隧道掘進時,TBM(全斷面硬巖掘進機)的效率受多種因素影響,但總體來說,TBM以其“快速、高效、安全、健康”的特點,在適宜的地質條件下能夠顯著提高掘進效率。
TBM掘進效率的主要影響因素
隧洞斷面大小:隧洞斷面大小會直接影響TBM的掘進效率。斷面越大,TBM的掘進空間越大,可能更有利于其發揮高效掘進的優勢。
TBM性能:TBM的性能,包括其動力系統、液壓系統、傳動系統以及刀具的布置和磨損情況等,都會對掘進效率產生重要影響。性能優越的TBM能夠更快速地破碎巖石,提高掘進速度。
巖石性質:巖石的強度、硬度、裂隙發育程度以及耐磨性等性質,都會直接影響TBM的掘進效率。例如,巖石強度過高或裂隙發育不良,都可能增加TBM的刀具磨損和掘進難度。
支護方式:支護方式的選擇和實施效率也會影響TBM的掘進效率。合理的支護方式能夠確保隧道的穩定性,減少因圍巖失穩而導致的停機時間。
運輸和供應的配套性:掘進過程中,石碴的運輸和材料的供應必須及時、高效,以確保TBM的連續掘進。如果運輸和供應系統出現故障或不暢,將直接影響TBM的掘進效率。
TBM掘進效率的具體表現
日純掘進時間利用率:TBM的正常施工期間,每日需要安排一定的時間進行維護保養、管線安裝等輔助作業。因此,日純掘進時間利用率是衡量TBM掘進效率的重要指標之一。國外一般掘進機日純掘進時間利用率可達到40%~45%,也有高達60%的。
掘進速度:掘進速度是衡量TBM掘進效率的另一個重要指標。在適宜的地質條件下,TBM的掘進速度可達每小時數米至數十米不等。然而,在復雜地質條件下,掘進速度可能會受到嚴重影響。
綜合掘進效率:綜合掘進效率考慮了掘進速度、停機時間、刀具磨損等多種因素,是評估TBM掘進效率的綜合指標。一般來說,綜合掘進效率越高,說明TBM的掘進性能越好。
提高TBM掘進效率的措施
優化TBM設計:通過改進TBM的結構設計、提高刀具的耐磨性和布置合理性等措施,可以提高TBM的掘進效率。
加強地質勘探:在施工前進行詳細的地質勘探,了解隧道沿線的地質情況,為TBM的選型、掘進參數的確定等提供依據。
合理組織施工:通過合理安排施工進度、優化施工工序、加強設備維護等措施,可以減少停機時間、提高掘進效率。
應用先進技術:如采用智能控制、遠程監控等先進技術,可以實時監測TBM的工作狀態、及時調整掘進參數、提高掘進效率。
綜上所述,隧道掘進時TBM的效率受多種因素影響,但通過優化TBM設計、加強地質勘探、合理組織施工以及應用先進技術等措施,可以顯著提高TBM的掘進效率。
