TBM鋼拱架自動輸送系統研究與實踐

李深遠

（中國鐵建重工集團股份有限公司，湖南 長沙 410100）

硬巖隧道掘進機（TBM）是一種大型隧道掘進設備，具有高效、安全、經濟等特點，在鐵道、交通、礦山等硬巖開挖領域廣泛使用[1-3]。在TBM 的掘進過程中，經常會遇到破碎地層，圍巖完整性較差，需要進行及時有效的鋼拱架支護作業，以確保TBM 施工的順利進行。目前的鋼拱架支護作業，都是依靠人工作業完成，由工人將運輸進來的鋼拱架通過搬運拖拽的方式，移動至鋼拱架拼裝環處，完成鋼拱架的拼接作業。這個過程費時費力，大大降低了鋼拱架的支護效率，還具有較大的安全隱患。鋼拱架的支護不及時，容易導致隧道塌方，從而引起TBM 設備與人員的損傷。因此，如何提高鋼拱架的支護效率一直是行業內的研究熱點。

到目前為止，眾多學者對隧道支護相關內容進行了研究[4-5]。孫振川[6]結合工程實踐，提出TBM 超前地質預報、鋼拱架、鋼筋排和噴射混凝土聯合及時支護等一系列確保TBM 連續施工的方案與措施。昝志華[7]從實際案例出發，對TBM支護系統進行了重新設計并改造等措施，最終徹底解決了TBM 在掘進過程中支護效率低的難題。王杜娟[8]分析了近幾年國內煤礦TBM 施工案例，提出礦用TBM 開發關鍵技術，實現掘錨運同步、及時支護。楊華勇[9]針對現有隧道設備的發展情況，提出集最優掘進參數和最優支護方案于一體的隧道掘進機多目標優化模型的智能化設想。何源福[10]利用圖譜法，設計了鋼拱架抓取對接機構的最優構型，并對機構的傳遞性能進行了分析，實現了鋼拱架的自動拼接作業，大大提高了鋼拱架的安裝效率。……