新解读《GB_T 41053-2021全断面隧道掘进机 土压平衡-泥水平衡双模式掘进机》最新解读.pptx

《GB/T41053-2021全断面隧道掘进机土压平衡-泥水

平衡双模式掘进机》最新解读

一、双模式掘进机的崛起：时代需求与技术革新

（一）复杂地质挑战催生双模式创新

随着全球基础设施建设的蓬勃发展，隧道工程面临的地质条件愈发复杂。在城市地铁建设中，常需穿越软土地层、砂层、砾石层以及上软下硬的复合地层；而在水利、交通等长距离隧道项目里，又可能遭遇硬岩、断层破碎带、涌水地层等。单一的土压平衡或泥水平衡掘进机在应对如此复杂多变的地质时，往往力不从心。土压平衡掘进机在高水压、大粒径卵石地层中易出现喷涌、刀具磨损严重等问题；泥水平衡掘进机在自稳性好、水量少的地层中，掘进效率低且成本高。双模式掘进机正是为;

了攻克这些难题而诞生，它融合两种模式优势，极大提

升了对复杂地质的适应能力。例如在广州地铁某区间，双模式掘进机成功穿越多种复杂地层，相比传统单一模式设备，工期缩短了20%。

（二）行业发展推动标准完善

早期，双模式掘进机在设计、制造和使用上缺乏统一规范，导致不同厂家产品质量参差不齐，性能差异大。随着其应用逐渐广泛，从城市轨道交通扩展到山岭隧道、

过江隧道等领域，行业迫切需要一套科学、权威的标准来引导发展。GB/T41053-2021的出台，顺应了这一趋势。它整合了行业内多年的实践经验与技术研究成果，对双模式掘进机的术语定义、技术要求、试验方法、检验规则等进行了系统规定，为企业生产、用户选型以及;

工程验收提供了明确依据。在标准实施后，市场上双模

式掘进机产品质量稳定性显著提升，故障率降低了15%，有力推动了行业的健康发展。

二、核心构成揭秘：双模式掘进机的“硬实力”

（一）刀盘系统：掘进先锋的精密设计

1.刀具配置与地层适应性：刀盘作为直接破碎岩土的部件，其刀具配置至关重要。在土压平衡模式下，针对软土地层，多采用切削刀，通过刀盘旋转产生的切削力将土体切碎；而在泥水平衡模式用于硬岩地层时，滚刀则成为主力，利用刀盘推力使滚刀在岩石表面滚动，通过挤压和剪切作用破碎岩石。一些先进的双模式掘进机刀盘，还采用了可更换刀具设计，能在不拆卸刀盘的情况下，快速更换磨损刀具，提高施工效率。例如在某硬;

岩隧道项目中，采用可更换刀具设计的刀盘，换刀时间

从传统的2天缩短至6小时。

2.刀盘结构强度与可靠性：GB/T41053-2021对刀盘结构强度有严格要求，需能承受复杂地质条件下的巨大切削力和冲击力。刀盘通常采用高强度合金钢制造，经过优化设计的筋板结构，不仅提高了刀盘整体刚性，还能有效分散应力，防止刀盘在掘进过程中出现变形或破裂。同时，刀盘的密封设计也极为关键，良好的密封能防止渣土和泥水进入刀盘驱动系统，延长设备使用寿命。在某过江隧道工程中，因刀盘密封性能优良，整个掘进过程中未出现一次因密封问题导致的停机事故。

（二）推进系统：稳定前行的动力保障;

1.推进油缸布局与控制：推进系统为掘进机提供前进

动力，其油缸布局直接影响掘进稳定性。双模式掘进机通常采用多组推进油缸均匀分布在盾体周边，通过合理调节每组油缸的推力，可实现掘进机姿态的精确控制。在曲线掘进时，通过调整不同侧油缸的伸出长度，使掘进机沿预定曲线前进。先进的推进系统还配备了高精度位移传感器和压力传感器，能实时监测油缸工作状态，确保推进力均匀、稳定。在某城市地铁曲线段施工中，凭借精准的推进系统控制，隧道轴线偏差控制在±5mm以内，远超行业标准。

2.推进力与地质匹配：根据不同地质条件，掘进机所需推进力差异巨大。在软土地层，推进力相对较小；而在硬岩地层，为克服岩石阻力，则需要较大推进力。双模式掘进机的推进系统具备灵活调节推进力的能力，可;

根据地质情况实时调整。例如在穿越软硬不均地层时，

能自动增加硬岩侧推进力，同时保持软土侧推进力稳定，确保掘进机平稳通过。标准中明确规定了推进系统在不同工况下的推进力范围及调节精度，保障了设备在各种地质条件下的高效作业。

三、模式切换奥秘：无缝衔接的高效作业

（一）模式切换机制与流程

1.硬件结构的适应性设计：双模式掘进机实现快速、可靠的模式切换，依赖于独特的硬件结构设计。在土压平衡与泥水平衡模式转换时，涉及到出渣系统、密封系统、压力平衡系统等关键部件的切换。例如，出渣系统从土压模式下的螺旋输送机切换到泥水模式下的泥浆泵和管道，需要特殊的转换装置确保接口密封良好，防止;

渣土或泥水泄漏。设备内部的密封结构也经过优化，能

在不同压力环境下快速适应，保证模式切换过程中掘进机的安全运行。一些先进机型还采用了模块化设计理