Category: 白皮书论文

在150米深的混合地质下挖掘墨西哥城的巨型隧道：TEO污水隧道第五标段

墨西哥城拥有1,900万居民，是世界上最大的城市之一，但其大部分基础设施都在努力跟上。从1970年到200年，人口翻了一番，如今产生了40立方米/秒的废水；然而，容量仅为10立方米。此外，该市的大部分废水未经处理，通过一个开放的下水道和地下管线网络流动。

国家水资源委员会（NationalWaterCommission，Conagua）已经制定了一项关键性的计划，以缓解健康问题，以及如果污水管道出现故障可能引发灾难性洪水的可能性。他们计划的主要内容是该国最大的基础设施项目 Túnel Emisor Oriente（TEO）。这条长62公里的隧道将连接到墨西哥城的第一个污水处理厂，并将缓解洪水。在地球上一些最复杂的地质中，总共有六个隧道掘进机正在挖掘隧道。

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最新的切削技术在坚硬岩石中高效掘进

对于硬质岩石中的掘进机，需要考虑的两个最重要的参数是刀具性能和穿透率。这两个考虑因素相互高度依赖，因为刀具通常是限制机器推力的关键部件——一个决定净穿透率的关键变量。在这种情况下，优化刀具性能非常重要，不仅要优化净穿透率，而且要最大限度地减少更换刀具所需的时间，最大限度地延长钻孔时间。在过去的五年里，人们对刀具开发进行了大量投资，使刀具能够承受最具挑战性的条件。本文介绍了近年来推动刀具技术进步的发展和挑战，以及这些发展在近期项目中的成果。

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在Bahce-Nurdag铁路隧道挖掘土耳其最坚硬的岩石

土耳其东南部的加济安泰普省以安纳托利亚东部断层内的复杂断裂岩石为特征，现在是一个重要的铁路隧道项目的位置。该省人口近170万，正通过一条连接 Bahçe镇和 Nurdağı镇的铁路线对其公共交通进行翻修。Bahce-Nurdag铁路隧道由两条平行的9.75 公里隧道组成，由新奥法挖掘850 米和全断面掘进机挖掘8.9 公里。

承包商Intecar Yapi Turizm Elektrik Insaat San采用罗宾斯直径8米的单护盾构掘进机开挖两段隧道。本项目以混合地面条件为主，从磨粒、夹石英岩脉的砂岩和泥岩到强风化页岩和白云质灰岩。到目前为止，隧道掘进机遇到了土耳其有史以来挖掘的最坚硬的岩石，岩石强度在136至327兆帕之间。

本文将分析掘进机的性能，以及在困难的地面条件下，滚刀的性能和磨损情况。它将讨论掘进机设计和项目物流，包括土耳其偏远地区的现场掘进机组装。最后，根据工程结果，提出了适合于硬质磨蚀岩的掘进机设计和刀具使用的建议。

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罗宾斯盾构机斋浦尔标志性城门不足5米下掘进

大陆工程公司（Continental Engineering Corporation ，简称CEC）为斋浦尔地铁项目开挖的隧道临着世界范围内地铁项目通常面临的挑战，包括小场地，以及有关路段和淤泥储存空间等的相关问题。然而，这些挑战相对较简单。与隧道施工所面临的挑战相比。土压平衡盾构机（EPB）需要在极浅的埋深下掘进，以及在几个文化敏感的历史建筑旁边和下面掘进。在考虑隧道引起的地面沉降和振动的可能后果时，这些结构及其施工方法及材料的使用寿命非常令人关注。本文将介绍为确保这些历史建筑不受隧道施工的不利影响而采取的有关隧道掘进和地表监测的措施。

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困难地质解决方案：新的掘进机解决方案为成功铺平了道路

在许多隧道掘进机驱动的隧道中，出现挤压地址、高涌水、大块石等挑战是一种现实的可能性。困难的地质解决方案（DGS）在提供准确的地面调查的同时，降低了承包商和业主在这些条件下的风险。这些方法如何付诸实践的故事涉及到在最近的一个项目上测试盾式硬岩隧道掘进机勇气的困难。从这些挑战中产生的是一种新的方法来处理岩石和混合地基中的预测和不可预见的地面条件。如双行程刀盘驱动、用于表面稳定的高压灌浆注入系统和涌水控制等DGS功能是可定制的，应视为内置在盾式硬岩隧道掘进机中。本文将介绍由现场经验提供的解决方案，在困难地区取得成功所需的工具，以及如何应用它们。

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罗宾斯主梁式在极坚硬和不稳定岩石地质下为挪威水力发电项目开挖隧道

这台在2015年12月为Røssåga水力发电项目贯通隧道的掘进机，是20多年来第一个在挪威作业的隧道。在掘进中， 掘进机遇到了极坚硬的岩石地质，其强度高达280 兆。这样的地质对于掘进机和其刀具都是一个极端的挑战。在掘进中，更换了一个高效的主轴承也在隧道内完成。本文讨论了整个项目，包括掘进机设计、现场首次安装调试方案（OFTA）、所遇到的挑战及项目的成果。

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大直径20英寸滚刀：硬质岩石刀具寿命和性能的比较

优化在硬质岩石中掘进滚刀的使用寿命和穿透率是预测项目成功的重要指标之一。随着硬岩掘进机在越来越困难的条件和更长的隧道中使用，使用哪种类型滚刀的问题变得至关重要。在中国东北地区的一个这样的项目中，对9种不同直径8.5米的硬质岩石、各种制造商的主梁式掘进机进行了不同类型滚刀的钢材和尺寸的试验。掘进机在类似的花岗岩地质中挖掘了一条巨大的水隧道。

本文将以中国最新的实例为研究重点，对20英寸滚刀的发展和大直径刀具的情况进行研究。将讨论不同的推进速度、刀具寿命、工具钢材和挖掘岩石的挑战。本文最后给出了在坚硬岩石中长隧道掘进的掘进机中最佳刀具寿命的建议。

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利用“指挥椅”模拟器技术优化现代掘进机性能

隧道掘进机的总体设计中，隧道掘进机的司机室和控制装置往往是优先考虑的问题。然而，它们的正确设计和包含最新技术意味着一个成功的项目和一个失败的项目之间的区别。

在用于软土复合地质机器上，行业通常让操作员控制对特定机器或控制系统几乎没有或根本没有实际经验的机器。在某些情况下，这种做法可能会导致重大事故，如人口稠密的城市地区的地面隆起或落水洞，造成重大破坏、停工以及无法估量的损害和成本。

本文将讨论掘进机操作员操作中的掘进和发展，以及“指挥椅”技术作为一种训练工具（以掘进机模拟器的形式）和现代掘进机控制方法的应用。

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朗德西部分支旁道项目-掘进机在纽约哈德逊河下的高水压和高进水条件下在硬岩中掘进

本文介绍了一台单护盾硬岩隧道掘进机用于纽约州的高涌水和高水压的硬岩地质下掘进。为了克服困难条件，掘进机设计用于处理2500 gpm的进水量，并在30巴的压力下密封。掘进机将开挖一条隧道来替换特拉华州渡槽的一部分受损部分，该渡槽向纽约市供应一半的原水。2.5英里的绕行隧道穿过哈德逊河（Hudson River），地质结构由页岩和石灰石组成。

由于水压和进水量较高，掘进机设计有新的主轴承密封系统，如果遇到高涌水，则关闭掘进机。设备配备两个排水系统和多个钻孔和注浆系统，用于开挖前注浆和分段衬砌回填。针对本项目制定了系统的钻孔和注浆程序，并将其纳入掘进机和备用设计中，以确保设备能够处理本项目极其困难的地质条件下作业。

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运用刀具仪器技术的智能滚刀监测系统

在机械化隧道施工中，掌子面的连续地质信息是必不可少的。刀具仪器的最终目标是实时监测单个刀具的操作，获得更真实的刀盘推力值，并在刀盘前方获得更好的地质信息。对这些信息的分析可以为机械挖掘提供深入的了解。刀具操作信息具有直接和间接的优点：它有助于更好地预测和监控刀具使用率，并且可以降低计划外刀具或更换环的成本，从而更好地规划库存、人力和翻修刀具需求。

目前滚刀刀具仪器技术被设计成一个方便安装的仪器包，用于监测单个刀具的转速、磨损、温度和振动。数据记录器服务使用低功率无线电技术无线接收刀具信息，并实时显示刀具状况。使用刀具仪器，操作员持续监控刀具状况，从而提高效率、降低停机时间，并防止意外的环磨损相关损坏导致轴承和刀座进一步损坏。在罗宾斯岩石掘进机上进行了刀具检测技术的试验，并给出了以往和近期的试验结果。讨论了延长寿命和提高可靠性的设计改进。

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