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Author: Keri Lin
RETC 2025
活动名称: RETC 2025
日期: 6月 8-11日
地点: 美国得克萨斯州达拉斯
场馆: 达拉斯喜来登酒店
展位号: 701
快速开挖与隧道工程会议（RETC）由采矿、冶金与勘探协会（SME）主办。该展会通过各类技术报告，聚焦直接影响隧道及地下建筑行业的发展动态、技术、趋势与创新成果。
6 月 9 日（周一）
硬岩隧道掘进机会场
2:30 – 2:50 pm
《抽水蓄能与小型水电的复兴：隧道掘进机与竖井掘进机如何提升可行性》
主讲： Brad Grothen, 罗宾斯公司工程副总裁
罗宾斯两台盾构机泰姬陵立下重要里程碑
近日，印度阿格拉地铁项目现场传来振奋人心的消息，标志着项目团队共同见证了又一重要里程碑的达成。一台绰号“亚穆纳”，直径6.52米的罗宾斯土压平衡盾构机（EPB）成功贯通了连接SN医学院地铁站的中间段，全长约508米，穿越复杂的软粘土层，这标志着绰号“亚穆纳”实现了令人瞩目的第四次重大贯通里程碑。
罗宾斯辐条式土压平衡隧道掘进机在不到三个月的时间里，完成了一段长 508 米的软黏土层掘进作业。
这台 “亚穆纳”盾构机，作为阿格拉地铁一期项目中两台盾构机之一，其姊妹机“恒河”正同步开挖平行隧道。这两台机器在全长29.40公里的阿格拉地铁一期项目中持续稳步掘进。
此次贯通，对承包商Afcons基础建设与Sam印度联合公司而言，是项目推进中的重大胜利。自今年3月23日正式始发以来，该盾构机在不到三个月的时间内完成了艰巨任务，体现了高效与稳定的施工能力。罗宾斯总裁Lok Home对此表示祝贺，并强调了对罗宾斯掘进机耐用性和设计构造的信心，称赞了Afcons-Sam印度联合公司在复杂城市环境中的出色表现。
尤为值得一提的是，在以往的隧道开挖中，该机曾仅距离世界文化遗产泰姬陵约200米处实现贯通。这样历史性的开挖及贯通过程，不仅引起了广泛的关注，还受到了印度总理办公室以及众多重要机构的严密监控与全程追踪。
长距离隧道掘进机：印第安纳州印第安纳波利斯市DigIndy隧道系统中翻新主梁式掘进机的应用
在妥善维护的情况下，隧道掘进机（TBM）的使用寿命可达数十年，且能在一个又一个项目中经过翻新后继续使用。翻新后的隧道掘进机能有多出色？在美国印第安纳州印第安纳波利斯的DigIndy隧道系统项目中，一台翻新后的隧道掘进机就发挥了显著作用。这台直径6.2米的主梁式隧道掘进机最初制造于1980年，经翻新后掘进了40多公里的隧道，并在6至7米直径级别中创下三项世界纪录，其中单月最佳掘进成绩为1754米。在本文中，作者对该隧道掘进机的翻新过程、性能表现以及经验教训进行了分析，为未来计划在长距离工程中使用翻新隧道掘进机的项目提供建议。
相隔 30 年的隧道掘进机设计与性能评估：莱索托高地输水隧道一期与二期工程
尼泊尔逊科西马林引水隧道项目：攻克山区地质难题
通过这段深入的视频，了解更多关于逊科西马林引水隧道项目工程（SMDMP）的信息，视频中展示了创下纪录的罗宾斯双护盾隧道掘进机（TBM）。一起来看看施工团队是如何在山区地质条件下实现单月掘进 1503.3 米、单日掘进 72.6 米的惊人成绩的。
速度非凡双护盾提前11个月实现贯通
5月8日，尼泊尔新都里区举行了一场盛大的贯通仪式，庆祝罗宾斯一台速度非凡的双护盾硬岩掘进机（TBM）成功征服逊科西马林崎岖山地，提前11个月完成了隧道掘进任务。这一壮举不仅彰显了人类工程技术的卓越成就，也为尼泊尔的基础设施建设树立了新的里程碑。 点击观看贯通视频
在尼泊尔总理普什帕・卡迈勒・达哈尔出席的贯通仪式上，众人共同庆祝了这一里程碑式的隧道掘进机贯通 —— 比原计划提前了 11 个月。
这个工程是尼泊尔逊科西马林引水隧道项目（SMDMP），隧道长达13.3公里，是穿越喜马拉雅山脉最长的TBM隧道之一，更是尼泊尔完成的第二条TBM隧道。直径为6.4米的罗宾斯双护盾掘进机在面对极具挑战性的地质条件时，展现出了卓越的性能和适应性。
该项目地质条件复杂多变，包括两个主要的断层带，涵盖了高度节理的泥岩、砂岩、砾岩以及石英岩、花岗岩等多种地质情况。隧道主要穿越火成岩，最大埋深高达惊人的1320米。尽管掘进过程中遭遇了多次护盾被困的困境，甚至有一次在隧道掘进4公里处，掘进机被坍塌和挤压的地面困住长达27天，但经验丰富的施工团队凭借坚韧不拔的精神和迅速的反应速度，成功为掘进机脱困并继续开挖作业。
值得一提的是，在2024年3月，这台掘进机创下了一个月掘进1503.3米和一天掘进72.6米的纪录，两项数据均创下了项目新高。这一成绩不仅弥补了之前因地质问题导致的时间延误，还充分展示了罗宾斯掘进机的高效与可靠。SMDMP项目施工商中铁二局中海外项目经理刘凤凡说：“罗宾斯总体的设计非常合理，设备的性能和完整性都非常的好。而且它在喜马拉雅山地层的适应性也非常的不错”
此次使用的掘进机是一台经过翻新升级的设备，它最初在尼泊尔的第一条TBM隧道——巴瑞巴贝多功能引水项目中以较小的直径作业。施工商项目副经理、TBM生产经理靳海宽对此表示赞赏：“这台机器整合了巴瑞巴贝项目中直径为5.06米的掘进机的整体结构，并成功升级到6.4米直径。所有新的前护盾组件都采用了现场首次安装调试方案（OFTA）组装，这非常有效且值得注意。”
随着隧道的完工，供电和供水工作也将随即展开。该隧道将连接马林河上一座新的28.6兆瓦地面发电厂，有望缓解当地电力供应短缺的问题。同时，它还将用于特莱平原地区的农田灌溉项目，将逊科西河的水引至马林河，为当地居民带来实实在在的福祉。
该项目由尼泊尔能源、水资源和灌溉部下属的水资源和灌溉部负责监督实施。项目的成功完成不仅对受益社区具有重大意义，更为尼泊尔未来的隧道建设提供了宝贵的经验和借鉴。罗宾斯公司总裁Lok Home在贯通仪式上表示：“中铁二局及中国海外工程公司和罗宾斯成功地在尼泊尔引进并推广了TBM技术，展示了其巨大优势。尼泊尔未来需要建设更多的隧道，而我们在这两个项目中取得的出色表现无疑为这个国家和我们的行业注入了强大的动力。”
史无前例的隧道掘进机直径变化
在美国得克萨斯州达拉斯的米尔溪排水减压隧道项目中，一台罗宾斯主梁式隧道掘进机完成了行业内首次洞内直径变更。通过团队协作、不懈坚持与顶尖工程技术，这台设备的直径从 11.6 米调整至 9.9 米。观看视频，了解这一开创性工艺与独特项目的更多细节。
超前钻探和预注浆需要知道的四件事
This blog is the first in a series called “Insights in Brief” that aims to boil down complex concepts into bite-sized facts and key points.
While probe drilling and pre-grouting have a long and successful history in drill and blast applications, their adoption for TBM technology has been more tenuous. Continuous probe drilling and pre-grouting was first pioneered in Norwegian hard rock D&B tunnels, where they have since been used with great success to detect ground conditions and consolidate weak rock ahead of the excavation face. If these methods have great potential to allow TBMs to excavate in difficult conditions, then there must be a knowledge gap. Here, we highlight four key things to know in order to get the most out of probe drilling and pre-grouting.
Number 1: There are always Pros and Cons
Much of the reluctance to adopt probing and grouting is based on a belief that the overall impact on the project schedule and TBM advance does not usually make up for the benefits provided. However, the benefits can be dramatic when compared to alternatives such as stuck TBMs, bypass tunnels, and other costly delays to the project schedule. The ability of a grout curtain to cut off or reduce water ingress and stabilize weak zones is unique to the method. This result has also been proven on hundreds of D&B projects over decades. When tunnel projects such as India’s Tapovan-Vishnugad Hydroelectric Project are considered, where a Double Shield TBM was brought to a halt following a massive influx of mud and water, the benefits seem clear.
There are other barriers towards industry acceptance besides time, however, and that is the perception of cost (both of course being related). In particular, in mountainous conditions or when tunneling downhill, probing may be the only practical approach towards risk mitigation, and pre-grouting may be the best possible option to control water inflows. When the cost of a stuck TBM is considered as the alternative, continuous probe drilling is looking pretty good.
Number 2: The Right Program and Machine Design can make all the Difference
Though the industry view of probing and pre-grouting tends toward the conservative, there are multiple ways to reduce impact to time and budgets while maximizing the benefits:
Plan and optimize the downtime for maintenance and cutter changes to minimize the downtime caused by probing and grouting
Proper scheduling may be one of the easiest ways to reduce downtime compared with current industry standards. To efficiently perform probe drilling and potentially pre-grouting in a TBM process, it is essential to plan the interventions and remove them from the critical path of the TBM process. Detailed planning should be done to coordinate the maintenance and cutter changing stops to the probing intervals. As an example a daily maintenance shift could be sufficient time to complete a grouting umbrella, with the correct TBM set up.
Analyze the drilling performance in detail
To get the most out of probe drilling and pre-grouting, detailed measurements of the advance rates of the probe drilling and the grouting pressure should be done. These measurements enable proper prediction of the ground ahead of the TBM. The drilling could be measured manually or automatically with Measurement While Drilling (MWD) systems, which are commonly used in D&B applications. The MWD system is used to analyze the rock in detail (hardness, water content, rock mass properties, etc.) and can be used to generate 3D-models of the rock mass in order to decide on the rock support or for documentation purposes.
Choose the right TBM Design
Ultimately, choosing the right TBM type can significantly cut time and cost. A customized machine, whether shielded or open-type, can be designed for accurate and continuous probe drilling. While it might seem that a shield machine would have limited drilling trajectories, machines like the Single Shield TBM for New York’s Delaware Aqueduct Repair offer 360-degree probe drilling paths using multiple drills, as well as probe drilling under pressure using down-the-hole hammers through ports sealed with ball joints. No matter what is needed, planning during the TBM design phase will most certainly cut downtime and costs later on.
Number 3: It has been Successful on Difficult TBM Projects
Though probe drilling and pre-grouting have not yet been used extensively on TBM projects, successful examples can be found worldwide. At Canada’s Seymour Capilano Water Filtration Tunnels, using two Robbins Main Beam TBMs, 100% probe drilling (with minimum overlap) and pre-excavation grouting were specified as part of the twin down drives of the Seymour Capilano tunnel project. This was due to the down gradient of the tunnel under high cover where there was a moderate risk of encountering significant inflows. Fortunately the actual groundwater inflows were much less than originally anticipated and so very limited pre-excavation grouting was required. Probe drilling was continuously carried out during TBM excavation, and while it had an impact on progress in the early days, once the crews became familiar with the equipment and procedures the work activity became efficient, and was successfully implemented with minimum impact to progress. Success stories like this are common in deep rock tunnels around the world.
Number 4: Knowledge Level is Key to Success
As with many developments in the tunneling industry, probe drilling and pre-grouting are seen from the view of risk sharing. Risk sharing could entail clearly defined specifications and payment provisions that allow for fair compensation to the contractor so they will not be reluctant to accept the approach, for example. Clear design and environmental criteria need to be established, so the execution of probe drilling and pre-excavation grouting involve the opinion of the contractor, the design engineer, and equipment supplier. In some cases, for example, the contractor may choose to accept moderate inflows that are manageable and do not impact excavation progress.
Training in the operations of probe drilling and pre-grouting will also necessarily lead to greater acceptance. While there is some training available at colleges that offer mining and tunneling degree programs, much of the training for such operations is necessarily hands-on and experience based. With an experienced workforce, the negatives of probe drilling and pre-grouting are greatly reduced. Such hands-on training is currently being provided by Robbins on several projects using a combination of classroom instruction and jobsite operation for crews who are not familiar with the methods.
Ultimately, the adoption of probe drilling and pre-grouting on TBMs is something that must be recognized as an overall benefit to the industry in difficult ground conditions. The technology is well developed in D&B tunneling, and it has been field-tested for decades. It is, in our opinion, the best method of accurately detecting and treating poor ground conditions in front of the TBM.
罗宾斯的跨模式是世界直径超13米最快的掘进机
施工商Kolin建筑公司和罗宾斯现场服务团队齐集工地现场，一起庆祝为土耳其Eşme Salihli铁路隧道作业的跨模式掘进机贯通隧道。
2021年10月，施工商Kolin建筑公司、土耳其国家铁路公司（TCDD）和罗宾斯现场服务团队齐集工地现场，一起庆祝并见证这台罗宾斯设计制造的跨模式XRE，同时也是迄今世界上最快的直径超过13米掘进机的贯通。
这是一台直径13.77米，兼并土压平衡模式和硬岩模式的跨模式掘进机XRE，三次刷新了13至14米直径类别掘进机的世界纪录。打破了自己于今年5月和6月创造的世界纪录，包括最佳日掘进32.4米、最佳周掘进178.2米和最佳月掘进721.8米。这台设备于2021年3月始发，为Eşme Salihli铁路隧道开挖长3.05公里， 作为土耳其国家铁路（TCDD）安卡拉至伊兹密尔高速铁路项目的一部分。
“当我们的跨模式掘进机产生的强度、力和扭矩被考虑进去时，我们认为它是一只野兽。它在这条隧道中表现得非常好，”项目承包人Kolin建筑公司的掘进机经理Onur Kansu说。他补充道：“我们为取得如此高的佳绩感到自豪。”
罗宾斯跨模式在2021年10月贯通。
机器开始在蚀变片麻岩中开挖，然后穿过由片麻岩、砂岩、粘土岩、泥岩、石英和粉土组成的混合地质。开挖将近结束时，机器主要在泥岩中挖掘。开挖前每200米进行一次岩芯钻探，因此施工人员对地质情况充满信心，这只是成就创造世界掘进纪录的几个因素之一。Kansu说：“正确的地质分析、选择正确的掘进机、专业的施工人员和相信能够打破纪录的承包商都是关键。”。“计划的维护周期、专家团队、充足的备件供应以及良好的物流也使我们能够达到预期的掘进速率。”
该项目对土耳其隧道行业尤为重要，它展示了在大直径掘进机下的可能性。Kansu说：“我们驳斥了在土压平衡模式下使用大直径掘进机进行开挖时很难达到高速掘进速率的观点。交跨模式掘进机使我们能够在地质交替时找到快速解决方案，因此我们相信它们将是未来项目的首选。”
隧道开挖完成后，连接安卡拉省波拉特勒和土耳其第三大人口城市伊兹密尔的长达508公里线路将继续施工。工程一旦竣工，安卡拉-伊兹密尔高速铁路将成为该国最长的铁路线，整条隧道路程约3.5小时，以250公里/小时的最高速度行驶。
罗宾斯盾构机最后标段贯通顺利结束62公里墨西哥TEO污水隧道的施工
2019年5月23日，举行了一场庆祝活动：6台直径为8.93米的土压平衡盾构机中的最后一台在墨西哥城的伊米苏. 奥连特隧道（Emisor Oriente，简称TEO）的第4标段完成了挖掘工作，这一壮举标志着历时10年、长62.1公里的隧道施工顺利竣工。“我们为成功完成挖掘工作感到自豪，尽管我们经历了各种困难，例如大量的涌水、液压负荷和不断变化的地质。我们通过对没段地质类型进行调整挖掘模式来解决这些问题，”第4标段包承包商Carso Infrastructura y Construcción（Carso）的机械经理Hector Arturo Carrillo说。
尽管碰到了诸多挑战，但设备掘进速度依然达到日掘进30米和月进尺528米的项目记录。对于这个作业表现Carrillo说，这与用于清除渣土的连续输送系统有很大关系：“应该注意的是，我们的掘进速度归功于优秀的罗宾斯输送机设计。隧道输送机由增压器、垂直带、曲线托辊、推进尾件等部件以及地面部件组成。就我个人而言，我认为这是一个优秀的、令人信赖的系统，帮助我们实现了掘进机的优异的进尺。”
这一项目的贯通是土压平衡盾构机在应急污水项目中所遇到的一些最困难地质问题，最新和最重大的里程碑。10.2公里长的4号标段，从17号竖井延伸至13号竖井，深度达85米，地质包括玄武岩段，中间夹杂着高水压的渗透性砂。“我们的机器必须攻克最恶劣的地质条件，但它们是为挑战这些困难而设计的，”负责第3、4和5号标段三台罗宾斯土压平衡盾构机和连续输送机系统的罗宾斯墨西哥总经理Roberto Gonzalez Ramirez说
所有的机器都是设计可承受4到6巴的水压，配备了复合地质背装式刀盘以应对各种地质条件。根据地质情况，高压碳化钨刀具可与直径17英寸的碳化钨滚刀互换。其他设计包括人仓和物料仓可承受高达7巴的压力，重新设计的铲斗，和用于加固螺旋输送机的悍达耐磨板以及可拆卸的耐磨板，以进一步加强每个螺旋输送机运作。旋转活动接头经过重新设计，以提高在刀盘干预期间的换刀时间，而新的刮刀设计给予刀盘在岩石复合地质条件下提供更大的抗冲击性。
第4标段的掘进机在17号始发井内组装，并于2012年8月投入使用，龙门架和所有的后配套支架位于地面。2012年10月，在设备推进150米后，机器及其后配套系统在隧道内完成了组装。一个月后，连续输送系统也完成安装并启动运行。
在挖掘了405米之后，岩石、刮刀、搅拌杆的一部分和其他磨损材料，促使施工队进行刀盘检查。在高达3.5巴的压力下，项目决定需要进行高压干预。在2013年6月2日，施工队通过隧道中的盾构机进行了第一次高压干预。然而，这些干预措施费用很高，并且证明是耗时的。在大约50次高压干预后，项目的其余部分干预都是大气模式下进行的。 “在大气模式下进行的干预是最大的挑战。因为我们在倾斜隧道上开挖，大量涌入水量测试了到达极限。在所有这些干预措施中，我们必须在盾构机和输送机轴上实施双泵系统，“Carrillo说。尽管每次操作都存在挑战，如抽水量高达每秒180升以及清除隧道中的砂石，但大气模式下干预的成本仍然低于高压下的干预，并且速度更快。
尽管条件很恶劣，Carrillo认为罗宾斯的现场服务都给予整个施工作业很好的支持：“罗宾斯一直为我们提供方案，从不吝啬用他们所有的经验为我们解决问题。举一个最近的例子，在本项目即将结束时，设备的盾体遇到了阻碍，无法前进。必需增加液压系统的压力，把28台推力油缸的压力范围提升到596巴的范围。罗宾斯的现场技术人员都全程和我们一起，帮助我们一起冲破这个障碍。”