隧道掘进时,TBM(全断面硬岩掘进机)的效率受多种因素影响,但总体来说,TBM以其“快速、高效、安全、健康”的特点,在适宜的地质条件下能够显著提高掘进效率。
TBM掘进效率的主要影响因素
隧洞断面大小:隧洞断面大小会直接影响TBM的掘进效率。断面越大,TBM的掘进空间越大,可能更有利于其发挥高效掘进的优势。
TBM性能:TBM的性能,包括其动力系统、液压系统、传动系统以及刀具的布置和磨损情况等,都会对掘进效率产生重要影响。性能优越的TBM能够更快速地破碎岩石,提高掘进速度。
岩石性质:岩石的强度、硬度、裂隙发育程度以及耐磨性等性质,都会直接影响TBM的掘进效率。例如,岩石强度过高或裂隙发育不良,都可能增加TBM的刀具磨损和掘进难度。
支护方式:支护方式的选择和实施效率也会影响TBM的掘进效率。合理的支护方式能够确保隧道的稳定性,减少因围岩失稳而导致的停机时间。
运输和供应的配套性:掘进过程中,石碴的运输和材料的供应必须及时、高效,以确保TBM的连续掘进。如果运输和供应系统出现故障或不畅,将直接影响TBM的掘进效率。
TBM掘进效率的具体表现
日纯掘进时间利用率:TBM的正常施工期间,每日需要安排一定的时间进行维护保养、管线安装等辅助作业。因此,日纯掘进时间利用率是衡量TBM掘进效率的重要指标之一。国外一般掘进机日纯掘进时间利用率可达到40%~45%,也有高达60%的。
掘进速度:掘进速度是衡量TBM掘进效率的另一个重要指标。在适宜的地质条件下,TBM的掘进速度可达每小时数米至数十米不等。然而,在复杂地质条件下,掘进速度可能会受到严重影响。
综合掘进效率:综合掘进效率考虑了掘进速度、停机时间、刀具磨损等多种因素,是评估TBM掘进效率的综合指标。一般来说,综合掘进效率越高,说明TBM的掘进性能越好。
提高TBM掘进效率的措施
优化TBM设计:通过改进TBM的结构设计、提高刀具的耐磨性和布置合理性等措施,可以提高TBM的掘进效率。
加强地质勘探:在施工前进行详细的地质勘探,了解隧道沿线的地质情况,为TBM的选型、掘进参数的确定等提供依据。
合理组织施工:通过合理安排施工进度、优化施工工序、加强设备维护等措施,可以减少停机时间、提高掘进效率。
应用先进技术:如采用智能控制、远程监控等先进技术,可以实时监测TBM的工作状态、及时调整掘进参数、提高掘进效率。
综上所述,隧道掘进时TBM的效率受多种因素影响,但通过优化TBM设计、加强地质勘探、合理组织施工以及应用先进技术等措施,可以显著提高TBM的掘进效率。
