巨鼠型掘进机

隧道掘进技术是由早期的盾构（适用于软土层掘进的又称盾构）技术发展而来，是地下暗挖隧道的一种工程建设技术，是随着现代交通运输、地下工程、矿山开采、水利工程、市政建设以及电气通讯设施的发展而发展起来的。全断面隧道掘进机问世已有180年的历史。1818年，英国布鲁诺（M.I.Brunel）在蛀虫钻孔的启示下，最早提出了用于施工地下隧道的掘进机的雏形及施工方法。1825年，他第一次在伦敦泰晤士河下用一个断面高6.8m，宽11.4m的矩形盾构修建了一条隧道。由于初始未能掌握抵制泥水涌入隧道的方法，隧道施工两次被淹，后来在东伦敦地下铁道公司的合作下，经过对盾构施工的改进，用气压辅助施工，于1843年完成了全长458m的第一条盾构法隧道。

美国罗宾斯公司在1952年开始生产第一台掘进机。70年代以后，掘进机有了较快的发展。开挖直径范围为1.8～11.5m。在中硬岩中,用掘进机开挖80～100m3大断面隧洞，平均掘进速度为每月350～400m。美国芝加哥卫生管理区隧洞和蓄水库工程，在石灰岩中开挖直径9.8m的隧洞，最高月进尺可达750m。美国奥索引水隧洞直径3.09m,在页岩中开挖，最高月进尺达2088m。隧洞掘进机开挖比钻爆法掘进速度快，用工少，施工安全，开挖面平整，造价低，但机体庞大，运输不便，只能适用于长洞的开挖，并且本机直径不能调整，对地质条件及岩性变化的适应性差，使用有局限性。

近几年来，我国隧道及地下工程的建设发展很快，目前我国铁路隧道总数达5300余座，总长度达到2500km；公路隧道达到450多座，总长度达到120km；水电站地下工程和水工隧洞达到100km；已建和正在建设的地铁长度达到170km.在这些工程中，其中有不少是采用盾构技术进行施工。在2000年—2009年的十年中，新建铁路隧道的长度将达到300—400km；地铁建设长度将达到700km；城市市政隧道工程将达100km；水电隧道将达400km.由此可见隧道掘进技术在我国将有广阔的应用前景。我国在盾构施工技术方面已有多年经验，在北京、上海、广州等地下铁道、排水隧道工程中应用了盾构施工并取得成功。九十年代以来，我们已成功地研制了Φ3.8m—6.34m的土压平衡隧道掘进机10余台，技术水平已接近国际先进，用于地铁隧道、引排水隧道、电缆隧道工程；在导向技术、监控技术方面的研究也达到了国际先进。最近，上海已研制了国内第一台3.8mΧ3.8m组合刀盘土压平衡矩形盾构，完成2条62m长的地下人行通道，使我国在异形隧道的开发研究方面进入世界行列。

隧道掘进机是用机械破碎岩石、出碴和支护实行连续作业的一种综合设备。按掘进机在工作面上的切削过程，分为全断面掘进机和部分断面掘进机。按破碎岩石原理不同，又可分滚压式（盘形滚刀）掘进机和铣切式掘进机。中国产品多为滚压式全断面掘进机，适于中硬岩至硬岩。铣切式掘进机适用于煤层及软岩中。在推进油缸的轴向压力作用下，电动机驱动滚刀盘旋转，将岩石切压破碎，其周围有勺斗，随转动而卸到运输带上。硬岩不需支护，软岩支护时可喷射、浇灌混凝土或装配预制块。该机在岩性均匀、巷道超过一定长度时使用，经济合理。