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Archives: Projects
山西大水网
三台双护盾为大水网工程作业
项目概况
全长5464公里的黄河，是中国第二大河流，为全国14亿人口中的12%提供水源。然而，它的覆盖范围很短，在长期干旱的山西省——这个地区每年只有大约473毫米的降雨量，而且近年来经历了严重的干旱，加上快速的经济增长。
在数千公里的范围内，山西大水网(GHN)在建造过程中是一项令人难以置信的壮举。隧道网络将从黄河水源中取水，使在干旱地区的2400万人受益。一旦建成，隧道将每年供应23亿立方米的水，提高供水能力和可靠性
整个GHN项目的隧道主要是由钻爆法施工段，和四个指定的全断面隧道掘进法施工段组成。在修建的隧道段里，大约有一半深埋地下。该地区的地形和地质构造复杂; 一些隧道会穿越煤层，受保护区域、地下泉水和其他独特的构造的地质。这些隧道里有甲烷气体、地下水和岩石爆裂等建筑风险
罗宾斯在不同的标段提供了三种双护盾隧道掘进机。中国中铁十八局集团有限公司负责隧道1标段(T1)使用直径5.02米双护盾，开挖全长26公里，穿越石灰岩、白云岩、泥岩、角闪石和片麻岩的隧道。隧道2标段和4标段(T2和T4)分别使用直径5.02米和4.16 m双护盾，分别开挖25公里和15.6公里长的隧道段。这两个工地都由山西水利建设工程局负责运营。隧道3标段(T3)使用的是另一个制造商的隧道掘进机。
地质状况
所有三台罗宾斯掘进机开挖的隧道都位于III级的V级岩石下，从一开始就被认为是具有挑战性的。特别是T4的岩石测试了超过27%的V级和近23%的软土，在III级岩石中只有36%的隧道
崎岖的掘进机设计
这台掘进机的设计目的是满足地质条件和隧道长度。它们都是在上海的罗宾斯中国组装的，然后在工地上重新组装。掘进机的部件是由意大利、德国、瑞士、中国和美国制造
这些机器经过优化，可以快速和安全地掘进，并安装衬砌。六角形衬砌在每个长1.2米的四个环梁里安装。设计中不包括钢筋，但各段之间的垫圈有助于密封。之后，将豆砾沙薄浆注入环隙中，通过一个端口进入环内填充空隙，而一层注浆将它们密封
掘进机有一个独特的，备有冗余支持系统的后配套系统设计——每台机器尾部都有45到50个台车。每个台车有6到10米长。这些冗余系统包括不同的注浆系统，以及至少一个额外的砾沙薄浆系统。这是在一个系统需要维护或关闭的情况下完成的，这样承承建商可以继续掘进，而不会影响整个操作系统的运作。额外的附加功能包括冗余空气压缩机，以及救援室、餐厅和厕所。后配套系统还有一个专门的汽车移动器把两台空渣土车安置在每台供应列车上。渣土可以在不需要驱动车头的情况下进入，这样隧道内的停工期就被降至最小化了。这两辆额外的渣土车有足够的能力为两台机器推进或五环，并且可以用下一辆渣土列车拉出来
不同直径的设备需要独特的设计。在所有的机器上，挤压内部备件，特别是液压，进入一个小直径是一个挑战。T1和T2的机器，直径5.06米，能够在他们的设计中使用传统的扭矩油缸。然而，T4机器的直径仅为4.16米，需要一个旧的设计——格架圆柱结构的。这种设计让人联想起早期的双护盾设计，为直径小于6米的机器提供了一个明显的空间优势。扭矩臂通常在双护盾掘进机上占据很大的空间，而在更小的机器上打开更多的区域来放置马达。它还会留下反相开口，这可以帮助比如更换刀具之类的维护。
隧道掘进
T4
为T4作业的小双护盾于2014年夏天首先始发。这台机器在两个8小时的轮班中开始掘进，第三个8小时的轮班是为了维护保养。这个巨大的工地占地133平方公里，雇佣了一大批工人。障碍从一开始就出现了，在柔软的岩石和坚硬的岩石之间迅速变化，导致频繁更换刀具。粘土堵塞了刀盘，而流入涌水则来自于隧道顶部的湖泊。尽管如此，这台机器在2016年4月实现了840米的最佳月进尺，到2017年春季，已经挖掘出了超过70%的隧道。
T1
为T1作业的机器接着在2015年初始发，在那个时候组装设备成为了一个挑战。掘进机在工地的组装、测试和启动在冬天，温度达零下-25℃时进行。加热设备被使用，并安装了一个温室来保持整个掘进机温度。通过这些措施，掘进机测试和始发顺利进行。自始发以来，掘进机遇到了非常坚硬的岩石——在某些地区岩石强度高达160 MPa，而且掘进缓慢。在良好的地质段，这台机器进尺每月可达1,402米，而到2017年春季，掘进机已挖掘出约36%的隧道长度。
T2
为T2作业的设备是最后一台于2015年春季始发。大约有320人在这个占地20平方公里的工地上工作和生活。T2的机器经历了类似T4地质的变化，在柔软的岩石和坚硬的岩石之间掘进。涌水多次出现，并拖延了开挖速度。聚氨酯灌浆用以控制涌水。但掘进机进尺还是达到每月720米，到2017年春季的时候，已经挖掘出超过三分之二的隧道段。
项目的掘进情况将会继续更新
特拉华州输水隧道修复项目
单护盾隧道掘进机突破重重难关修复世界上最长的连续隧道
项目概况
特拉华州输水隧道长达137公里(85英里)，被吉尼斯世界纪录大全收录为世界上最长的连续隧道，也是美国规模最大的输水隧道。该隧道每一天为纽约市输送城市50-60%的饮用水——纽约是一个拥有850万人口的大都市，另有100万人口居住在城市北部。二十世纪九十年代，纽约市环境保护部(NYCDEP)发现位于哈德逊河下方的一段隧道每天都在泄漏7500万公升的水。
纽约市环境保护部决定修复这个隧道，这也是建造纽约供水系统175年历史中规模最大的一项工程中的一部分。该计划的一个关键部分是一段旁路隧道，它往上连通隧道结构完好的部分，往下通往哈德逊河地下深处继续前进3.8公里(2.5英里)。值得注意的是，输水隧道在隧道挖掘过程中将仍然继续提供供水服务—仅在旁路隧道贯通后关闭水流，以便新隧道能连接到已有的隧道上，关闭时间预计将持续5到8个月。
地质状况
在哈德逊河河床下方183米(600英尺)处，旁路隧道在断裂的、疏松的石灰岩中将会受到压力高达20bar的高压涌水影响。罗宾斯公司为承包商Kiewit-Shea(KSC) 合资公司专门制造的一台直径6.8米（22.3英尺）的单护盾隧道掘进机用于隧道挖掘，其使用的部件能在困难地质条件下进行高效挖掘。
掘进机设计
这台掘进机是根据困难地质方案的特征来设计的，能应付独特的地质条件。
涌水控制装置
由于项目过程中预计会遇到20bar的静水压力，罗宾斯公司为掘进机设计了一个新的主轴承密封系统，该系统由传统的多排唇型密封和紧急充气密封组成。在遇到突然冲进高压涌水的情况下，掘进机会快速被密封住，首先泥槽上的闸刀会关闭，紧接着输送机架构和输送带会从开挖室撤回，然后隔板密封板被收回，最后稳定器舱门关闭。
钻级&灌浆系统
掘进机在护盾中配有两个钻机，从16个不同的位置通过头部进行钻孔，第三个位于安装机上的钻头从额外的14个位置通过护盾进行钻孔。钻机和预开挖灌浆将成为控制和最小化减少涌水的常规工作。此外，如必要的话，由水力驱动的高压潜孔锤能在掘进机前方以20bar的压力掘进60-100米。
压力补偿型滚刀
纽约市环境保护部要求掘进机能够承受30bar的静水压力，因此，掘进机必然要使用压力补偿型盘形滚刀。该滚刀独特的设计结合一个压力平衡系统能够将涌水隔离，而且能在高压情况下保护滚刀轴承的安全。
现场准备
项目建造了两个巨型竖井—始发井5B位于纽约市纽堡区，接收井位于哈德逊河另一边的Wappinger。这些竖井是通过钻孔和爆破方式建造的，每隔30米(100英尺)安装混凝土衬砌。两个竖井于2016年3月完工，纽堡区的竖井深270米（885英尺），直径9米（30英尺），Wappinger的竖井深197米（646英尺）。
掘进机将从一个12米高顶棚的扩底型洞室开始挖掘，顶棚目前还在建设中。纽堡区的竖井配有综合的后勤装备，包括一套为竖井服务而精心设计的起重系统。该系统会在掘进机组装的过程中使用，可提供高达90公吨的起重量
罗宾斯公司与KSC密切合作，确保掘进机组件在设计和尺寸上都小于90公吨，这样就可以使用承包商的起重系统来吊起进入窄而深的竖井口。工厂验收测试于2017年2月进行，掘进机运到现场后，被安装在竖井底部的一个移动底座上，然后被移至隧道掌子面。隧道预计于2017年秋季开始挖掘
随着掘进工作的继续，我们将持续公布项目进展。
巴努高速铁路隧道
强劲的单护盾打通土耳其最坚硬的岩石
项目概况
加济安泰普省位于土耳其东南部,是一个重要的农业和贸易中心，分为9个区，有近170万人口。该省正通过翻修公共交通系统，修建一条连接巴伊镇和努尔达伊区之间的铁路线，简称巴努铁路隧道。巴努铁路隧道将由两条平行的10.1公里(6.3英里)隧道组成，挖掘工作包括凿岩和爆破(2.9公里/1.8英里)，也使用了隧道掘进机 (7.2公里/4.5英里)。
地质状况
由于受东安托里安断层带影响，该地区地质情况复杂，地质状况难以预测。项目的混合地质现象十分普遍，分布着从层状砂岩、石英岩、泥岩到高风化的页岩和白云石灰岩各种岩石，隧道正上方的几处泉水还有可能引发高位渗水。
机器设计
定制化的单护盾隧道掘进机是采用困难地质方案(DGS)设计的。封堵门和紧急密封系统有效地密封了高压涌水。该系统可以减少或消除流经掘进机的泥浆量或水量，并让机组人员有时间安全地进行注浆堵水，在此过程中，掘进机将停止工作，直到水量减少到它可以再次开启的程度为止。
现场组装和掘进
单护盾隧道掘进机采用现场首次安装调试方案（OFTA）。由于现场位于叙利亚边境约20英里（32公里）处，一些部件的运输过程比较复杂，但是安装调试工作在2016年6月就完成了，并在同月举行了启动典礼。
到目前为止，单护盾隧道掘进机遇到了一种强度极高的岩石层，可能是迄今为止在土耳其遇到的强度最大的岩石层。其中变质砂岩和变质泥岩样品的单轴抗压强度测试（UCS）结果达到223兆帕。掘进机的进展速度缓慢，到2017年春季，掘进机已经挖掘了3千多米(1.9英里) 的隧道。
随着掘进工作的继续，我们将持续公布项目进展。
旧金山中央地铁
罗宾斯盾构机在BART线下作业
项目概况
旧金山的中央地铁隧道，蜿蜒穿过市区，并在现有的海湾地区快速交通线(BART)下作业。罗宾斯为这座城市最新的铁路线路提供了两台直径为6.30米(20.7英尺)的土压平衡盾构机。项目由承包商barnard/impregilo/healy合资公司承建，设备以在当地历史人物之后命名为“张妈妈”(Mom Chung)和“大个艾尔玛”(Big Alma)。
地质状况
地质测试发现隧道地质为复合地质。两条2.5公里(1.5英里)长的隧道穿越软土到薄层的硅石、页岩和砂岩基岩，以及混凝土的底土墙。这些作业的设备设计采用了许多特殊的特性，以有效地管理各种不同的地质情况，包括在陡峭的和转弯的方向，和“有特殊条件的情况下”被Cal/OSHA鉴定为含“潜在的加气”里掘进
掘进机设计和掘进
通过紧密的曲线准确地导向这台掘进机是该项目的主要挑战之一。选择了复合地质刀盘，用于挖掘预期的大范围的地质，同时在盾构机护盾之间进行主动铰接，以减少管片损坏、环变形和在无曲线掘进下的沉降风险。这两台机器的设计都是为了能在紧密的转向中进行平滑的挖掘，并在转弯半径小至137米(450英尺)下掘进。罗宾斯的连续输送机在整个隧道中完成高效的出渣
浅埋深、市政管线设施和敏感的建筑需要分析和设计预防措施以限制掘进对沉降的影响。这对于在海湾地区快速交通线(BART)下直接开挖的地铁隧道来说尤其如此。补偿灌浆管道作为一种应急方案被投入使用，但最终用不上，因为这些机器仅在铁路线下的3.4米(11英尺)以下就能得到最小的沉降。仔细监测掘进机的参数是关键，确保掘进不会影响穿过旧金山市中心的关键建筑。
隧道贯通
2014年6月2日，这两台机器中的第一台进洞，第二台机器紧随其后，于6月11日贯通隧道，标志着两条隧道的竣工。在一个月内，这两台罗宾斯盾构机都能在24小时内掘进达到高达40米(131英尺)的最高速度，月进尺达513米(1683英尺)。
孟买输水隧道
创纪录的罗宾斯设备在硬岩的城市地区贯通隧道
项目概况
孟买供水隧道位于Kapurbawdi和Bhandup地区之间。这条隧道为该市大约2050万居民提供了可靠的供水，即使是在那些经常污染孟买水资源的季节性季风季节。这条在玄武岩地质开挖的隧道将缓解孟买目前的漏水问题，并为居民提供了源源不断的清洁饮用水。项目采用一台直径6.25米的罗宾斯主梁式硬岩掘进机开挖全长8.3公里的输水隧道。
地质概况
整条隧道都呈现出复杂的地质条件，其中包括玄武岩、裂缝地层和涌水。
现场首次安装调试
项目采用现场首次安装调试方案(OFTA)来装配主轴承、润滑油系统、后配套系统，以及水平、垂直和堆垛输送机系统。OFTA通过在工地实现首次组装，节省了设备在中国上海的制造工厂预组装的流程，为承包商节省了时间和资金。OFTA在一个100米(328英尺)长的起动仓和一个50米(164英尺)长的尾隧道的井底。设备的组件使用移动式和龙门起重机运送至井里。
掘进和贯通
由于隧道位于城市地区，设备从一个109米(357英尺)深的始发井始发，其始发流程包括使用电缆连接后配套到设备开始一个50米(164英尺)的初始启动挖掘。第一个掘进开始于2012年3月30日，完工后，台车被降低，并安装了一个连续的输送系统，用于渣土的运输和储存。
罗宾斯为该项目提供了掘进机和输送机系统，以及现场服务人员对设备进行监控，并协助日常维护和检查。
尽管这台机器最终取得了成功，但它确实在21个月的时间里经历了相当多的挑战。在整个隧道中都遇到了困难的地质，包括玄武岩、断裂地层和涌水。隧道队采取了所有预防措施，进展缓慢。工作人员在掘进过程中保持良好的通风，并利用持续的排水来处理涌水。
围岩支护在困难的地质上也起了关键作用: 岩石支撑系统和环形梁安装器减少了停机时间，稳定了围岩。具有挑战性的地质条件，加上109米(357英尺)隧道的深度，使这台机器的优秀掘进速度成为一项特别的成就。
直到隧道开挖完成，罗宾斯机器月进尺达到870米(2855英尺)，日进尺达58米(188英尺)，这两项记录都创下了印度隧道开挖的纪录。承包商说，由于“机器性能良好，以及采用输送机系统出渣代替传统的出渣方法”，项目取很好的掘进成绩。
盖雷德输水隧道项目
罗宾斯跨模式掘进机在土耳其迄今要求最苛刻的隧道中脱颖而出
项目概况
盖雷德(Gerede)输水隧道大概是世界上最困难的隧道工程之一，数十个断层带和高达20巴的巨大水压仅仅是其中需要克服的两个挑战。在罗宾斯公司参与之前，一家欧洲制造商提供了三台标准双护盾隧道掘进机试图挖掘隧道，但其中的两台在遇到大量的淤泥和碎岩流入后被困住，无法挽救。2016年，一台罗宾斯跨模式XRE隧道掘进机开始挖掘总长31.6公里（19.6英里）的供水隧道中的最后9公里。由于首都安卡拉长期遭受严重干旱，这条输水隧道被认为是土耳其的首当务之急。一旦完成，补给线将从盖雷德河引水，成为土耳其最长的输水隧道。
地质概况
土耳其处于一个地质构造活跃的地区，很大程度上受阿拉伯板块和欧亚板块碰撞的控制。从更详细的层面上来说，一块面积几乎与土耳其相同，被称为“安纳托利亚板块”的大陆地壳正被向西挤压。该板块向东连接着北安纳托利亚断层，向东南连接着东安纳托利亚断层。断层区的地质条件往往非常多变和不稳定。
在该项目中，安纳托利亚断层带的确制造了许多障碍。地质测试和钻孔样本显示，一种由包括凝灰岩、玄武岩和角砾岩在内的火山岩混合物改变成了类似砂岩、页岩和石灰岩的沉积岩形式。所有这些岩层都被包含有粘土和冲积层的断层带所打断。这台交叉隧道掘进机还将面临一个含水层系统，可能引起高达20巴的高压涌水
机器设计
由于地质原因，该项目使用的掘进机需要一个经过优化的可转换式刀盘来对付坚硬的岩石。刀盘在设计上可以轻易在硬岩和土压平衡（EPB）模式之间进行转换，刀盘外罩可以安装在盘形滚刀或硬质合金刀具上。此外，刀盘采用单向操作设计。所有这些用在XRE掘进机上的设置，可以使挖掘效率更高、消耗动力更低、重新研磨的概率更小。为了应付艰难的地层条件，该项目使用的掘进机还配备了特殊的传动装置。
为了保护机器不受到预计的高水压影响，掘进机采用了一个全面的密封系统。在主轴承周围，有6个密封圈组成的外排密封和3个密封圈组成的内排密封。每个密封圈之间的腔内注满润滑脂以确保恒定压力。万一机器停机，涌水来袭，压力传感器就会检测到涌水，并用润滑脂冲击密封系统来持续保护密封装置。铰接接头、支撑和稳定靴也采用同样的方式进行密封
或许在这个项目中使用的隧道掘进机在设计上最重要的部分之一是螺旋输送机。由于存在大量涌水的可能，掘进机必须配有一个密封的螺旋输送机。然而，通过螺旋输送机输送岩石会产生极大的磨损。为了考虑可能的磨损，螺旋输送机在整个输送线上的耐磨板都设计成可更换式，输送机本身也由多个短节组成，如有需要可以拆卸和更换。输送机还设置了多个人孔用于维修耐磨板，而两个大型可拆卸外壳可以容纳整个螺旋输送机的所有短节
由于地质情况难以预料，掘进中要对任何可疑区域进行探测和灌浆封堵，以保护掘进机不受疏松岩体和水压的影响。掘进机使用了一个由12个直径100毫米，7度角的舱门组成的标准阵列，等间距地分布在后护盾周围。每个舱门都由一个球阀密封，直到需要进行探测时才打开。另外，10个同样尺寸的舱门直接通过前护盾分布，用于探测和灌浆。6个额外的舱口安装在掘进机前部台座上，可以配合位于刀盘中部的气动冲钻使用。
隧道掘进
这台罗宾斯跨模式XRE隧道掘进机于2016年夏天开始挖掘，使用了一些最初的双护盾隧道掘进机中的备用组件和早就为该项目储备好的剩余管片。工作人员在被卡主的双护盾隧道掘进机的一边挖掘了一条旁路隧道，罗宾斯掘进机的组件由南边洞口进入，在一个地下出发仓内采用现场首次安装调试方案（OFTA）进行组装。涌水加大了机器部件的运输难度，但是定制化设计的平板车克服了这个问题，平板车配备的液压升降机将掘进机较大尺寸的部件通过隧道运送到组装仓
罗宾斯掘进机以一个轻微的坡度钻孔开挖隧道的剩余部分，绕过了被卡住的机器，然后逐渐与原来的隧道进行对准。由于遇到了高达32巴的水压、冲积土、流动物质和粘土，这台掘进机需要在土压平衡（EPB）模式下进行操作。通过后护盾超前钻机舱门排出地下水减低了水压，这些舱门配备了常闭型球阀。在通过起初被掩埋的双护盾隧道掘进机区域并继续推进50米（164英尺）后，超前钻进成为常态。至今为止，罗宾斯掘进机已经贯通了剩余隧道长度的25%，并且已经穿过了导致双护盾隧道掘进机被卡住的地段。
墨西哥城的TEP二期隧道
项目概况
作为墨西哥城废水管理工作的一部分，罗宾斯跨模式(XRE)掘进机被选为开挖项目一条5.8公里(3.6英里)的隧道，这使它成为第一台在北美开挖隧道的跨模式掘进机。直径8.7米(28.5英尺)的机器兼并硬岩单护盾和土压平衡模式，可以在截然不同的地质下作业。隧道一旦竣工，将防止城市地区的洪水泛滥，并将污水输送到该地区的第一个污水处理厂，影响210万人的生活。
地质状况
隧道的路径穿过一座高达170米(560英尺)的山脉，穿过离隧道顶部仅8.0米(26.2英尺)的断裂带。隧道的大部分隧道段包括带着凝灰岩带的安山岩，和断裂带里的软土，以及隧道尽头长874米(2,870英尺)的复合软土隧道段。
机器设计
罗宾斯跨模式XRE掘进机的特点是配备可转换的刀盘，它可从坚硬的岩石刀盘转变为土压平衡的刀盘，另外还有一个可拆卸的带式输送机和螺旋输送机，以及多级变速箱，以增加在困难的地质下作业的扭矩。脱困扭矩是可以让掘进机在困难的地质下，不被卡住并自己推进–多级变速箱可以让设备在低速高扭矩下运行，类似土压平衡盾构机运行原理。多级表塑像，可以让刀盘在困难的地质下脱困，否则它可能会被卡住。在硬岩隧道段，掘进机会可以在标准的低转矩，高转速的硬岩模式下运行
这台跨模式的掘进机还有对付困难的地质的其他功能。独特的掘进机被设计抵御涌水，在几个山谷下面开挖。如果碰到大量涌水，位于淤泥槽上的切断台门能够将混合土仓从机器的其余部分封闭起来。通过这种方式，掘进机可以被动地承受较高的水压，而操作人员同时可以采取措施去排水和加固围岩
这台机器配备了连续的超前钻机，使得设备可以广泛的探测前方地质。除了标准的超前钻机外，拱梁钻机还提供了用于注浆和安装超前支架的另一个环，位于隧道顶部120度、靠近刀的位置；而第二套超前/ 注浆钻则位于机器后方，允许设备打出两种型式的孔。
隧道掘进
2015年8月，这台配备20英寸滚刀的跨模式掘进机在硬岩模式下始发。这是一种冒险的举动，因为设备在进入硬岩地质段前的第一段地质是软土。但是设备的速度很快就跟上来了，在12月创下了纪录，又在1月份的时候，机器达到了最快的日进尺42.8米(140英尺)，最快周进尺185.1米(607英尺)。
在2016年年初，掘进机击中了几个接触区的第一个，一个30米(98.4英尺)宽包含破碎岩石和块状岩石。虽然通过接触区进行的挖掘工作进展缓慢，但在更坚硬的安山质碎屑岩石中速度再一次跟上了。在2016年3月，在80米(262.5英尺)深井贯通了隧道，随后设备经过检查和维修，继续前进。
到2016年6月，设备在相当坚硬的地质里掘进，并且创下了两项掘进机的国家纪录，它们分别是日进尺57米(187英尺)，月进尺702.2 米(2303.8英尺)
设备在2016年秋天在破碎的安山质碎屑岩石中掘进时，遇到了一个自然发生的洞穴，它被认为是一个过渡地带的岩石坠落的结果，或者是一个古老的地下湖体它侵蚀了岩石造成。岩洞面积约90立方米，其中不稳定层面积约57立方米。掘进机此时停机，立即采取措施填补了洞穴。
模式替换
到2016年10月底，掘进机已经到达了软土地层的最后部分。在浅埋深的最后一个区域，从隧道顶部到地面的距离小于机器直径的1.5倍，地面有重塑土的一致性。居民区域意味着下沉必须保持在最低限度，并且施工团队决定设备转换为土压平衡模式
将掘进机转换为土压平衡模式需要多个步骤。转换过程开始于刀盘的修改，增加了新的泡沫线的管道，将碴石铲斗上的刀变成了土压平衡的软土刮刀，并去卸除碴石铲斗。在刀盘上的可移动的面板被改变，从硬岩石刀盘改变为土压平衡模式刀盘需要的开口率(从7.9%到18.95%的开口率)。其他步骤还包括在土仓里安装混合条，把掘进机的带式输送机切换城螺旋输送机，为土压平衡的添加剂改变流体系统，并安装盾尾密封和铰接密封，以使设备能在压力下掘进。
这台机器已经盖住完成，准备在2017年初开始继续掘进。由于地面坡度只有12到14米(39到46英尺)，这台机器会在埋深大约18米(59英尺)的隧道段开始作业。到2017年3月，掘进机表现良好，只剩下517环(约7.75米，2.543英尺)。掘进机在软土地质段，仅在一个12小时排班操作下，最佳日进尺达到13环(19.5米，64英尺)，尽管由于居民区域的限制，工作时间有限。设备还是在2017年5月下旬成功贯通。
印度斋浦尔地铁
两台盾构机在历史文物建筑下穿行
项目概况
印度的斋浦尔市，被一堵六米高、三米厚的墙包围着，有七处闸门。在这些精致而具标志性的历史建筑下面，正是斋浦尔的地铁一号线的隧道线路。在这个项目中，承包商大陆工程公司(CEC)决定翻新他们的两台直径6.52米(21.3英尺)的罗宾斯盾构机， 来开挖长度为2.3公里(1.4米)，直接位于历史悠久、建于1927年的钱德门下的隧道。
地质概况
在这个特殊的项目中，人们不认为地质是一个主要的问题。这些硼砂主要由粉砂和少量粘土和砾石组成。然而，由于地质条件和始发井地区极低的埋深，尤其是在钱德门门下的部分，引起了极大的关注
机器设计
红粉古城的钱德门入口
承包商选择翻新它的两台直径6.52米(21.3英尺)的罗宾斯盾构机，设备在之前用于新德里地铁项目。罗宾斯的盾构机在印度进行了翻新，并为斋浦尔项目定制。新德里的原始机器开挖的是一条笔直的隧道，不需要主动铰接系统，但是在斋浦尔，这条隧道转弯半径有430米(1,410英尺)，需要机器被铰接。护盾基本上被切成两半，另一部分在承包商的铸造场中形成了主动铰接关节盾。此外，还安装了新的a+b注浆系统，以及先进的隧道导向系统，以监测每台机器的位置。
在历史建筑钱德门下开挖
钱德门，进入红粉古城的七个入口之一，是直接在第1号线的掘进路经上方，历史地标之一。墙和门的建筑材料由不固定的石块和石灰砂浆结合而成，面对的是一种沙子和石灰砂浆，对隧道的沉降没有任何抵抗。相反，表面沉降的允许值为4毫米(.16英寸)。然而，也有一项印度的考古法律使赌注变得更高。它声称, “谁破坏、伤害、残害、破坏、修改、删除,分散,误用, 危及或允许衰败保护纪念碑, 或删除从一个受保护的纪念碑雕塑、雕刻形象、浅浮雕、铭文或其他对象一样 ,应当判处监禁一个术语可能延长到六个月可能扩展到五千卢比的罚款或两者兼而有之。
在没有任何不利影响的情况下，在城门下掘进机的关键是在设备到达影响区域之前，对设备的操作参数进行仔细分析。在此过程中，这些参数在重新启动后得到维护，类似的结果也被完成，直到第75环，表面的轻微上升。由于升压的增加，盾构机的压力降低到1.2巴，刀盘的速度降低到1.1 RPM。这些变化减少了在容限制范围内的起伏。尽管振动水平很小，当设备接近城门时，刀盘的速度被进一步降低到1.0 RPM，以降低振动的风险。采用这些参数，这台机器顺利安全通过了城门和影响区域。在大门附近的最大记录沉降是2毫米(.08英寸)，绝对没有任何负面影响到大门。有了第一次掘进机的经验，第二台盾构机也在城门下以最小的沉降和没有损坏穿过该区域。
卡基水力发电项目
罗宾斯双模式掘进机克服种种挑战，并促成了跨模式掘进机的诞生
项目概况
在600米(1,968英尺)埋深下穿越土耳其中部的山腰，Kargi Kizilirmak(卡基)水力发电项目是该地区完成的最具挑战性的隧道工程之一。承包商Gulermak采用了罗宾斯一个直径10米(32.8英尺)的双护盾硬岩掘进机为来开挖将水从大坝引到发电站的头道隧道。整个隧道，包括全断面隧道掘进机和爆钻开挖部分，长度为11.8公里(7.3英里)。该项目每年为项目业主Statkraft制造470千瓦时的电力，足以供应约15万户家庭。这个项目极具挑战性的地质条件使得机器必须在隧道内进行改造。这个项目遇到的种种困难很大程度上促成了今天使用罗宾斯的跨模式系列掘进机的诞生。
地质条
隧道沿线的地质预计由基里巴斯复杂卡基蛇绿岩(包括砂岩、粉砂岩和泥灰岩)最初的2300米(7545英尺),紧随其后的是1000米(3280英尺)的昆达斯变质岩(包括大理石、梅特拉瓦和变泥质岩),剩下的8500米(27887英尺)由比纳麻斯火山岩(包括玄武岩、聚结和安山岩)。岩石的强度预计达到了140 兆帕。多个断裂带和过渡区增加了地质条件的复杂性。
始发
在2010年初始发后不久，这台机器就遇到了地质报告中所描述的严重问题。地质学由块状岩石、沙和黏土组成。掘进至80米(262英尺)的设备被困在一段坍塌的地面上。为立即应对避免了刀盘被困在块状岩石中，工作人员开始了半次冲程半次重置。尽管采取了这些措施，但这台机器遇到了一段非常松散的地面，粘土含量很高。另一个坍塌发生在刀盘的前面和渣土的重量困住了刀盘
在评估了所有可用选项后，决定需要一个旁路隧道。罗宾斯现场服务协助施工商Gulermak设计隧道和制定解决方案，让刀盘脱困，稳定了受干扰的地面。爆破技术被排除，因为对爆炸引起的振动引起的进一步塌陷的担忧; 因此，挖掘工作是用气动的手持破碎机进行的。本希望这段不好的地方将会是偶然情况，很快就被证明是错误的，而且地质的实际复杂性变得很明显。在隧道的前2公里(1.2英里)内还需要6个旁通隧道。
承包商和制造商通力合作一起开发和改量了旁路隧道的掘进和手工隧道施工技术，这使得平均修建一条旁通隧道旁的时间仅为14天。虽然有明显的延误与停机时间有关，所有的隧道都安全及时地完成了。尽管遇到了很多挫折，但掘进机还是成功地穿越了许多可以卡住机器的断层。旁通隧道工程已经成功完成，这意味着，困难地质地段被认为将成为个别事件。
跨模式掘进机的诞生
为了在困难的条件下取得进展，承包商、业主、顾问和罗宾斯工程师共同努力制定了解决方案。承包商在现场服务团队的协助下，安装了一个罗宾斯定制的拱顶钻机和定位器，以允许管道支架通过前盾安装。钻机可以在刀盘之前达10米(33英尺)探测围岩，直径90毫米(9厘米)的铁管顶部120至140度的隧道顶部提供额外的支撑。在软土地上挖掘时，注入树脂和灰浆防止拱顶坍塌。由于成功使用的超前钻技术, 施工商Gulermak能够测量和回填高度高于刀盘在某些断层超过30米(98英尺)地围岩, 此外, 能够帮助检测松散土壤接缝和掌子面前方的破碎岩石。
为了进一步减轻挤压地层或倒塌的影响，定制的减速器被订购并改造成刀盘发动机。它们安装在驱动电机和主要两级行星变速箱之间。在标准掘进操作过程中，减速器以1:1的比例操作，不提供任何额外的减量，并允许刀盘转速达到挖掘硬岩的速度。当机器遇到松动或挤压围岩时，减速机投入使用，从而降低了刀盘速度，但可用扭矩增加了近一倍。这种修改使双护盾硬岩掘进机在断裂带和挤压地层区域可以像像土压平衡盾构机一样扭矩和低转速挤地运转。这些方法有效地防止了机器被卡住。此外，在正常的辅助推力与双重总推力之间安装了短冲程推力千斤顶。
从卡基项目掘进机的修改不被认为是孤立的地质应对设计，让罗宾斯开发新系列双模掘进机，现称为跨模式掘进机。跨模式掘进机也被称为混合模式或双模式掘进机，能够在地质迥异的隧道。跨模式掘进机的特征是兼并两种掘进机类型的操作模式，并且是本需要多台掘进机开挖的混合地质隧道的理想选择。
创新成果
尽管最初进展缓慢，但罗宾斯的双护盾掘进机在修改后取得了一些显著的进展，这使得它成为具有双模式特征的双护盾掘进机。在2013年3月实现了一个月600米(1,986英尺)的进尺，并在2014年春季取得了项目最佳月进尺约723米(2372英尺)，其中包括2014年4月最好的日进尺39.6米(130英尺)。这些表现，让掘进机明显优于从隧道的另一端采用钻爆法的开挖。那一端采用钻爆法开挖的工作人员在相对良好的地质4公里(2.5英里)的隧道段下，月进尺可达近300米(984英尺)。采用隧道掘进机开挖的隧道段全长7.8公里(4.8英里)，于2014年7月完成了隧道最后一个贯通。
格罗夫纳斜井隧道
首台应用在昆士兰采矿隧道上的掘进机
项目概况
格罗夫纳矿业, 一个以绿色煤矿开采的运营管理, 是第一个昆士兰采用全断面隧道掘进机技术开挖隧道的矿场。业主英美资源集团选择了直径8米的罗宾斯跨模式掘进机和连续输送机系统, 同时采用了罗宾斯经验丰富的现场服务团队提供的现场首次安装调试方案(OFTA)组装设备。由于隧道开挖速度和维护等因素表现更出众，项目选用了新型的跨模式掘进机而非传统的巷道挖掘机。设备分别开挖两条坡度为1:6和1:8的巷道, 一个用于输送机运输, 另一个用于工人和物料出入。
地质状况
两条隧道的地质状况非常复杂，它们都包含混合地层和硬岩组成。 两条隧道的前300米(984英尺)含大部分的复合软土，比如软粘土和土壤。
机器设计
这台跨模式掘进机可以兼并硬岩和复合软土作业下的功能。此外, 掘进机在气态条件下作业。独特的掘进机设计包括刀盘能互换硬岩和软土的切削刀具, 个两级式、中位安装的螺旋输送机, “快速拆卸系统”, 和抵抗地下环境中甲烷气体可能性的防爆组件。选择这台兼并土压平衡功能的设备，不仅由于软土复合地质, 也因为由于地质含有甲烷气体。 有这样的功能，它可以被稀释或安全地从隧道中清除。
开挖和贯通
格罗夫纳建设项目开始于2012年7月。用于输送机运输的第一条倾斜隧道,输送机, 在2013年12月底至2014年5月开挖作业, 实现进尺每周达90米(295英尺)。快速出渣系统是成功的设计, 它使掘进机的内盾从160米(525英尺)的表面深度，通过专门设计的传输车收回到地面。为了运输机器到下一条2公里(1.2英里)的隧道, 掘进机必须分拆分两个部分, 并需要一个大600吨龙门提升。
2014年11月， 机器再次投入开挖用于工人和材料通道的新隧道作业中。掘进工作用了88天完工，平均每天掘进10.9米(35.7英尺), 最好的一天为25.2米(82.7英尺)。掘进机的平均每周进尺为70米(229.7), 速度是传统巷道挖掘机的14倍。掘进环境和第一条隧道类似, 除了甲烷气体水平升高为了安全地把气体从隧道需要几个临时停工外，还攻克服了一些挑战。2015年2月9日最终贯通。机器在完成第二个隧道, 机器的盾体再次留在隧道内提供持续的支持。