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简答题简述全断面掘进机及其工作原理。
  • 全断面掘进机是一种用在中硬以上岩体，可一次掘出整个圆形巷道断面、驱动功率大，是实现掘进、岩渣装运、洞壁支护等一次开挖成洞的高科技施工设备，与钻爆法相比，具有高速、优质、安全、经济四大优点，是目前世界上最先进的隧道掘进机械。全断面掘进机主要包括全断面岩石掘进机（也称为TBM）和盾构机。全断面岩石掘进机（TBM）适用于在岩石地层，主要分为敞开式、单护盾、双护盾等几种；盾构机适用于软土和复合地层，主要分为土压平衡、泥水平衡等几种。
    主要组成及工作原理：全断面掘进机主要由刀盘、机头、传动装置、推进油缸、支撑机构、液压泵站、胶带转载、除尘抽风机和大梁等组成。
    ⑴滚刀破岩：全断面掘进机多采用盘形滚刀破碎岩石。盘形滚刀由刀圈、刀体、轴承、心轴及密封装置组成。刀圈相对于心轴转动，心轴固定于刀盘的滚刀架上，使滚刀可随刀盘一起转动。刀盘利用挤压力和剪切力破碎岩石。在刀盘推压力的作用下，滚刀前面的岩石被挤成粉末，形成破碎区，岩粉沿滚刀两侧喷出。随着刀盘转动，形成环形截槽，由于滚刀楔形边受推压力作用而产生平行于工作面的分力，相邻截槽间的岩石被剪碎，从而形成圆形断面。
    ⑵推进原理：掘进机的推进是通过推进油缸和支撑油缸的配合作用实现的。工作时，先将水平支撑板撑紧在巷道两帮支承隹机器的后半部分的重量，然后将机器的后支撑油缸提起，再开动推进油缸将刀盘、机头连同大梁一起推向工作面，达到推进行程后，再将后支撑油缸放下撑在底板上，支撑隹机器的后半部分重量，然后缩回水平支撑缸的活塞杆，使水平支撑板脱离岩帮后再收缩推进油缸，拉动水平支撑缸沿大梁向前移动一个步距，即完成一个推进行程。以此反复，机器迈步推进。
    ⑶导向原理是：现代全断面掘进机采用激光指示掘进机的推进方向。用激光经纬仪或激光定向仪指示推进方向，用千斤顶编组施以不同的推力，进行纠偏，即调整掘进机的位置和推进方向，包括坡度调向、水平调向和纠偏调向。坡度调向通过机器换行程时，利用后支撑的伸缩调整机器的俯仰程度，使机器按所需坡度推进。水平调向通过调整左右两个推进油缸的伸缩差异实现；纠偏调向通过左右斜油缸调整实现。

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