隧道,現(xiàn)代文明的隱形動脈,支撐著從高速旅行和城市交通到供水和公用設施輸送的一切。說到地鐵、高速公路或地下公用設施的隧道挖掘,人們通常認為的只是一臺簡單的“挖掘機”,但實際情況遠比這復雜得多。如今用于隧道掘進的主要機械是隧道掘進機(TBM)或多功能隧道掘進機,但其具體應用很大程度上取決于地質條件和項目規(guī)模。

1. 隧道掘進機(TBM)
對于穿越巖石或穩(wěn)定土層的大型隧道,TBM 無疑是最佳選擇。這種體型龐大、由計算機控制的機器常被戲稱為“鼴鼠”,它本身就是一個工廠,能夠同時進行隧道的挖掘和襯砌。
2. 盾構機
在沙土或黏土等松軟、含水的地層中,會使用一種盾構機的變體,通常稱為軟土盾構機或土壓平衡式盾構機 (EPBM)。其主要區(qū)別在于密封的盾構。旋轉刀盤被封閉在一個加壓艙內。通過精確控制艙內挖掘土的壓力,機器可以平衡外部地層和水的壓力,從而有效地保持隧道掌子面的穩(wěn)定,防止坍塌或塌陷。泥漿式盾構機是另一種變體,它將泥土與膨潤土泥漿混合,以控制壓力并通過液壓系統(tǒng)輸送物料。
3. 掘進機
對于較小的隧道、非圓形剖面或復雜的混合地層地質條件,則需要使用另一種機器:掘進機。這是一種更靈活的履帶式挖掘機,其動臂上安裝有刀盤,可以靈活地開挖特定形狀的隧道。與一次性掘進整個工作面的隧道掘進機(TBM)不同,掘進機分段掘進巖土。雖然在長而直的隧道中,掘進機的掘進速度較慢且自動化程度較低,但它具有更高的靈活性和更低的初始成本,因此非常適合礦山開發(fā)、短公路隧道和地下洞室的建設。
4. 多功能隧道掘進機
藍海多功能隧道掘進機(隧道挖掘機)專為隧道非爆破開挖而設計,適用于高度為5.8~8米的隧道。它集成了高頻破碎、軟土快速開挖、輪廓修整和噴灑抑塵等功能。在IV級和V級圍巖條件下,其綜合開挖效率可達50立方米/小時,有效控制超挖和欠挖,降低滑坡的發(fā)生率。
5. 鉆爆法--鑿巖鉆車
雖然鉆爆法并非使用單一機器,但它仍然是一種至關重要的技術,尤其是在隧道掘進機(TBM)經(jīng)濟性較差或隧道路徑不規(guī)則的情況下,在非常堅硬的巖層中尤為如此。該方法使用一組機器:強大的液壓鑿巖鉆機在巖面上鉆出精確的孔洞,然后將炸藥填充其中。在清理場地并引爆炸藥后,使用裝載機和自卸卡車運走破碎的巖石。雖然與TBM掘進相比,鉆爆法對周圍環(huán)境的破壞更大、速度更慢、安全風險更高,但它具有無與倫比的靈活性,并且往往是偏遠山區(qū)唯一可行的方法。