TBM隧道掘進機的四大部件是什么？TBM（Tunnel Boring Machine，隧道掘進機）是隧道施工的核心設備，其高效作業依賴于多個關鍵系統的協同工作。通常認為，TBM的四大核心部件（系統）包括刀盤、護盾系統、推進系統、出碴系統，它們分別承擔破巖、防護、驅動前進和排碴的核心功能，具體介紹如下：

  1. 刀盤

   刀盤是TBM直接與掌子面（掘進工作面）接觸的部件，核心功能是破碎巖石或地層，為隧道開挖提供空間。

   ① 結構：通常為圓形（與隧道斷面匹配），由高強度鋼材焊接而成，盤面分布多個刀具安裝孔，根據地質條件安裝不同類型的刀具（如滾刀、刮刀、切割刀等）；部分刀盤設計有開口（碴口），用于破碎后的碴土進入機內。

   ② 工作原理：由主驅動系統（電機或液壓馬達）驅動旋轉，通過刀具與巖石的擠壓、剪切作用破碎地層。例如，硬巖TBM主要依賴滾刀（盤形滾刀）碾壓巖石產生裂紋并破碎；軟土盾構（TBM的一種）則用刮刀切削土體。

   ③ 關鍵作用：直接決定掘進效率和刀具損耗，其設計需匹配地層硬度、完整性等特性（如硬巖刀盤需更高強度，軟土刀盤需防堵塞）。

   2. 護盾系統

   護盾系統是TBM的“保護殼”，主要功能是支撐掌子面和已開挖的隧道斷面，防止圍巖坍塌、水土涌入，同時為內部設備（如推進油缸、管片拼裝機）提供安裝載體。

   ① 結構：根據TBM類型（敞開式、護盾式）有所差異，護盾式TBM（如土壓平衡盾構、泥水盾構）的護盾通常分為前盾（靠近刀盤，保護主驅動）、中盾（安裝推進油缸）和尾盾（包裹管片拼裝區域，與管片間設密封裝置防滲漏）；敞開式TBM的護盾較簡單，主要用于局部支護。

   ② 關鍵作用：保障掘進面穩定和施工安全，尤其在軟土、富水地層中是核心防護部件。

  3. 推進系統

   推進系統是TBM的“驅動力源”，核心功能是提供軸向推力和扭矩，推動刀盤壓向掌子面并前進，同時控制掘進方向（姿態）。

   ① 結構：主要由多組液壓油缸（推進油缸）組成，油缸一端連接中盾（或機架），另一端頂在已拼裝的管片（或圍巖）上，通過油缸伸縮產生推力；部分系統還包含導向機構（如傾斜油缸），用于調整TBM的俯仰角、偏轉角，控制掘進軌跡。

   ② 工作原理：利用管片（或圍巖）的反作用力，將推力傳遞至刀盤，使刀具壓入巖石并隨刀盤旋轉破碎地層；推力大小需根據地層硬度動態調整（硬巖需更大推力）。

   ③ 關鍵作用：直接決定掘進速度和方向精度，是保證隧道線性符合設計要求的核心系統。

  4. 出碴系統

   出碴系統是TBM的“清運通道”，核心功能是將刀盤破碎的碴土（巖石碎屑、土體）從掌子面連續輸送至隧道外，避免碴土堆積阻礙掘進。

   ① 結構：根據TBM類型差異較大：

   a. 硬巖TBM：通常采用“刮板輸送機+皮帶輸送機”組合，掌子面的碴土通過刀盤開口落入機內集料斗，經刮板輸送機轉運至皮帶輸送機，再由隧道內的皮帶機輸送至洞口。

   b. 軟土盾構（如土壓平衡盾構）：采用螺旋輸送機，碴土通過刀盤開口進入密封艙，由螺旋輸送機旋轉排出至皮帶機，同時可通過控制螺旋機轉速調節艙內壓力（平衡水土壓力）。

   c. 泥水盾構：通過“泥水管道”系統，利用高壓泥水將碴土從掌子面攜帶至地面，經分離設備（泥水分離站）分離后，清水循環回盾構。

   ② 關鍵作用：保證掌子面空間持續釋放，是實現TBM連續掘進的必要條件，其效率需與刀盤掘進效率匹配。

   這四大部件（系統）相互協同：刀盤破巖→出碴系統清運→推進系統驅動前進→護盾系統防護，共同實現TBM的高效、安全隧道開挖。