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尼亚加拉隧道工程

项目状况

尼亚加拉隧道项目是一个雄心勃勃的项目,从亚当·贝基(Sir Adam Beck)发电站到尼亚加拉大瀑布(Niagara Falls)上的一条隧道,全长10.4公里(6.5英里)。这条新隧道将为业主安大略发电公司(OPG)增加150兆瓦的电力供应,并将有助于加强当时在高峰时期超负荷运作的电力系统。

OPG授予了奥地利Strabag公司的承包合同,他选择了采购直径14.4米(47.5英尺)的罗宾斯主梁式掘进机来开挖隧道,采购同时包括一个105米(345英尺)长的后备系统,这个后配套系统可在三年内通过皮带输送机运送170万立方米(220万立方码)的渣土。

 

地质状况

该隧道主要位于昆士顿页岩地带,有石灰岩、白云岩、砂岩和泥岩,强度高达200 MPa(29 ksi)。隧道内的岩石有很高的地应力,而且有挤压地面的潜力。在先进的掘进机设计基础上,设备安装了金属丝网、钢肋、岩石螺栓和喷射混凝土作为初始围岩支撑衬套。在挖掘隧道后,会安装混凝土衬砌。最后的内衬将包括防水膜系统,以确保水不会从隧道渗漏到岩石中引起肿胀

隧道掘进机

这台主梁式掘进机,是世界上最大的硬岩隧道掘进机,采用现场首次安装调试方案(OFTA)用了不到12个月完成了现场组装,早于严格的交货期限。对于这样一个大型的隧道掘进机,现场组装是前所未有的。在2006年9月掘进机开始掘进

这台主梁式掘进机也是有史以来第一次采用被装式的20英寸的刀具,增加刀具寿命,减少硬质岩石的刀具更换。19英寸和20英寸的刀具都可以安装在刀盘上。这台机器的刀盘推力达18,462 kN(4150,422磅),最大扭矩达18,670,000 n – m(13,770,285磅英尺)。

隧道掘进和世界纪录

在掘进了大约793米(2600英尺)后,掘进机进入了昆士顿的页岩地层,在岩石支撑环梁上巨大的岩石块开始从顶部落下。严重的超挖达刀盘支撑3米上频频发生。

Strabag最终设计了一套独特的围岩支护系统来应对地质问题,该系统由9米(30英尺)长的伞型水泥拱形环管道用以减少隧道顶部超挖现象。使用新的方法,超挖被限制在隧道直径的上方约0.9米(3英尺)。近500米(1640英尺)非常困难的隧道段,用这种方法掘进,平均日进尺约3米(10英尺)。

新的围岩支护系统,由3到4米(10到13英尺)的长石螺栓、自钻(IBO)锚栓、钢带、钢丝网和钢丝加固喷射混凝土组成。工作人员通常只会做一半的行程,然后开始按比例缩小岩石和安装岩石螺栓。在6英尺的冲程之后,通过安装更多的岩石螺栓、金属丝网、钢带和一层喷射混凝土,松散岩石地质被控制

 

OPG和承包商也选择改变隧道的垂直方向,提高了446米(150英尺),以使隧道从昆斯顿页岩中移出。在1,981米(6,500英尺)之后,岩石的条件已经足够了,不再需要这种围岩系统。

在穿越了这些具有挑战性的地质后,这台设备创下了直径11 m(36英尺)或更大的掘进机的世界纪录。在2009年7月,掘进机在一个月内挖掘了468米(1500英尺),并在一个星期内增加了153米(503英尺),克服了巨大的地质挑战。

隧道贯通

Breakthrough of Niagara TBM in May 2011

2011年3月1日,众人齐集工地共同庆祝了14.4米(47.2英尺)直径的罗宾斯主梁式掘进机最终段的贯通,随后进入了300米长的灌浆隧道。2011年5月13日掘进机完成了隧道的开挖。

虽然工程的掘进部分已经完成,但两年的工作仍在继续。在隧道施工中,大约30%的混凝土衬砌在施工中完成,大约三分之二的工作仍在进行中。完成的直径12.8米(42英尺)隧道将全部安装内衬600毫米(24英寸)厚的混凝土和聚烯烃防水膜,以防止漏水。其他建筑还包括出口结构、大门,以及拆除尼亚加拉河上的围堰,以及拆除出口端的岩石插头。该隧道计划在2013年投入运营。


墨西哥城地铁十二号线

项目概况

EPBM for the Mexico City Metro Expansion Project

墨西哥城地铁是世界上最大的城市地铁系统之一,拥有超过200公里(125英里)的铁路和将近400万的每日乘客。25.4公里(15.8英里)长的路线穿过了Tlahuac和Mixcoac社区之间的22个新站。7.7公里长的隧道代表了首都10年来的第一条新路线,每天将为成千上万的乘客提供服务

2007年,墨西哥联邦地区宣布计划修建墨西哥城地铁12号线。承办商ICA联营公司采购了一台直径10.2米(33.5英尺)的罗宾斯土压平衡盾构机,以及它的后配套系统和刀具。这台设备是墨西哥有史以来最大的掘进机,也是第一台采用现场首次安装调试方案(OFTA)进行工地组装的设备。因为该区域是干涸湖床的一部分,地铁线路的地质由粘土、砂层和直径达达800毫米(30英寸)的大卵石层组成。墨西哥城的地质条件非常独特,因此需要在整个掘进中进行大规模的振动监测。

这台巨型机器采用一种特殊设计的两级,直径1200毫米(4英尺)的带式螺旋输送机,然后采用轴式螺旋输送机来处理大卵石。在部分隧道段,地面由非常软的粘土和高含水量组成,项目使用污泥泵出渣而不是运输工具或渣土车。这台设备还配备主动铰接系统,用于防止在小到250米(820英尺)转弯半径的掘进中管片环梁变形。辐条式的刀盘上采用碳化钨硬质合金刀具来挖掘松软的掌子面。添加剂和双液式回填注浆等工艺有助于控制地表的沉降。双液式回填注浆系统包括水泥和促进剂,可以加速硬化、无需使用可能对地层形成干扰的高压混凝土泵。随着机器的推进,它在隧道中以7 + 1的衬砌布置排列了40厘米厚的通用混凝土

在仅仅花了8周的组装,设备在2010年2月15日始发。始发井约34米长,14米宽,17米深(112 x 46 x 56英尺),位于城市最密集的地区之一。由于始发井面积小,在前70米,这台机器通过脐带电缆连接在地面上的后被套龙门。当设备成功地在隧道里推进,龙门才被放置如井内。

EPBM for the Mexico City Metro Expansion Project
隧道的大部分埋深在7.5米(25英尺)处,需要仔细监测地表沉降。
该项目位于市中心的位置,邻近许多建筑。隧道线路离一条4米直径的污水隧道只有1.5米,离地面建筑地基只有2.0米(6.6英尺)距离,并且离在运行的地铁2号和3号线仅3.5米(11.5英尺)之隔。

这台机器在2010年4月的最后一个星期到达了它的第一站,掘进了总共有495米(1624英尺)。在出渣上有一些困难,但在工程师重新设计了系统后,它运行得特别好。从那里开始,盾构机继续掘进了6个站点,在每一个站点上进行例行维护。2012年3月1日,这台机器成功完成了隧道掘进。

墨西哥城地铁12号线是系统中最长的。这条新线路每天平均承载36.7万名乘客,使其成为首都第四大最繁忙的通勤铁路。

 


洛克斯特街6335号卫生改善项目

项目概况

SBU-A for Locust Street Sewer Project

在俄勒冈州的泰格德市,西北推土机公司(Northwest Earthmovers Inc.)作为总承包商为项目业主清洁水服务公司(Clean Water Services),建造了长度超过1.8公里(1.1英里) 的重力下水道。冈萨雷斯掘进和隧道挖掘公司(Gonzales Boring & Tunneling)作为分包商,负责完成三个交叉隧道的挖掘工作,这也是第6335号洛克斯特街道卫生改善项目的一部分。三个交叉隧道的测量长度分别是70(230英尺)183(600英尺)98(320英尺)。隧道内安置着直径450毫米(18英寸)PVC输送管,用来增加该地区的污水容量,终结目前一直困扰排污系统的溢水问题。

冈萨雷斯掘进和隧道挖掘公司购买的是一台直径为1米(42英寸)的罗宾斯A型小型掘进机,用于完成位于房屋、相邻街道、一条小溪和一个服务设施下方的3处交叉隧道。

地质状况

第一个交叉隧道的岩石构造由黏土和玄武岩构成,第二个交叉隧道则由强度从4882兆帕(700012000 /平方英寸)不等的玄武岩构成。交叉隧道区域还散布着带有污垢的小巨石。

小型掘进机特色

罗宾斯小型掘进机可以根据地质条件,配置多种硬质合金钻头和单排或多排的盘形滚刀。为冈萨雷斯钻孔公司准备的小型掘进机的刀具配备了直径为165毫米(6.5英寸)的单刃刀盘和更大开口的淤泥铲斗,用于处理复杂的地质环境。

在掘进机启动过程中,A型小型掘进机被焊接在主钢制套筒上,刀盘在螺旋钻探机产生的扭矩和推力的驱动下前进。弃土通过刀盘里的开口,又叫淤泥铲斗,搬离再由全断面螺旋钻排出。

隧道掘进机

SBU-A for Locust Street Sanitary Project

工人们对线路和坡度进行了监控,并且能够在每10小时轮班内维持12(40英尺)的掘进速度。通过使用一个由承包商设计的转向系统,A型小型掘进机掘进了183(600英尺)后,在0.01%设计坡度范围内完成了隧道贯通。除了拥有最长的单路口长度的记录,即183(600英尺),这台掘进机还在挖掘250(830英尺)后仍不需要更换刀盘。2010年初,长98米(320英尺)的第三个十字路口也完成了贯通。


大伙房引水隧道项目

项目概况

大伙房引水隧道是一个大型的水库引水工程,目的是把降水量丰富地区的水输送到气候干燥、高度工业化的中国沈阳地区。隧道全长85.3公里(53英里),其中超过60千米(37英里) 的隧道将由隧道掘进机打通,成为世界上由隧道掘进机打通的最长隧道之一。

地质状况

项目业主将项目分3段承包给承包商,每段长20公里(12英里)。第一段由北京振冲工程股份有限公司承办,使用了一台直径803(26.3英尺)的罗宾斯主梁式隧道掘进机,用于贯通一段长20公里(12英里)的混合岩和正长斑岩地段。

第三段由水利水电建设局承办,使用了直径近乎8.03米(26.3英尺)的罗宾斯主梁式隧道掘进机,贯通长度16公里(10英里)。该段隧道区域同样需要穿过混合岩地质,但其中三分之二的隧道地质包含高度风化和断裂的复杂岩石混合物。

隧道掘进机

2台罗宾斯隧道掘进机各包含43个直径19英寸(483毫米)的刀具和8个直径17英寸(432毫米)的中心刀具。刀具是采用背装式设计,亦可选择前装式。2台掘进机均使用可变频驱动系统,可以产生高达2,2934千牛(515,5767磅)的推力。2台掘进机的刀盘扭矩可达627,5000牛米(462,8202磅尺)。

罗宾斯公司还为2台掘进机提供了后配套系统。每套后配套系统包括1台桥式输送机、1台传递输送机、1个铺轨区域以及各单元间的滚动龙门。2台掘进机使用的输送机系统稍有不同,第3段的掘进机使用的输送机输送长度较短,因此减少了电力传动系统

隧道掘进机的辅助装备工具包括超前钻机和锚杆支护系统,为有限空间内的工作提供了便利。

隧道掘进

2台罗宾斯隧道掘进机分别从20056月和7月开始挖掘,截止20063月,也就是挖掘工作仅开展8个月后,第1段的隧道掘进机和第3段的隧道掘进机就分别掘进了3.8公里(2.4英里)和4公里(2.5英里)。

随着掘进工作的继续,我们将持续公布项目进展。


玛纳普里水电项目

项目概况

马纳普里(Manapouri)水电站是全国最大的水电站,每年发电5100万瓦。1997年,新西兰电力公司(ECNZ)提议将水电站的扩建从当时的585兆瓦提高到现在的水平。该计划包括第二段9.6公里(6.0米)长的尾流隧道,将马纳普里湖的地下电站连接到它的排放点神奇峡湾(Doubtful Sound)。

1997年,ECNZ将价值8500万美元的承建合同授予了Fletcher Construction(新西兰)、Dillingham construction(美国)和Ilbau(奥地利)的合资公司。承建商和罗宾斯公司签订一份提供一台直径10.05米(33.0英尺)主梁式隧道掘进机的采购合同,以挖掘隧道。

地质概况

隧道通过古生代变质岩和火成岩。变质岩包括片麻岩、钙硅酸盐、石英岩、辉长岩和闪长岩。隧道地质也包括五个子垂直断层带,有较高的潜在涌水

隧道掘进机

罗宾斯设计了一台直径10.05米(33.0英尺)的掘进机,用于应对在隧道中混合面的坚硬岩石。罗宾斯的设计,由kvaerner – markham(英国)建造的,并被运送到工地。这个刀盘有68把17英寸(432毫米)的刀具,从正面或背面加载。11个两速电动马达为刀盘提供3,463 千瓦特(4642马力)的功率,产生9859,400 n – m的扭矩(7,271,919磅)。由Rowa工程建造的470米(1,542英尺)长的后备套系统,包括一个二级岩石栓站和一个机器人喷混站

隧道掘进

罗宾斯掘进机在1998年6月开始掘进,在33个月后结束。隧道的进度分为四个部分(或者说四个到达站)。在1号到达站,约1.8 km(1.1 mi)的掘进,机器遇到了很少的问题。在达到2号到达站(跨度2.4公里)时,机器遇到了通过断层的大量涌水。这些涌水流量达到每秒钟1300升(343加仑),压力高达7.2 兆帕(1.0 ksi)。这些大量的涌水必然减缓了整个过程的进展。在设备到掘进到3号到达站地质条件开始改善(跨度2公里(1.2米)),到4号到达站(跨越最后3.2公里(2.0 mi)),机器以相当大的速度前进

尽管受到涌水挫折,罗宾斯的掘进机在整个挖掘过程中并没有遭受重大的故障,依然保持高速率的前进。此外,参照类似地质的掘进,设备总备件的使用量远低于行业平均水平。


卡兰尤卡尔水电项目

项目概况

卡兰尤卡尔(Kárahnjúkar)发电厂的卡兰尤卡尔(Kárahnjúkar)水电项目兴建,每年为附近的一家炼铝厂提供4600万瓦的电力。三个大坝为主要的哈森(Hálslón )水库和其他几座大坝提供了连接,合并水流引水隧道连接进水口。进水口通过两个钢线垂直竖井流入发电站,并从一个尾流道出口流入贺贡塞. 菲荷塞达冰河(Jökulsá i Fljótsdal)。

项目业主Landsvirkjun将水电项目的建设合同授予了Impregilo S.p.A的冰岛分公司,承包商采购了罗宾斯三台主梁式高性能掘进机,用于开挖3条隧道。

地质状况

2004年4月至9月间,这些机器开始在玄武岩、莫伯格和枕状熔岩地质上掘进,地质强度高达300兆帕(44,000 psi)的。尽管在掘进过程中遇到了大量的断层线和涌水,设备仍然取得了好的成绩

隧道掘进机

三台掘进机都是第一批配备采用19英寸背装式刀具的刀盘。成功的设计增加了刀具的寿命,减少了刀具更换所需的时间。所有的掘进机都配备了超前钻和拱顶钻机,并且是为地质条件特别设计的。刀盘设计的特色是挡石板,以保护刀盘免受破碎和块状硬岩地质的影响,以及对付磨蚀硬岩的耐磨板和硬质合金刀具

隧道掘进机

主要引水隧道

到2006年6月,尽管隧道的地质条件很困难,但这些机器已经取得了良好的成绩。2006年9月9日,第一台掘进机在2006年3月以864.6米(2755英尺)的最佳月进尺取得了令人振奋的记录。同一天,第二台掘进机在24小时内挖掘了92米(302英尺),在其规模上创下了世界纪录。掘进机将记录与另一台在查特伍德铁路项目掘进的设备打平。第二台掘进机在2006年秋天完成了它的初始掘进机,然后在2007年被拆卸并运输到贺贡塞(Jökulsá )分支隧道开挖另外8.7公里(5.4英里)长的隧道段。第三台掘进机在2006年12月5日完成了主隧道的工作。尽管有困难的硬岩地质,但所有的掘进机都取得令人振奋的月进尺速度。

Jökulsá 分支隧道

通过将乌塞隆(Ufsarlón)水库与主干线隧道连接起来,贺贡塞(Jökulsá )分支隧道增加了发电站的供水能力。掘进工作于2007年4月开始,2008年4月完成。
在8.7公里(5.4英里)的掘进中,第二台掘进机不断刷新纪录,在2007年6月以106.1米(348.2英尺)的日进尺成绩刷新了自己的纪录

2007年8月,这台机器在一周内以115.7米(380英尺)日进尺,428.80米(1400英尺)周进尺,再一次实现骄人的成绩。这台机器以一贯的高速度挖掘,并按时完成了它的掘进任务。


英吉利海峡隧道

项目概况

英吉利海峡隧道是世界上最著名的隧道之一,是英吉利海峡下的一条50公里(31英里)隧道。这条线路由三条平行的隧道组成,在海下运行39公里(24.2英里)。两条主要的铁路隧道,相距大约30米(98英尺),用以从北部和南部的火车通道。在这两个隧道之间是通道服务隧道,通过交叉通道连接到主隧道。这个服务隧道允许维修工定期进入铁路隧道

该项目的承包商,Transmanche – link(TML)选择了五台罗宾斯隧道掘进机来开挖隧道。隧道掘进机分别被部署在英国和法国的终点站出发。

地质状况

隧道地质大部分是白垩土,它们大部分是断裂的。在白垩土下面是一层薄薄的2米(6.5英尺)的渗透性的海绿石质。这块岩石是一块较弱的砂岩,岩石的强度比白垩大。隧道的底部经过坚硬的粘土和一些膨胀的特征。在隧道的法国一侧,这种白垩土断裂的更严重,而且容易出现涌水。

 

隧道掘进机

罗宾斯为这个项目设计制造了共五台隧道掘进机,每台都是为特定地质和长度的隧道而设计的。

在法国一侧折叠和断裂的白垩土,预计的高水压力需要使用三个土压平衡盾构机(EPBMs)。这些机器配备密封的刀盘隔仓以承受高压水压力,另外后部的螺旋输送机可以运输从掌子面切削来的碴石

罗宾斯为法国一侧的每条主要铁路隧道建造了两台土压平衡盾构机。设备重1100公吨(1200吨),直径8.8米(29英尺),配备推力达19,613 kN(4413000磅)、最大扭矩达12748,645 n – m(941万磅英尺)的刀盘。

英吉利海峡海底隧道的法国海底也需要台土压平衡盾构机。这台盾构机直径为5.6米(18英尺),配备推力达39,227 kN(8,837000磅),最大扭矩为3510781 m(25591000磅)的刀盘。

由于英国这边的隧道地质预测少涌水,因此采用了两台罗宾斯双护盾硬岩掘进机用以抵御不稳定和断裂的岩石环境。这两台设备直径8.36米(27英尺),配备13英寸(330毫米)的刀具和具备65,871 kN(14,821,000磅)的推力, 最大扭矩达5727,084米(4,227,660磅)。

隧道掘进

1987年12月,在隧道的两侧的设备开始掘进。法国的三台掘进机几乎很快遇到了涌水,迫使使用密封的模式比预期的要早得多。这些设备的密封件可以承受10磅(145 psi)的水压。然而,项目其余的机器则需要采取额外措施来封锁其余的机器,以防止水流入。

TBMs的尾盾安装了多行钢丝刷密封,压紧外径的混凝土衬砌。油脂注入金属刷,和金属刷与隧道衬砌之间100毫米(4英寸)的空间。将水泥灌浆注入尾板,从而使得细水泥灌浆流入隧道衬砌和围岩之间的152毫米(6英寸)的环形空间。随着掘进机的推进,该方法密封了隧道衬砌。尽管困难重重,进尺在掘进中不断提高,设备在项目的平均每月进尺达714米(2342英尺)。

英国这边作业的机器在一开始也经历了一些困难的掘进。在3.2公里(2.0英里)的时候,意外的涌水导致机器放慢了他们的进度,因为隧道的每一部分都需要进行注浆。经过这段隧道后,机器不再有任何困难,每周平均进尺149米(490英尺)。罗宾斯机器在英国这边作业的设备,平均月进尺873米(2864英尺), 并且还以最快日进尺75.5米(247.7英尺), 周进尺428米(1404英尺),和月进尺1719米(5640英尺)刷新世界纪录——所有这些纪录至今还没有被打破。

隧道两侧的淤泥运输很复杂,但工作得很好。在英国,由500辆渣土车组成的铁路系统将渣土运回了位于莎士比亚悬崖下的隧道出入支洞,并将其输送到高速输送机系统。然后,输送机把碴石倒在英吉利海峡的海墙后面的泻湖里。大约400万立方米(523万立方码)的碴土从隧道里运送出来到这工地现场。这个地方叫做Samphire Hoe,现在是一个很受欢迎的公园。

在法国一侧,碴土被碾碎,与水混合在Sangette 出入井底部的土仓里。然后,它被泵出竖井至30.5米(100英尺)的水坝后面。

1990年12月,法国和英国出发的掘进机在隧道中间相遇,完成了英吉利海峡隧道的开挖。在所有的隧道中,法国的掘进机被拆除,而英国的掘进机则被搁置并被掩埋。

主要铁路隧道于1991年5月22日和1991年6月28日贯通。这两项成就都以突破性的仪式来庆祝,以纪念世界上最长、和最雄心勃勃的海底隧道之一。


波士顿港项目

项目概况

波士顿港口项目包括美国最大的污水处理厂之一。这个项目需要两个海底隧道来将废水输送到新的处理厂。在波士顿港下,一条隧道将污水经过15.2公里(9.4英里)长的污水排放隧道。这个出口隧道将鹿岛处理厂的水输送到马萨诸塞湾。自1998年该项目完成以来,流入波士顿港的污水已停止,有毒细菌、废固体和氮的浓度急剧下降。

1990年,马萨诸塞州水资源管理局(Massachusetts Water Resource Authority)授予kiewit – atkinson – kenny合资企业的建筑合同。承包商选择了一个直径8.1米(26.5英尺)的罗宾斯双护盾隧道掘进机开挖隧道,并在污水出口隧道中安装衬里。

地质状况

隧道沿线地质是突出岩石类型为坎布里奇·阿吉利特,在1毫米到8厘米(。4至3.15英寸厚,偶尔有1.5米(4.9英尺)的岩层里。火山流和偶尔的凝灰岩沉积物也被嵌入到泥质岩中。其他地质特征包括有一些玄武岩、安山岩和长石的火成岩和硅石

掘进机和后配套

罗宾斯建造了双护盾隧道掘进机,以对付海底隧道多变的地质。在“双护盾模式”中,机器在挖掘时同时安装预制混凝土衬里。这一特性使机器的整体推进速度比“单盾模式”的顺序操作更

该机器的刀盘驱动器由8个发电机组成,产生2520 kW(3360 hp)功率,并提供3665克(2,70万磅)的扭矩给刀盘。刀盘推力为111350 kN(250万磅),机器配备50 – 17英寸(432毫米)直径的刀具可以从刀盘后面或前面更换。

设备可以根据掘进的条件来改变刀盘推力。在良好的地质条件下(自支撑围岩,通常是硬岩石),机器将会在“双护盾模式”下掘进,在那里,推力来源通过传统的撑靴系统作用隧道壁。在隧道壁太弱的土壤或断裂带,机器将在“单护盾模式”下运行,在该模式下,推力通过尾盾的一组辅助油缸,直接作用于隧道衬砌部分进行推进

隧道掘进机通过液压缸连着由8个10.7米(35英尺)长的双层台车组成的后配套系统。上层台车安置了两个主要的2000 kVA变压器,电气控制柜,灰尘洗涤系统和辅助设备。灵活的直径1.5 m(4.9英尺)的管道从安装在最后一个台车上的储存盒延伸出去用以通风。一个双轨铁路系统安装在前六个台车上,为铁路车辆运送预制混凝土衬砌管片、用于临时段支护的砾沙、铁轨和绳带

隧道掘进

设备从1992年7月进入竖井开始掘进。在早期的掘进中,设备与地质报告中预测的更加块状岩石作斗争。在整个掘进过程中,硬石和涌水持续出现。

在1993年和1995年和1996年,硬石和大量的涌水需要项目人员进行注浆和减缓设备的掘进。大部涌水的流量每分钟达到19000到26600升(5,019到7027加仑)。超前钻机和注浆在这些部分导致了较慢的掘进进尺

 

从1996年3月开始,设备开挖与手开挖的竖井同时进行。这台机器于1996年9月19日开挖了15公里(9.3英里)后破土而出。掘进机最佳日进尺为44.2米(145英尺)的,最佳周进尺为195.1米(640英尺)。

考虑到在整个掘进过程中大量的涌水和地质变化,掘进机的表现是惊人的。


埃平到查茨伍德铁路连线项目

项目概况

悉尼城市铁路系统由于增加埃平至查特伍德铁路连线而得以扩展。这个扩展项目由两条长12.5公里(7.7英里)的平行隧道组成。新南威尔斯政府将该项目承包给了由澳大利亚和德国建筑公司合作的Theiss Hochtief合资公司(THJV)。

2002年,THJV与罗宾斯公司签约,由罗宾斯公司建造两台直径7.2(23.6英尺)的主梁式隧道掘进机。这两台隧道掘进机从德里路站(约为隧道的中心位置)分两组开始挖掘两条隧道,在整个项目中展现出了惊人的掘进速度。

地质概况

两条隧道都穿过霍克斯伯里市的砂岩和艾士菲市的页岩地质。在掘进了约2公里(1.2英里)处,沿途出现了一条位于麦考瑞公园站附近的断层带。

隧道掘进机和输送机

两台主梁式隧道掘进机配备有2300千瓦(2957马力)动力的刀盘,最大推力为1400公吨(1500 美吨)。罗宾斯公司针对该项目对两台掘进机设计了一些创新性特征。一个独特的滚动式后配备系统使得机器在挖掘的同时能够进行混凝土路基灌注。这种施工方法不仅可以在挖掘过程中使用橡胶轮胎的交通工具,也能快速安装台车轨道

罗宾斯公司还定制化设计了由5个集成系统组成的输送机,包括两台水平输送机、两台垂直输送机和一台堆料输送机。拱式安装的水平输送机运行了6公里(3.7英里),其中超过80%是拐弯路段。

隧道掘进

20038月和9月,两台掘进机分别开始对两条隧道进行挖掘,均于20047月贯通到埃平。200411月,隧道第二次挖掘开始,两台掘进机分别于20056月和7月贯通到查斯伍德。在挖掘过程中,其中一台掘进机日进尺达92米(302英寸),创造了同级别掘进机掘进速度的世界纪录。两台掘进机的最佳周进尺达368(1270英尺),项目的平均周进尺为200(656英尺)。两台掘进机在项目过程中基本没有遇到问题,且在整个项目工期80%的时间里都在作业。


新五结乡引水隧道项目

项目概况

新五结乡引水隧道是台湾调水系统的一部分,负责将水输到台湾最大的单一电力来源水电站日月潭水电站。由于原先的五结乡引水隧道在服役70年的后,出现了裂缝问题且功能开始退化,因此项目业主台电(台湾电力公司)委托建设一个长6.3公里(3.9英里)的新隧道。

隧道从其在日月潭的源头开始延伸至水电厂的进水建筑物,它和另一个引向日月潭的引水隧道一起,将使水电站的年发电量增加到760万千瓦

台电与株式会社熊谷组有限公司就新引水隧道项目签订了合同。承包商为该项目选择了一台直径6.2米(20.3英尺)的罗宾斯主梁式隧道掘进机。

地质概况

隧道穿过的区域包括石英岩、砂岩和板岩地质,有些区域也包含破碎的岩石。

隧道掘进机

罗宾斯公司在新五结乡引水隧道项目中重新组装了一台曾使用过的直径6.2米(20.3英尺)的主梁式隧道掘进机。这台翻新的掘进机配有直径17英寸(432毫米)的楔形锁紧刀具,刀盘动力达1890千瓦(2534马力),重380公吨(420),刀头处产生的最大扭矩可达177,4415牛米(130,7550磅尺)

隧道掘进

20007月,掘进机开始隧道挖掘,历时24个月,于200267日完工。掘进机的平均月进尺超过了400(1312英尺),最佳月进尺达到了650(2,133英尺)。隧道挖掘了一半后,掘进机碰到了一些断裂地带,于是应用了圈梁、钢筋网和喷浆混凝土等隧道衬砌方法。隧道的某些部分也衬砌了铸铁管片用于获得额外的支撑

20019月,台风桃芝袭击了该地区,现场被泥浆、水和岩石淹没。一些装有备件、刀具和车间的集装箱被完全淹没。幸运的是,洪水水位低于施工隧道的高度,几乎没有延误施工进度。剩下的挖掘工作进展顺利,贯通后隧道举行了竣工典礼,庆祝其成为台湾迄今首个单独由隧道掘进机完成贯通的隧道。