第一章 TBM概述 1
第一节 引言 1
第二节 TBM与盾构机 2
一、全断面岩石掘进机 2
二、盾构机 2
三、全断面岩石掘进机与盾构机对照 2
四、全断面岩石掘进机与盾构机结构的互通性 3
第三节 国内外TBM研制概况 3
一、国外TBM研制概况 3
二、我国TBM研制概况 5
第四节 TBM施工特点 5
第五节 未来TBM的发展趋势 6
第二章 TBM原理与构造 7
第一节 TBM分类 7
一、支撑式（敞开式或开敞式）TBM 7
二、护盾式TBM 7
三、扩孔式TBM 8
四、摇臂式岩石掘进机 9
第二节 TBM刀具及破岩机理 10
一、TBM破岩刀具 10
二、盘形滚刀在刀盘上的布置 14
三、盘形滚刀破岩机理 15
第三节 支撑式TBM 15
一、支撑式TBM构造 15
二、支撑式TBM工作原理 29
第四节 护盾式TBM 30
一、单护盾TBM 31
二、双护盾TBM 32
三、三护盾TBM 34
四、双护盾TBM掘进施工水平 35
第三章 TBM后配套设备 36
第一节 后配套分类 36
一、概述 36
二、后配套分类 36
第二节 后配套组成 38
一、后配套系统组成及作业顺序 38
二、主机所需的配套设备 41
三、洞内出碴运输和运料设备 47
四、临时辅助设施 50
第四章 TBM选型 53
第一节 掘进机选用 53
一、TBM掘进技术的适用范围 53
二、选用掘进机施工的要求 54
三、TBM选型的主要因素 56
四、掘进机选型分析 60
五、掘进机的选型方法 62
第二节 主要技术参数的确定 65
一、刀盘直径选择 65
二、刀盘转速 67
三、刀盘总回转转矩的计算 67
四、刀盘回转功率 68
五、掘进机推力 68
六、掘进速度 70
七、掘进行程 70
八、切深 71
九、掘进机数量的选择 71
十、掘进机安装功率的确定 72
十一、更换边刀和扩大孔径 72
第三节 主要部件的选用 73
一、刀盘、主轴承及密封 73
二、驱动组件和驱动方式 74
三、支撑 75
四、护盾 77
五、控制 82
六、数据采集系统 83
七、掘进机其他辅助设备 83
第四节 后配套的选型 86
一、后配套选型原则 87
二、轨行式后配套平台车的选型 87
三、皮带输送机选型 90
第五节 选型实例 94
一、秦岭隧道所采用的TBM施工设计方案 94
二、秦岭隧道施工采用的Wirth公司生产的TBM技术规格 97
第五章 TBM施工准备 98
第一节 洞外场地布置 98
第二节 仰拱块的预制 100
一、厂房建设 100
二、模具安装 100
三、仰拱块生产 100
第三节 翻车机的设置 101
一、翻车机位置选择 101
二、翻车机台 102
三、翻车机安装 102
第四节 洞外供电系统 103
一、秦岭隧道出口供电系统 103
二、TBM施工变电站综合自动化控制系统 104
三、TBM供电系统 104
第五节 供水与通风系统 105
一、TBM供水系统 105
二、TBM通风系统 106
第六节 TBM的进场运输 106
一、TBM大件运输 106
二、集装箱、木箱包装和部分裸件（除大件外）的运输 107
第七节 TBM部件组装场地布置及施工运输 107
一、TBM部件及其特点 107
二、TBM部件的组装场地布置 108
三、施工运输 109
第八节 预备洞和出发洞施工 109
一、预备洞和出发洞的作用 109
二、预备洞的长度与断面形式 110
三、出发洞的长度与断面形式 110
四、预备洞和出发洞施工 110
第九节 TBM的组装与调试 111
一、TBM组装准备工作 111
二、TBM组装的基本技术要求及注意事项 111
三、主机及连接桥组装基本顺序 112
四、后配套拖车组装流程 118
五、TBM后配套系统1～18号平台拖车组装 120
六、TBM主机、后配套系统及其辅助设备调试 127
第十节 TBM步进 130
一、TBM步进准备 130
二、TBM步进作业 131
三、TBM步进注意事项 131
第六章 TBM掘进 132
第一节 TBM施工组织管理机构和劳动力配置 132
一、TBM施工组织管理机构 132
二、TBM施工劳动组织及劳力配置 135
第二节 TBM控制室的操作要点 136
一、控制室的特点 136
二、操作面板布置 137
三、操作步骤及其要点 137
四、操作注意事项 139
第三节 TBM掘进参数的选择 139
一、影响TBM掘进速度的主要因素 139
二、TBM掘进参数的选择 140
三、掘进参数选择的控制模式 141
第四节 曲线地段TBM胶带运输机系统的改进 141
第五节 仰拱块安装与底部处理 143
一、仰拱块安装流程 143
二、仰拱预制块铺设 143
第六节 TBM换步要点和掘进方向偏差调整 144
一、TB880E型TBM换步要点 144
二、掘进方向调整 146
第七节 隧道控制测量与TBM掘进机导向 147
一、工程简介 147
二、洞外控制测量 148
三、洞内控制测量 149
四、贯通测量 149
五、TBM掘进导向 150
六、效果 153
第八节 反坡段施工排水 153
一、隧道反坡段排水的一般方法 153
二、秦岭Ⅰ线隧道反坡段排水实施方案 153
第九节 通风与除尘 155
一、TBM施工通风除尘要求 155
二、通风方式和系统布置 156
三、通风除尘系统的工艺流程与操作要点 157
第十节 TBM施工洞内供电 158
一、TBM电气设备及其主要技术要求 158
二、TBM供电系统线路连接及其布置 161
三、供电系统的常见故障 162
四、安全注意事项 162
第十一节 TBM在掘进中出现的问题及处理方法 162
一、局部洞壁撑紧力不足 162
二、掘进方向偏差超限地段的通过措施 163
三、有关机械的故障处理 164
第十二节 初期支护 164
一、喷射混凝土 165
二、钢支撑的安装 165
三、安装锚杆 166
四、稳定围岩的支护 166
五、软弱围岩的支护 166
六、剥落岩石的支护 166
七、裂隙发育岩体支护 167
八、断层破碎带的支护 167
九、通过岩爆地段的支护 168
十、排水处理 168
第十三节 TBM施工超前地质预报 168
第十四节 TBM不良地质地段施工 170
一、坍滑、坍塌的主要类型、形态及原因分析 170
二、出现围岩坍滑、坍塌后的主要处理措施 171
三、防止围岩坍滑、坍塌的主要措施 172
第七章 出碴与进料运输 173
第一节 运输系统 173
一、TBM掘进隧道的运输系统 173
二、常用出碴及进料系统 176
第二节 运输线路及主要设施 177
一、移动式出碴平台拖车 177
二、洞内线路轨道铺设 177
三、洞外线路轨道铺设 177
四、翻车机及翻车机台 178
第三节 列车编组 178
一、列车组成 178
二、列车数量 178
第四节 机车车辆 178
第五节 牵引力计算分析 180
一、列车牵引阻力 180
二、机车牵引力 181
第六节 列车解体与编列作业 181
一、列车解体 181
二、列车编组 182
三、损坏车辆的解体与编组 182
第七节 运输组织及行车调度 182
一、运输组织 183
二、行车调度 183
第八节 运输安全措施和制度 186
一、安全措施 186
二、列车运行应遵守的制度 187
第八章 TBM的检修与保养 189
第一节 主机及其辅助设备的检修与保养 189
一、油样分析和机况监测 189
二、维修保养 204
第二节 后配套设备的检修与保养 216
一、油样分析和机况监测 216
二、后配套系统维修保养 217
第三节 运输设备的检修与保养 224
一、检查保养 224
二、人员组织 224
三、检查保养内容 224
四、保养维修程序 225
五、日常保养检修项目和内容 225
第四节 TBM维护保养的成效 229
第九章 TBM的拆卸与整修 231
第一节 拆卸洞施工 231
一、拆卸洞的作用 231
二、拆卸洞的结构和断面尺寸 231
三、拆卸洞施工 232
第二节 TBM拆卸前的状态检测 233
第三节 TBM拆卸过程中的技术工作 242
一、TBM拆卸过程中的技术状况鉴定 242
二、TBM拆卸前后的保养 242
三、TBM拆卸过程中的技术档案工作 243
第四节 TBM洞内拆卸 249
一、起吊和运输设备 249
二、拆卸方案 250
三、拆卸注意事项 254
第五节 TBM整修与存放 256
一、整修项目及内容 256
二、典型部件的修整工艺 257
三、拆修后零部件的存放 262
第十章 TBM技术配套管理 263
第一节 TBM技术室的工作内容和制度 263
一、TBM技术室的工作内容 263
二、规章制度细则 264
第二节 备品、备件的管理和保障供给措施 268
一、备品、备件管理 268
二、备件管理人员的职责 271
参考文献 274