全断面硬岩掘进机 第1 节 全断面硬岩掘进机概述 1 .1 全断面硬岩掘进机的定义和研究现状 全断面硬岩掘进机（Fu ll Face Rock Tu nnel Boring Machine，以下简称TBM），TBM 是集机械、电子、液压、激光、控制等技术于一体的高度机械化和自动化的大型隧道开挖衬砌成套设备，是一种由电动机（或电动机——液压马达）驱动刀盘旋转、液压缸推进，使刀盘在一定推力作用下贴紧岩石壁面，通过安装在刀盘上的刀具破碎岩石，使隧道断面一次成型的大型工程机械。TBM 施工具有自动化程度高、施工速度快、节约人力、安全经济、一次成型，不受外界气候影响，开挖时可以控制地面沉陷，减少对地面建筑物得影响，水下地下施工不影响水中地面交通等优点，是目前岩石隧道掘进最有发展潜力的机械设备。如下图所示。 生产TBM 最早的厂家是美国的罗宾斯（Robbins）公司。罗宾斯公司于1951年由James Robbins 创建，1952 年James Robbins 研制出世界第一套全断面掘进机而闻名于世界。1956 年，罗宾斯发明了硬岩掘进机用的盘形 滚 刀，使硬岩掘进机的研制实 现了真 正 意 义上的成功 。罗宾斯初 期 产品 结 构 简单 、作业 快速灵 活 ，经过 50 年得发展，罗宾斯公司已 经成功 研制出了应 用于地质 条 件 较 好 的中硬岩全断面岩石掘进机、硬岩全断面岩石掘进机和软 岩全断面掘进机，适 用于复 杂 地质 条 件 的单 护 盾 全断面岩石掘进机、双 护 盾 全断面岩石掘进机和高性 能 能 硬岩全断面岩石掘进机等。另 外还 有美国的佳 伐 公司（Jarv a Inc.）、德 国的德 马克 公司（Mannesmann Demag AG）和维 尔 特 （Wirth Maschinen-u nd Bohrgeraetefabrik GmbH），四家公司是20 世纪70~80 年代的世界四大硬岩掘进机制造商。现阶段生产TBM 的较著名厂商有美国的罗宾斯公司（Robbins）、德国的维尔特（Wirth）和海瑞克公司（Herrenkneeht）等。 “十一五”期间 863 计划先进制造技术领域“全断面掘进机关键技术”重点项目在用于软土掘进的土压平衡盾构机技术上取得了一定的成就。“十二五”期间 863 计划先进制造技术领域必将对全断面硬岩掘进机做更深入的研究。 1.2 TBM 的分类 1.按刀盘形状的不同分类 根据刀盘形状的不同，TBM 分为平面刀盘 TBM、球面刀盘 TBM、锥面刀盘TBM。平面刀盘 TBM 最为常用。 2.按作业岩石硬度的不同分类 根据全断面岩石掘进机作业岩石硬...
