后，挖掘中斷和機器被復(fù)位。附加的支持系統(tǒng)在復(fù)位周期期間穩(wěn)定隧道掘進機。</p><p>　　2.2 單盾構(gòu)掘進機</p><p>　　單盾構(gòu)掘進機配備一個開放的擋板。裝備開放盾。 開挖隧道機，沒有一個封閉系統(tǒng)補償工作面上的壓力，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。 切口處的影響導致巖石的大部分斷裂。位于在圓盤之后的鏟斗將巖石運送到切口輪子之后。 然后輸送設(shè)備運送挖掘物料到隧道外。 </p><p>　　單屏蔽掘進機的推力由液壓千斤頂違反混凝土襯砌提供。在鉆孔期間，當機器停止和液壓千斤頂收回時，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安裝的盤和下一個鉆孔周期開始。</p>

6、<p>　　2.3雙盾構(gòu)隧道掘進機</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，所需時間與機器推進長度為一環(huán)所需時間相同。 來自刀架和前屏蔽推進系統(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)。當鉆孔周期和環(huán)架設(shè)完成時，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)為機推力，機器的進展被停止，當環(huán)部分是安裝在尾部擋板時，就像一個傳統(tǒng)的單屏蔽。這個環(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，小學及中學組推進氣瓶。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、機用一個轉(zhuǎn)臺式刀頭切削地面。 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)機的典型循環(huán)如下：(1)旋轉(zhuǎn)刀頭挖掘地面。(2)料漿攪拌機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)機類似于單盾構(gòu)機。</p><p>　　2.4土壓力平衡機 </p><p>　　土壓平衡機用地球壓力平衡工作面的被保護的機器。為了保護不穩(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，不同于依靠依賴于一個

10、次要的支持媒體的其他盾構(gòu)機，土壤松動由刀架服務(wù)來支持工作面。 </p><p>　　由切割位松動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，平衡狀態(tài)被到達。材料用一個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>　　如果隧道挖掘機在開放摸式下運行，用于運輸?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輸?shù)綑C器傳送帶。 要使被挖掘的材料被裝載到機器傳送帶，，位于壓力墻壁的廢土盤必須被縮回。土壓平衡機的支撐和推力系統(tǒng)與單一的保護機械類似。</p><p>　　組合防護型掘進機定義為標準的結(jié)構(gòu)，

12、這種結(jié)構(gòu)可以方便的改進，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>　　它的機械裝置的操作依賴于它的功能模式。所以它的機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 全斷面掘進機分類</p><p>　　為了理解不同種類的全斷面隧道挖掘掘進機的功能，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)介紹了幾種類型標準，包含了全部的局部斷面和全斷面的掘進機。全斷面的隧道掘進機可以依據(jù)挖掘的方式和工具，挖掘環(huán)境支持系統(tǒng)，推進力的來源等方面來分類。</p><p>　　3.1 依據(jù)掘進隧道類型對全斷面掘進機分類</p><p>　　依據(jù)最終的隧道掘進類型，全斷面隧道掘進機可以分為如圖所示的3種。包括：</p><p>　　(1)圓形隧道掘進機</

14、p><p>　　(2)混合類型掘進機</p><p>　　(3)非圓防護型掘進機</p><p>　　3.2依據(jù)直接機械支撐對全斷面掘進機分類</p><p>　　分類標準如圖標2所示。全斷面掘進機依據(jù)直接機械支持可以分為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)切割機械對全斷面掘進機分類</p><p>　　分類標準如圖標3所示。全斷面掘進機依據(jù)切割機械可以分為3類:</p><p>　　(1)硬巖掘進機。巖石用刀具用大的推進力進行旋轉(zhuǎn)掘進。<

16、;/p><p>　　(2)綜合防護型。可以用旋轉(zhuǎn)切割機或者沖擊器具進行掘進。</p><p>　　(3)軟土掘進機。由于軟土的隧道表面掘進機本身無法支撐，掘進過程就是獲得穩(wěn)定隧道面的過程，切割機的沖擊器具的優(yōu)勢可以控制隧道表面的挖掘過程。</p><p>　　第4章 隧道掘進機的使用</p><p>　　每一種隧道機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機的使用經(jīng)驗，如Herrenknecht公司和Robbins公司。</p><p>　　4.1 隧道掘進機斷面</p><p>　　單軸壓縮強度為5~300MPa，張力強度為0. 5～5MPa，RQD值為50~100%，關(guān)聯(lián)距離大于0.6米。</p><p><b>　　4.2 掘進機保護</b>

18、;</p><p>　　單軸壓縮強度為5~50MPa，張力強度為0. 5～5MPa，RQD值為10~50%，關(guān)聯(lián)距離為0.06~0.6米。</p><p>　　4.3 全斷面帶保護掘進機（無機器支撐斷面）</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 全斷面帶保護掘進機（有機器支撐斷面）</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 全斷面帶保護掘進機（使用壓縮空氣支撐斷面）</p>

20、<p>　　這種基于壓縮空氣的機器主要是上述兩類需要在水下進行時使用。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相關(guān)的危險性是這種機器使用的標準。</p><p><b>　　4.6 泥漿保護</b></p><p>　　全斷面的帶防護機器（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)量如果比較高就會給分離帶來困難。</p><p>　　4.7 土壓平衡掘進機</p><p>　　全斷面的帶防護機器（土壓支撐斷面）。這種機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 組合防護型</b></p><p>　　帶有泥漿保護和土壓平衡的掘進機定義為混合型掘進機。以上提到的每種掘進機類型只是為掘進機的選擇做一些參考?，F(xiàn)實中，所遇到的沿著隧道的土壤情況經(jīng)常情況下總是變化的，掘進機需要在一個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。掘進機遇到硬巖時候經(jīng)常在有限的推進強度下工作，遇到軟土就要在有限的轉(zhuǎn)矩下工作。當掘進機遇到混合面的土壤，隧

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