单护盾TBM和双护盾TBM有什么区别?隧道掘进机(TBM)对于在复杂地质条件下高效掘进至关重要。单护盾TBM和双护盾TBM在其各种型号中,根据其设计和运行机制,具有不同的用途。以下是单护盾TBM和双护盾TBM主要区别的详细比较:
1. 结构设计
单护盾TBM:
① 采用覆盖整台机器的防护罩,允许工人在隧道掘进过程中在防护罩区域内安装预制混凝土管片(衬砌)。
② 依靠推进油缸推动已安装的衬砌管片推进,因此需要间歇性停机进行管片安装。
双护盾TBM:
① 配备两个防护罩:前防护罩(用于挖掘和刀盘支撑)和后防护罩(用于管片安装)。
② 使用抓靴将盾构机锚固在隧道壁上,从而可以同时进行挖掘和管片安装,无需停机。
2. 作业流程
单盾构:
① 顺序作业:开挖 → 使用已安装管片推进 → 暂停安装管片 → 重复。
② 适用于不稳定或破碎岩层,需要立即衬砌以防止坍塌。
双盾构:
① 连续作业:抓斗支架将机器锚固在隧道壁上,使刀盘能够在后盾安装管片的同时推进。
② 由于能够在抓斗和推进模式之间切换,因此非常适合混合地质条件(稳定和不稳定区域)。
3. 地质适应性
单盾构:
① 最适合软土地层、高度破碎岩层或需要频繁管片支护的区域。
② 由于依赖管片推进,在硬岩或大断层带中难以作业。
双盾构:
① 擅长在硬岩和非均质地层中作业。抓斗系统在坚固岩层中提供稳定性,而后盾则确保在较弱区域进行连续衬砌。
② 示例:在中国某煤矿硬岩层中,月进尺达608米,创下纪录。
4. 效率与速度
单护盾:
由于频繁停顿,效率较低;月进尺通常在200-400米之间。
双护盾:
效率更高,可不间断掘进;在最佳条件下,月进尺可超过500米。
5. 主要优势与局限性
单护盾:
① 优点:维护简便,在不稳定地层中也能有效掘进。
② 缺点:进尺较慢,推进方式依赖管片。
双护盾:
① 优点:连续作业,适应各种地质条件。
② 缺点:机械结构复杂,前期成本较高。
单护盾和双护盾TBM的选择取决于地质条件和项目需求。单盾构机优先考虑脆弱岩石中的安全性,而双盾构机则可在混合或硬岩环境中最大限度地提高效率。