吕建乐

(中铁隧道局集团有限公司， 广东 广州 511458)

0 引言

岩石隧道掘进机英文名称是“Hard rock tunnel boring machine”[1]，在我国习惯将岩石隧道掘进机称为TBM。TBM是集掘进、出渣、支护、通风和除尘等多种功能为一体的高度机械化设备，具有优质、高效、安全、环保等优点。TBM多用于长大山岭隧道施工，而隧道往往不是单一的硬岩地层，部分隧道兼具软弱围岩或断层破碎带。在TBM掘进过程中，地层收敛卡机、侵限的情况时有发生。为了应对和解决TBM在软弱破碎地层中的掘进难题，需要TBM配置扩挖功能以增加开挖断面。通过扩挖功能的使用，实现开挖断面的扩大，使得围岩支护、收敛地层处理工作顺利实施[2]，同时也便于TBM边滚刀的更换作业。

不同的扩挖方式，其作用和目的不同。有的扩挖功能伴随着TBM整个施工过程，有的扩挖功能在需要时才使用。根据扩挖距离的不同，可分为短距离扩挖和长距离扩挖； 根据扩挖实现方式的不同，主要分为液压式扩挖刀、边滚刀外移、预留扩挖刀箱、主驱动偏心设计和更换刀盘边块。

田彦朝等[3]总结了4种扩挖方式，重点提出一种通过外移边缘滚刀和预留扩挖刀箱的组合扩挖方式，但未对TBM扩挖操作流程、应用及特点进行详细分析。与此同时，国外也尚未发现系统介绍刀盘扩挖方式或对几种刀盘扩挖方式进行对比分析的论文。本文在研究不同刀盘扩挖方式的基础上，对TBM扩挖进行全面总结，在详细介绍操作流程的基础上，对比分析不同扩挖方式的适用范围、应用及特点，以期为TBM选型设计和施工提供参考。……