適用于超小轉彎半徑的緊湊型TBM設計關鍵技術研究及應用
——以山東文登抽水蓄能電站排水廊道隧洞工程為例

路振剛， 王建華， 朱安平， 潘福營， 李 坤， 陳良武

(1. 國網新源控股有限公司， 北京 100761； 2. 中鐵電建重型裝備制造有限公司， 云南 昆明 650032； 3. 中鐵工程裝備集團有限公司， 河南 鄭州 450016)

0 引言

全斷面巖石隧道掘進機簡稱TBM(tunnel boring machine)，它能夠滿足掘進、出渣、支護等多道工序同時作業，具有掘進速度快、成形質量高、安全和環保等多種優點[1]。自1964年開始，我國TBM設備研制與施工應用已有50余年，TBM應用及隧洞施工技術在各工程領域內迅猛提升[2-3]。目前，國內外TBM的轉彎半徑集中在200～800 m，江南線山嶺段線路的“錢南號”TBM最小轉彎半徑為400 m[4]； 黎巴嫩貝魯特供水項目采用直徑3.5 m的凱式敞開式TBM實現了300 m小轉彎半徑掘進[5]； 深圳地鐵6號線2期工程雙護盾TBM最小轉彎半徑為260 m[6]； 克薩斯州奧斯汀市的Parmer航線污水攔截項目采用直徑2.5 m的雙護盾TBM實現了150 m小轉彎半徑掘進[7]。

抽水蓄能電站工程為TBM小半徑曲線施工應用的新興領域，其施工不同于山嶺輸水隧洞，具有掘進區間短、線路曲線小、頻繁過站、場地環境受限等特點，按照原山嶺輸水隧洞TBM的設計已不再具有普遍適用性，需要根據實際環境和工程特點進行必要的選型和針對性設計。

目前，國內學者已經針對小半徑曲線項目TBM選型及適應性設計、抽水蓄能電站TBM施工關鍵技術和風險開展了一定研究。文獻[8]從 TBM 技術的發展和抽水蓄能電站的特性方面，初步探討了抽水蓄能電站地下硐室 TBM開挖的可行性，論述了抽水蓄能電站 TBM 開挖解決方案。文獻[9-10]簡述了國內外抽水蓄能電站引水斜井施工現狀，總結了國外采用隧道掘進機進行抽水蓄能電站引水斜井施工的經驗，討論了抽水蓄能電站引水斜井TBM施工中的幾個關鍵問題，研究了TBM 施工中的風險評估問題，并論證了TBM在抽水蓄能電站施工的可行性； 文獻[11-12]分別提出了一種可實現TBM超小半徑轉彎的新型推進系統，解決了TBM轉彎半徑受限的問題； 文獻[13-15]從TBM刀盤設計方面入手，提出了基于最小破碎比能TBM滾刀間距設計方法，在硬巖條件下“一”字布刀比“十”字布刀具有更高的破巖效率； 文獻[16-17]對掘進機過站技術進行了研究，提出平移和空推的過站方式，解決了TBM過站多次拆解、組裝、調試以及對車站影響的技術難題。

國外抽水蓄能電站起步較早，歐美、日本等發達國家于20世紀六七十年代已開始將TBM應用于抽水蓄能電站施工； 我國抽水蓄能電站的建設起步相對較晚，且主要依靠鉆爆法施工。

鑒于TBM在國內抽水蓄能電站的應用還處于起步階段，且相關探索研究較少，同時考慮到應用環境對TBM的各項指標要求較高，本文依托山東文登抽水蓄能電站30 m轉彎半徑排水廊道項目，對緊湊型TBM在抽水蓄能電站排水廊道隧洞的應用選型技術、針對性設計、應用效果等方面進行了研究，以期對緊湊型TBM在抽水蓄能電站排水廊道的后續應用提供參考。

1 工程背景及TBM設計要求

1.1 工程背景

文登抽水蓄能電站位于山東省威海市文登區，蓄能電站中的上層、中層、下層排水廊道采用TBM施工，開挖洞徑均為3.5 m，洞室布置如圖1所示。

圖1 抽水蓄能電站洞室布置

上層排水廊道長928 m，隧洞布置為“啞鈴”型，過渡位置采用“S”彎設計，共包含2處30 m轉彎半徑和4處50 m轉彎半徑隧洞段，上層排水廊道規劃示意如圖2所示。

中層及下層排水廊道長1 478 m，隧洞布置為 “螺旋回字”型，過渡位置轉彎半徑均為30 m，共包含7處30 m轉彎半徑隧洞段。中層及下層排水廊道規劃示意如圖3所示。

圍巖巖性為石英二長巖、二長花崗巖，飽和單軸抗壓強度最高200 MPa，平均110 MPa，石英質量分數為50%～ 60%。隧洞埋深170～420 m，縱坡為40‰，斷層為f11-17、 f11-23斷層， f11-23斷層影響帶產狀為NE85°、SE75°，寬度為30 m。

圖2 上層排水廊道規劃示意圖

圖3 中層及下層排水廊道規劃示意圖

1.2 TBM設計要求

根據工程分析可知，TBM要具備超小轉彎半徑掘進的能力，同時在巖石強度高的情況下，要具備高效破巖的能力； 在工程距離較短的前提下，TBM要具備施工經濟和轉場快速便捷的能力。

1)抽水蓄能電站排水廊道隧洞圍繞地下廠房修建(如圖1所示)，受線路布局等客觀條件限制，需要設計合適的曲率，與引水隧洞普遍的直線線路或者大曲率半徑線路不同，其曲線轉彎半徑要求極小，多為30～50 m。TBM設計時需著重考慮超小轉彎半徑施工的整機適應性，TBM調向、設備通過能力、皮帶機出渣等方面需特殊設計，以滿足整機小半徑轉彎的性能要求。

2)因抽水蓄能電站修建選址的特殊性，緊湊型TBM多應用在以Ⅱ、Ⅲ類圍巖為主的隧洞中，巖石飽和抗壓強度多為90～150 MPa，巖石質量指標RQD值為80%～95%，圍巖完整性好，石英質量分數高。TBM長距離掘進的情況下，對TBM的高效破巖能力、刀盤耐磨性要求較高。

3)小半徑轉彎工況時，邊緣滾刀刀圈內側將承受較大的載荷且受力嚴重偏離了正壓力方向，會加速邊緣滾刀刀圈內側的磨損，因此，需對邊緣滾刀進行針對性設計以延長刀具使用壽命。

4)排水廊道隧洞圍繞地下廠房螺旋分層布置，每層受交通洞、排水洞線路交叉影響，相鄰洞口間距為100～400 m，連續開挖距離較短，過站頻繁。同時，受洞內運輸、組裝場地空間限制，無法安裝大型起重機械，TBM主機在擴大洞室組裝完成頂推掘進至始發洞室后方可進行后配套組裝。因此，應盡量縮短TBM主機、單機和整機長度，減小各部件的結構尺寸、質量，以方便洞內運輸、吊運和組裝，縮短整機組裝時間。

2 緊湊型TBM針對性設計

2.1 超小轉彎半徑TBM推進系統針對性設計

TBM的機型主要有敞開式和護盾式2種，其中，護盾式TBM受筒狀護盾與隧洞圍巖接觸限制，轉彎能力較差； 與護盾式TBM相比，敞開式TBM能夠適應的轉彎半徑較小。

根據支撐洞壁結構的不同，敞開式TBM主要分為主梁式和凱式2種結構形式，示意如圖4所示。

(a) 主梁式結構

(b) 凱式結構

2種支撐結構的TBM調向原理類似，通過撐靴油缸行程差迫使TBM中心線偏移隧洞中心線，從而實現TBM轉向。但二者也有所不同，凱式TBM掘進過程中無法調向，需要在一個掘進行程結束換步時調向，轉彎時開挖線路為弦線； 主梁式TBM開挖線路理論上可以和曲線隧洞的設計軸線保持一致，但實際執行過程中并不是每時每刻都在調向，而是間斷性地調向，開挖線路是一條首尾相接的多段連續線段。

上述2種結構形式的敞開式TBM在洞徑3.5 m時可適應半徑大于300 m的轉彎，例如： 黎巴嫩貝魯特供水隧洞采用開挖直徑3.5 m的凱式敞開式TBM，隧洞最小轉彎半徑為300 m，已順利貫通。但對于30 m的超小轉彎半徑隧洞，上述2種結構均無法滿足。

針對30 m的超小轉彎半徑隧洞，為增強小半徑曲線轉彎通過性，對TBM在結構上進行了創新性改革，摒棄傳統的設計理念，采用新的空間結構形式，首次在雙護盾TBM的基礎上，取消尾盾、輔推油缸、管片拼裝機等設計，結合敞開式TBM的錨網噴支護系統設計了緊湊型TBM推進系統。

將刀盤、前盾、主驅動作為設備前端部分，支撐盾和撐靴作為設備后端部分，小直徑TBM中間通過多根V型推進油缸連接(大直徑可以采用轉矩梁和平行油缸的結構形式連接)，油缸端頭采用球型鉸接形式。這樣既能保證設備的穩定性和可靠性，又具備靈活性和超大轉角性。推進系統的結構示意如圖5所示。

圖5 推進系統的結構示意圖

當TBM需要轉彎時，在一次調向中主機移動距離為Δl(Δl<

(1)

圖6 緊湊型TBM轉彎示意圖

2.2 超小轉彎半徑TBM導向系統針對性設計

針對超小轉彎半徑隧洞的特殊施工環境，尤其是30 m轉彎半徑和主控室遠程控制等特點，提出了一種新型TBM激光自動導向系統。其具有以下創新：

1)與主控室通過光纖遠程連接控制。

2)采用間接測量的方式，將支撐盾體作為測量對象，結合推進油缸行程進行主機姿態的推算。

3)通過控制推進油缸行程差，進行盾體姿態的調整。

TBM激光自動導向系統主要的硬件設備包括防震型激光標靶(EIS-1225-T)、中央控制箱(CBHFM-0601)、無線信號電臺(ZTRS-19)、網端盒(ZTWD-19)、中繼盒(RS/EIS)、全站儀(TS16)、帶有導向系統的工業電腦以及PLC控制系統等，其原理如圖7所示。

圖7 適用于超小轉彎半徑TBM的激光自動導向系統原理圖

激光自動導向系統工作流程如圖8所示。

圖8 激光自動導向系統工作流程

2.3 超小轉彎半徑TBM物料運輸及后配套系統針對性設計

TBM在小半徑曲線施工過程中，會因隧洞曲率的變化造成皮帶機跑偏撒料、物料運輸不連續、后配套臺車受側向力滾轉、設備通過曲線時異常碰撞損壞。為增強緊湊型TBM對小半徑曲線的適應能力，需對出渣系統的適應性和后配套系統的通過性等進行針對性設計。

1)皮帶機的主要功能是將刀盤開挖的渣石運送到TBM后配套后部的渣車上。由于空間限制問題，皮帶機采用液壓馬達驅動、重錘張緊局部收縮的一體式設計形式代替傳統的2條皮帶機布置方式。

①主機區域伸縮段皮帶機采用浮動支撐取代傳統的軌道輪組的形式；

②皮帶機內外側高低可調(如圖9(a)所示)，在轉彎階段通過抬高內側防止膠帶跑偏；

③內側增加壓輥，強制內側膠帶沿波浪線運行以減小內外側張力差，減小內側膠帶的波動及跑偏狀況；

④縮短皮帶機長度，通過調節左右螺桿(如圖9(b)所示)減小皮帶機夾角。

(a) 上下調節螺桿 (b) 左右調節螺桿

皮帶機小半徑曲線針對性設計可以實現隨刀盤掘進向前延伸和后退換刀的需求。TBM設備內部無轉渣點，掘進剝落的渣石經集渣斗落入皮帶機直接輸送到TBM尾部，節省皮帶機搭接空間。

2)物料小車與行走軌道匹配。在后配套臺車鉸接位置，軌道采用斜口錯縫搭接的形式，滿足曲線要求，確保不發生脫軌。

3)后配套臺車與掘進曲線匹配。TBM后配套采用緊湊型設計，設備布置在后配套臺車兩側，中間預留人行通道。后配套臺車設備布置在安全線內，且在后配套臺車前后端部設有防護梁，在給定的線路上，后配套臺車設備與洞壁留有安全余量，臺車與臺車的鉸接滿足曲線要求。后配套設備布置見圖10。

圖10 后配套設備布置圖

2.4 硬巖地層刀盤高效破巖針對性設計

高效破巖是TBM施工考慮的首要問題，直接決定了TBM與地質的適應性。高效破巖取決于刀盤刀具的設計合理性、質量可靠性、性能穩定性，主要包括以下幾個方面：

1)刀盤高強度設計。TBM刀盤盤體一般分為薄板拼焊和厚板鍛造2種方式。二者相比，厚板鍛造盤體剛度和強度較高，具有良好的韌性。基于抽水蓄能電站排水廊道小洞徑工況，刀盤采用整塊結構設計、重型焊接鋼結構形式，刀盤面板選用Q345D鋼板(鍛造370 mm厚板)，刀盤法蘭為鍛造環件。

2)刀間距合理布置設計。刀盤刀具的布置及選型充分考慮了工程地質條件和施工要求。合理的刀間距設計有利于滾刀破巖，還可確保刀盤在掘進過程中受力均勻，無較大的應力集中，產生的振動相對較小，進而可以提高刀盤的工作壽命，降低刀具消耗。本工程刀具布置為非線性形式，刀盤中心刀間距為84 mm，正滾刀間距為75 mm，刀具布置均勻。

3)“一”字中心刀布置設計。中心刀的布置分為“一”字布置(見圖11)和“十”字布置(見圖12)2種方式。厚板刀盤采用一字布刀方式，可將中心刀間距由89 mm優化為84 mm，縮小刀間距可以充分利用盤體表面，增加刀具數量，提高破巖效率。

(a) “一”字中心刀布置圖

(b) “一”字中心刀間距示意圖(單位： mm)

4)偏刃刀圈結構設計。邊緣滾刀安裝在刀盤最外側，采用斜裝方式，受力特殊，存在較大偏載，如圖13所示。在切削破巖過程中邊刀失效形式一般為偏磨。

由刀圈側邊受力模型和邊緣滾刀破巖機制可知，轉彎段邊刀內側受力可能最大，因為刀圈內側接觸的巖石面積最大。對邊刀刀圈轉彎段受力進行簡要分析，受力示意如圖14所示。由圖可以看出，邊緣滾刀刀圈受力嚴重偏離了正壓力方向，刀圈內側為主要受力面。這將導致刀圈內側磨損嚴重，刀圈使用壽命縮短。

(a) “十”字中心刀布置圖

(b) “十”字中心刀間距示意圖(單位： mm)

圖13 邊緣滾刀工作特征

根據小半徑轉彎條件下的邊刀受力情況和滾刀破巖機制可知，在刀圈半徑和貫入度固定時，減小接觸區徑向角度有利于減小接觸區應力，進而減少刀圈磨損[18]。在常規刀圈的基礎上，增加了偏刃刀圈邊刀主要受力一面的厚度，偏刃刀圈示意如圖15所示。減小接觸區徑向角度，增加刀圈的受力面積，可能有利于提高刀圈的使用壽命。

圖15 偏刃刀圈示意圖

3 緊湊型TBM研制及工程應用

3.1 TBM主要技術參數

鑒于工程地質條件較好，TBM整機設計以小半徑曲線掘進、出渣功能為主。TBM整機如圖16所示，主要參數見表1。

圖16 超小轉彎半徑TBM整機

3.2 超小轉彎半徑TBM掘進技術及參數

3.2.1 適應于超小轉彎半徑的TBM掘進姿態控制技術

超小轉彎半徑TBM施工時必須保證能夠實時監測TBM的位置、TBM的軸線與隧洞設計軸線在水平和垂直方向的偏差以及趨勢，以便TBM司機能夠依據導向系統顯示的偏差數據和趨勢及時控制并調整TBM掘進方向，確保TBM沿設計軸線方向掘進。為此，為TBM每組推進油缸設計了單獨操作功能并配置了行程測量傳感器。依據每根油缸位移傳感器測量的行程值，自動導向系統通過油缸分布角度計算出每組油缸的軸向行程值，操作手根據掘進需求調節油缸的軸向行程差值，達到調整控制掘進方向的目的。

表1 TBM主要技術參數

以TBM在半徑為30 m的圓曲線掘進為例，隧洞橫斷面直徑為3.5 m，內外側油缸行程差值示意如圖17所示，則每環推進油缸行程差值計算如下：

d1-d2=LD/R=350 mm。

式中：d1為內側油缸行程值；d2為外側油缸行程值；L為掘進1個循環到達油缸最大行程時前盾與支撐盾中心的距離，取3 m；D為開挖直徑；R為轉彎半徑。

圖17 轉彎半徑為30 m時內外側油缸行程差值示意圖

3.2.2 掘進參數的選擇

文登抽水蓄能電站上層排水廊道上覆巖體厚度為170～280 m，圍巖為石英二長巖及二長花崗巖。通過對已有排水廊道TBM小轉彎施工情況的統計可知，圍巖類別主要為Ⅱ類，部分為Ⅲ類，少量為Ⅳ類(斷層及影響帶)。其中，Ⅳ類圍巖長度約占6%。施工中不同類別圍巖對應的掘進參數如表2所示。

表2 不同類別圍巖對應的掘進參數

Ⅱ類圍巖節理裂隙不發育，單軸抗壓強度高，滾刀破巖能力較弱，掌子面阻力較大，貫入度為3～5 mm/r。掘進中推力偏大，選擇推力為額定推力的80%以上，刀盤轉速選擇為最大轉速的70%～75%。圍巖強度高且完整，貫入度較小，刀盤的轉動負載小，所需的驅動轉矩低，為刀盤額定轉矩的25%～30%，掘進速度可達到最大掘進速度的30%～40%。

Ⅲ類圍巖微風化或弱風化，裂隙發育，強度偏低，滾刀破巖效率較高，貫入度為7～9 mm/r，掘進速度相比Ⅱ類圍巖較大，能達到最大掘進速度的50%～70%。根據掘進速度、皮帶機的承載狀態綜合調整刀盤轉速為10～12.5 r/min，能實現TBM掘進效率的最大化。根據刀盤轉速、貫入度、出渣情況綜合調整掘進推力，將其控制在7 500 kN左右。由于貫入度大，刀盤的轉動負載大，所需的驅動轉矩比Ⅱ類圍巖條件下偏高，可達刀盤額定轉矩的55%～65%。

Ⅳ類圍巖斷裂及軟弱結構面較多，呈碎石狀鑲嵌結構，局部呈碎石狀壓碎結構，控制巖體貫入度為3～5 mm/r。在刀盤破巖的擾動下，掌子面可能出現大塊巖石塌落。為降低刀具和皮帶機損壞風險，根據刀盤轉矩的變化情況及時調整掘進速度，控制其為最大掘進速度的40%～55%。掘進中采用較小的推力，推力一般控制在3 500 kN以下，同時適當降低刀盤轉速，提高刀盤的實時輸出最大轉矩，以應對突發破碎情況。由于圍巖破碎，掌子面圍巖可能出現塌方，導致刀盤的轉動負載波動范圍較大，一般可達到刀盤額定轉矩的35%～40%。

3.2.3 適應于超小轉彎半徑的TBM掘進換步

換步是TBM每個施工循環結束的必要環節，同時也是保證、調整TBM掘進方向的重要步驟。TBM換步作業流程如圖18所示。通過前盾垂直油缸使頂護盾與隧洞拱頂貼緊產生摩擦，為收縮推進油缸前移支撐盾提供反作用力，推進油缸回縮1個行程，拖拉油缸拉動拖車跟隨支撐盾前移來實現換步，換步過程中需要注意以下4點。

圖18 TBM換步作業流程圖

1)通過兩側油缸調整，使支撐盾的左右側垂直于隧洞中心線方向，有利于TBM掘進過程中的方向控制； 同時，增加撐靴與巖壁的接觸面積，防止推進過程中撐靴打滑。

2)根據導向系統上顯示的TBM水平偏差趨勢，控制左右油缸行程差與換步前保持一致，確保TBM水平姿態沿隧洞設計方向。

3)確保TBM垂直姿態沿隧洞設計縱坡方向，油缸上下行程差與換步前保持一致，減小刀盤的位移差。

4)可單獨操作奇偶數油缸調節滾動，防止滾動過大導致設備與隧洞壁發生碰撞。

3.3 過站工藝針對性設計

排水廊道開挖線路會與進場交通洞交叉，整體線路被分割為多個區間且交通洞開挖建設早于排水廊道，TBM在前一個區間施工完成后，需過站向第2個區間施工。

3.3.1 過站原則

由于TBM在抽水蓄能電站排水廊道隧洞施工中具有彎度多、距離短的特點，導致善于長距離、快速掘進的TBM在過站時不能耗費過多時間，同時還要確保在曲線環境中過站的軸線軌跡不能產生任何偏移，否則將無法順利進入接收洞。這也是超小轉彎半徑TBM過站的難點和風險所在。TBM 過站應遵循“快速、 安全、精準、干擾小、控成本”的原則，既要滿足施工質量控制又要保證施工工期節點，故TBM過站采取的原則如下。

1)TBM過站方案應結合施工現場設計綜合考慮,其技術需具備先進、精確、實用、可靠、快速、經濟等特點。

2)TBM過站方式與過站段隧洞開挖相互配合,過站段施工應優先考慮為TBM過站提供快速通過條件，同時防止過站過程中本段隧洞施工產生擾動。

3)在滿足安全的前提下，過站技術應優先考慮最快速通過，將施工工序干擾降到最低程度。

4)具備空推過站條件時優先整機空推通過,避免TBM洞內拆裝的安全風險和工期影響。

3.3.2 總體方案

本項目主要采用步進過站的方法，首先對步進段現場水電條件進行配置，清理洞內積水，配備照明及其他動力設備電源，步進段隧洞地板進行硬化處理。按照步進通過設計要確保洞門與步進段高差符合要求，然后開始安裝好步進架，TBM開始步進通過，同時對水、電管線進行延伸，進入下段始發洞至掌子面后步進完成。由于在曲線上步進，此過程需特別注意TBM空推步進的姿態調整不能產生偏差。TBM步進過站流程如圖19所示。

圖19 TBM步進過站流程

3.4 緊湊型TBM應用效果

TBM在擴大洞室內采用35 t龍門吊組裝的方式。主機組裝完成后，頂推進入始發洞室開始后配套組裝。TBM組裝洞室如圖20所示。

圖20 TBM組裝洞室圖

受場地限制，現場采用“梭式礦車+轉渣皮帶機”的方式進行巖渣的轉運輸送(見圖21)。

為提高出渣效率，在后配套尾部增加1節梭式礦車(見圖22)作為儲料倉臨時存儲掘進渣土，大大縮短了等待出渣梭式礦車的時間。

緊湊型TBM自2019年10月始發掘進，2020年8月30日實現全線貫通，累計掘進長度為2 314 m，掘進速度為23～35 mm/min，推力為5 000～7 000 kN。直線段最高日進尺 20.548 m，曲線段最高日進尺11.165 m。

在以Ⅱ、Ⅲ類為主的花崗巖地層中，TBM平均月進尺約為300 m(含曲線段)，出洞軸線偏差控制在50 mm以內，設備完好率92.53%。各軸線段刀具磨損值見表3。

圖21 TBM渣土輸運圖

圖22 儲料梭式礦車

表3 各軸線段刀具磨損值

在偏刃刀應用方面，以19#和20#刀位刀圈為研究對象，進行初裝刀圈(C1、C2)與偏刃刀圈(P1、P2)的磨損量和磨損速率對比，結果如表4所示。在相同地層掘進145.43 m后，19#和20#刀位的偏刃刀圈較常規刀圈的磨損速率分別降低了7.4%和17.5%。

表4 C1、C2和P1、P2刀圈的磨損量、磨損速率對比

4 結論與建議

山東文登抽水蓄能電站排水廊道隧洞工程采用1臺緊湊型TBM施工，自2019年10月始發掘進，2020年8月30日實現全線貫通，累計掘進長度為2 314 m，直線段最高日進尺為20.548 m，曲線段最高日進尺為11.165 m。本工程為我國TBM施工領域首個小半徑曲線施工項目，不僅實現了洞內始發、到達、過站和轉場，也實現了30 m的超小半徑曲線掘進。主要結論與建議如下：

1)抽水蓄能電站等小半徑曲線隧洞施工采用緊湊型TBM切實可行，具有施工安全性高、環境優良、速度快等多項優勢。

2)緊湊型TBM應用于抽水蓄能電站超小轉彎半徑隧洞施工時，應重點考慮刀盤高效破巖能力和小半徑曲線適應性，針對抽水蓄能電站地質圍巖完整性好、強度高的特性進行針對性設計與創新。

3)緊湊型TBM相比其他形式的TBM具有更小的轉彎半徑，可以滿足超小曲率半徑施工要求。

4)新型TBM激光自動導向系統可以滿足超小轉彎半徑的施工需求，且精度較高。

5)偏刃刀技術可以降低刀圈磨損速率，增加刀圈使用壽命，提高 TBM 的掘進效率。

6)在TBM出渣方面，采用梭式礦車+皮帶機的出渣方式，并通過增加儲料梭式礦車縮短出渣等待時間。在后續應用中，建議對小半徑曲線、小洞徑TBM掘進出渣等施工配套技術開展研究，以提高施工效率。