在隧道貫通、礦山開(kāi)拓等工程中,掘進(jìn)機(jī)如同鋼鐵巨人般開(kāi)疆拓土,是決定工程進(jìn)度和質(zhì)量的核心設(shè)備。面對(duì)復(fù)雜多樣的地質(zhì)條件和工程需求,掘進(jìn)機(jī)衍生出了眾多不同的種類(lèi)。那么,掘進(jìn)機(jī)究竟有哪些種類(lèi),它們各自又有什么特點(diǎn)呢?以下是關(guān)于掘進(jìn)機(jī)種類(lèi)和特點(diǎn)的詳細(xì)介紹。
一、按斷面開(kāi)挖方式分類(lèi)
1. 全斷面掘進(jìn)機(jī)(TBM)
全斷面掘進(jìn)機(jī)可一次性完成整個(gè)隧道斷面的開(kāi)挖,適用于中硬巖至硬巖地層,廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、水利等大型隧道工程。
① 敞開(kāi)式TBM:
通過(guò)錨桿、鋼拱架等支護(hù)加固圍巖,適用于穩(wěn)定性較好的硬巖地層,具有掘進(jìn)速度快(可達(dá)鉆爆法的3-5倍)、成洞質(zhì)量高的特點(diǎn)。
② 護(hù)盾式TBM:
- 單護(hù)盾:依賴(lài)預(yù)制管片支護(hù),適合短距離軟巖或破碎帶隧道。
- 雙護(hù)盾:兼具敞開(kāi)式和護(hù)盾式優(yōu)勢(shì),可靈活應(yīng)對(duì)軟硬交替地層,實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)與支護(hù)同步。
2. 部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)
以懸臂式掘進(jìn)機(jī)為主,通過(guò)截割頭分次切割完成斷面開(kāi)挖,適用于煤巷、半煤巖巷及小型隧道。
① 縱軸式:切割頭軸線與懸臂平行,適合截割硬度≤9的煤巖,鉆進(jìn)效率高,但硬巖穩(wěn)定性較差。
② 橫軸式:切割頭軸線垂直于懸臂,振動(dòng)小,適合半煤巖或抗壓強(qiáng)度≤100MPa的巖層,可切割出平整巷道。
二、按應(yīng)用場(chǎng)景與結(jié)構(gòu)分類(lèi)
1. 盾構(gòu)機(jī)
主要用于城市地鐵、軟土隧道等含水地層,通過(guò)壓力平衡技術(shù)穩(wěn)定工作面。
① 土壓平衡盾構(gòu):利用渣土壓力平衡地層,適用于黏性土、砂土層。
② 泥水平衡盾構(gòu):通過(guò)泥漿壓力支護(hù),適合高水壓、大粒徑砂卵石地層。
③ 異形盾構(gòu):包括矩形、馬蹄形等特殊斷面設(shè)計(jì),用于地鐵站、綜合管廊等。
2. 特殊類(lèi)型掘進(jìn)機(jī)
① 多模式盾構(gòu)機(jī):可切換土壓/泥水/TBM模式,適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件。
② 微型掘進(jìn)機(jī):直徑2-4米,用于市政管道、電纜隧道等狹窄空間。
③ 高原高寒掘進(jìn)機(jī):配備耐低溫、抗缺氧系統(tǒng),專(zhuān)用于高海拔隧道工程。
三、按適用巖層分類(lèi)
1. 煤巷掘進(jìn)機(jī):截割硬度≤4,專(zhuān)用于煤礦巷道,結(jié)構(gòu)輕便。
2. 煤-巖巷掘進(jìn)機(jī):截割硬度≤6,兼顧煤與軟巖,配備強(qiáng)化截齒和液壓系統(tǒng)。
3. 巖巷掘進(jìn)機(jī):截割硬度≥8,采用高強(qiáng)度刀具和抗振結(jié)構(gòu),如硬巖TBM。