挖掘隧道使用什么工具?隧道施工需要根据地质条件、项目规模和安全要求定制专用设备。以下是现代隧道施工中使用的主要工具和机器:
1. 隧道掘进机 (TBM)
TBM 是大型隧道项目中最先进、应用最广泛的工具。这些巨大的圆柱形机器在挖掘土体或岩石的同时,安装预制混凝土管片以衬砌隧道壁。它们在稳定的地面条件下效率极高,并最大限度地减少了对地面的破坏。示例包括:
① 土压平衡机 (EPBM):适用于软土层。
② 硬岩 TBM:专为花岗岩、玄武岩或其他致密岩层设计。
2. 凿岩台车
这种传统方法使用钻机钻孔以便放置炸药。爆破后,挖掘机和自卸卡车清除碎屑。对于形状不规则的隧道或不适合使用 TBM 的硬岩环境,这种方法经济高效。
3. 掘进机
这些带有旋转刀盘的履带式机器用于较软的岩石或煤矿。它们集钻孔和切割功能于一体,可灵活用于小型隧道或复杂几何形状的施工。
4. 盾构隧道掘进机
盾构隧道掘进机的一种,配备加压盾构,用于稳定不稳定的地层(例如水下隧道)。它们可防止挖掘过程中发生塌方和渗水。
5. 手动和半机械工具
① 适用于小型项目或维护:
风镐:在狭窄空间内破碎岩石。
液压挖掘机:在爆破后清除碎屑。
② 工具选择的关键考虑因素
地质条件:硬岩需要使用盾构隧道掘进机或钻爆法,而软土则需要土压盾构机或盾构法。
项目规模:盾构隧道掘进机适合长隧道;掘进机适合较短或不规则的路径。
环境影响:与爆破相比,TBM 可以减少地面振动。
对于规模较小或强度较低的项目,可以使用挖掘机甚至手动工具(例如铲子和螺旋钻)等替代方案,但对于大型隧道项目,TBM 是行业标准。