TBM简介

TBM 是英语Tunnel Boring Machine（隧洞掘进机）的简称，是目前国际上最先进的隧洞施工机械，它依靠机械的强大推力和剪切力破碎岩石（注：推力由高压液压油缸提供，使刀具能够贯入岩体，因此油缸的推力、道具的贯入度就是TBM的掘进速度的一个重要参数。剪切力就是由安装在刀盘上的刀具——滚刀、切刀、刮刀等切割岩体实现的，刀盘由驱动轴承带动旋转提供扭矩和转速），使隧洞掘进、出碴、衬砌、灌浆、采用激光导向等工序平行作业，

实现一次成洞。TBM法对围岩扰动小，开挖面平整圆顺，超欠挖少，可以有效降低地质灾害发生风险，实现连续快速作业。它具有速度快、质量优、费用低、施工安全等优点，广泛应用于水利、水电、城建、交通等行业。

（注）：Tunnel Boring Machine应该是所有“隧道掘进机”的统称（简写TBM），真正意义上的TBM主要分为两个大类，一个是岩石隧道掘进机（国内一般称为TBM，有单护盾和双护盾的，用于岩石隧道施工，初期支护多采用锚杆喷射混凝土支护，大部分还有二次衬砌，最终成型隧道，不过也有采用类似盾构管片形式一次成型的），另一个就是所谓的盾构机了（国内还是称为盾构机，分为土压平衡盾构机EPB-Tunnel Machine和泥水盾构机。用于单一或者复合式的土层、砂层、岩层地质条件的隧道施工，没有初期支护，采用管片的形式进行拼装形成衬砌，一次成型隧道）。另外还有一种顶管法，与盾构机相似，但是原理不同，应用范围也不一样，了解不多，是否属于TBM不敢确定，就不作解释了。在国内，不要把“TBM”是划分后岩石隧道掘进机的称呼还是隧道掘进机的总称上混淆了。在国外TBM可能就是我们称之为的岩石隧道掘进机，也可能是盾构机；在国内TBM就是岩石隧道掘进机。

TBM 适用于中硬岩层的开挖，最适宜于开挖岩石单轴抗压强度介于50～150MPa 的岩层。当岩石的抗压强度超过150MPa时，将导致掘进机刀具磨损加剧，掘进速度降低，施工成本提高。而当掘进机通过自承能力较差围岩时，如土层、断层破碎带、溶洞等不良地质条件时，会发生机头下沉，拱顶坍塌，甚至会埋没TBM 等。

上世纪60年代以来，TBM以其朴素的破岩机理、先进的技术集成及很高的掘进效率而得到迅速发展。目前，中小直径TBM在各类围岩中的掘进技术已经基本成熟，应用也最为广泛。

钻爆法（矿山法）与掘进机法技术比较表 项目 形状 隧道 直径 长度 坡度 适用范围 岩石抗压强度 地层情况 对复杂地层需作预处理 名胜区、水库 城市地下不宜采用 <100 200 ~300 1237.6 6~8 21 33~36 50~90 <80 ~100 ~200 1403.6 20~25 50 60~70 120~200 一般均能适用 钻爆法 国内 国外 进口 圆形及门洞形 1.8~12m 3~10km为佳 ≦100% ≦250MPa 掘进机 国产 圆形 3~5.8m 1~5km ≦1% ≦150MPa 对复杂地层有通过大断层溶 专门处理方法 洞岩爆较困难 要考虑最重件 运输的交通问题 100~200 350~500 600~1000 2088.75 11 12 13~14 40~50 100~120 每台敞开式每 米直径70万 美元，双护盾 式85万美元 20~30 ≦100 100~200 200~250 301 环境要求 破碎围岩 掘进速度（m/月） 平均 一般 良好地质 最高 小断面<10 人员配备 直接人员 人/班 中断面~30 大断面>60 全员人数 一次性设备投资 每台敞开式每 米直径100万 为掘进机法的40%~50% 美元，双护盾 式120万美元 较方便 1~2周 钻机进洞场地 损伤大，超挖10%左右 100% 100% 4000 2000 运输搬迁 洞口场地 准备工作 主机安装 安装设备 对围岩影响 支护衬砌 混凝土用量 费用 主机大修周期（时） 安全程度

大型4~6周，中型 3~4周，轻型2周 2倍以上洞径出发基地 起吊设备：大型100t，中型60t，轻型40t 损伤小，超挖3%左右 <50% 25%~50% 10000 5000 较差、噪音大、粉尘多 好、无伤亡、噪音粉尘少

TBM（Tunnel Boring Machine）-----全断面隧道掘进机，掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工，在中国水利、水电、交通、矿山、市政等隧道工程中应用正在迅猛增长。

英文原文: Tunnel Boring Machine 中文名字：全断面隧道掘进机。

硬岩TBM是利用旋转刀盘上的滚刀挤压剪切破岩，通过旋转刀盘上的铲斗齿拾起石渣，落入主机皮带机上向后输送，再通过牵引矿渣车或隧洞连续皮带机运渣到洞外。 TBM种类及用途

欧美将全断面隧道掘进机统称为TBM，日本则一般统称为盾构机，细分可称为硬岩隧道掘进机和软地层隧道掘进机。中国则一般习惯将硬岩隧道掘进机称为TBM，将软地层掘进机称为盾构机。

(1)在岩石中开挖隧道的TBM：通常用这类TBM在稳定性良好、中～厚埋深、中～高强度的岩层中掘进长大隧道。这类掘进机所面临的基本问题是如何破岩，保持掘进的高效率和工程顺利。

(2)在松软地层中掘进隧道的TBM（国内通常称为盾构机）：通常用这类TBM在具有有限压力的地下水位以下的基本均质的软弱地层中开挖有限长度的隧道。这类掘进机所面临的基本问题是空洞、开挖掌子面的稳定、市区地表沉降等。

对于全断面隧道掘进机，目前在国内有两种提法，其一是岩石掘进机（TBM），其二是盾构机。TBM就是适合硬岩掘进的隧道掘进机，盾构机指的是适于在软岩、土中的隧道掘进机。当然，盾构机目前也有安装硬岩TBM滚刀的复合盾构。而硬岩TBM又可分为敞开式TBM、双护盾式TBM、单护盾式TBM。

硬岩TBM适用于山岭隧道硬岩掘进，代替传统的钻爆法，在相同的条件下，其掘进速度约为常规钻爆法的4～10倍，最佳日进尺可达150m；具有快速、优质、安全、经济、有利于环境保护和劳动力保护等优点。特别是高效快速可使工程提前完工，提前创造价值，对我国的现代化建设有很重要的意义。

而软岩TBM适用于软弱性围岩施工的隧道掘进机，是目前城市地铁建设中速度快、质量好、安全性能高的先进技术。采用盾构机施工的区间隧道，可以做到对土体弱扰动，不影响地面建筑物和交通，减少地上、地下的大量拆迁。这两种设备的技术开发与应用，在我国地下工程领域具有十分广阔的前景。

目前，世界上生产硬岩掘进机TBM的厂家主要有美国罗宾斯ROBBINS，德国海瑞克HERRENKNECHT，德国WIRTH（2013年中国中铁工程装备集团有限公司收购该公司TBM知识产权），法国法码通NFM（现属中国北方重工NHI）。