Тоннелепроходческие машины для твердых пород (ТПМК) и щитовые машины являются тяжелыми машинами, используемыми для подземной проходки тоннелей, но они значительно различаются по конструкции, применимым условиям и принципам работы. Понимание этих различий имеет решающее значение для выбора подходящего туннелепроходческого оборудования.

1. Тоннелепроходческая машина для твердых пород (ТПМК)

Тоннелепроходческие машины для твердых пород, особенно ТПМК с полным забоем, специально разработаны для проходки туннелей в твердых породах. К ключевым особенностям можно отнести:

- Конструкция режущей головки: Режущая головка ТПМК из твердых пород оснащена режущими инструментами из карбида вольфрама или режущими инструментами с алмазным наконечником для разрушения породы. Режущая головка обычно имеет дискообразную форму с большим диаметром, чтобы облегчить резку породы.

- Применимые условия: ТПМК идеально подходят для стабильных геологических условий с высокой прочностью горных пород. В таких условиях они могут эффективно и непрерывно прокладывать туннели в породе, производя мусор, с которым легко справиться.

- Скорость выемки грунта: При подходящих геологических условиях ТПМК обеспечивают высокую скорость и эффективность выемки грунта.

2. Щитовая машина

Щитовые машины, в частности, машины для балансировки давления грунта (EPB) или шламовые щитовые машины, в основном используются для прокладки туннелей через почву, грязь и более мягкие слои породы. Ключевые особенности включают в себя:

- Режущая головка и режущая система: Режущая головка щитовой машины отличается от режущей головки ТПМК. Обычно он оснащен скребками, дисковыми резцами и смесительными устройствами для адаптации к более мягким геологическим условиям. Корпус щита, расположенный за режущей головкой, обеспечивает поддержку забоя котлована для предотвращения обрушения грунта.

- Применимые условия: Щитовые машины используются в грунте, грязи, более мягких породах или нестабильных геологических условиях. Они эффективно поддерживают забой котлована, предотвращая обрушение тоннеля в этих условиях.

- Метод выемки: Когда щитовая машина выполняет выемку, срезанный грунт или обломки породы выгружаются через шнековый конвейер, в то время как машина продвигается вперед, формируя туннель.

3. Ключевые отличия

- Принцип работы: В ТПМК обычно используются дисковые резцы или режущие инструменты для разрушения породы, прижимая инструменты к поверхности породы с помощью гидравлических цилиндров. Щитовые машины, с другой стороны, выполняют выемку грунта с помощью вращающейся режущей головки и кожуха щита, разрезая грунт или породу и выгружая их через систему удаления осадка.

- Конструкция и конструкция: режущие инструменты ТПМК более надежны и подходят для разрушения породы, в то время как машины с щитами имеют поддерживающий корпус щита, подходящий для нестабильных геологических условий.

- Применимая геология: ТПМК подходят для твердых пород, в то время как щитовые машины предназначены для грунта и более мягких слоев породы.

- Применимые проекты: ТПМК используются на проектах в твердых породах, таких как горнодобывающая промышленность, прокладка железнодорожных и автодорожных туннелей, в то время как щитовые машины используются для проектов в мягком грунте или смешанных пластах, таких как городское метро и подземные инженерные тоннели.

- Метод строительства: В ТПМК обычно используется буровзрывной или механический метод выемки грунта, требующий бурения, взрывных работ или механических работ внутри туннеля. В щитовых машинах обычно используется метод щитов, который включает в себя сборку и испытание щитовой машины над землей, а затем ее продвижение в туннель для земляных работ и облицовочных работ.

- Эффективность земляных работ: При благоприятных геологических условиях ТПМК обычно имеют более высокую скорость выемки грунта, чем щитовые машины.

- Затраты на строительство: ТПМК обычно используются для проходки туннелей большого диаметра на большие расстояния, обеспечивая более высокую эффективность, но при более высоких затратах. Щитовые машины больше подходят для проходки туннелей малого диаметра на короткие расстояния с меньшей эффективностью, но и меньшими затратами.

Выбор между ТПМК и щитовой машиной зависит от конкретных геологических условий тоннеля, требований к проектированию тоннеля, стоимости проекта и временных ограничений.