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长大隧道TBM出碴方式的研究
隧道是人类在工程领域最具有代表性的建筑工程之一。长大隧道作为国内重要的工程项目，其隧道建设将现代化基础设施与自然环境相融合，对于改善当地交通、促进区域经济发展、丰富人居环境等方面都具有重要意义。而TBM（TunnelBoringMachine）作为隧道掘进技术的一种先进工具，其应用已经成为现代隧道工程的重要手段，尤其在长大隧道的建设中，其作用更加突出。本文旨在探讨长大隧道TBM出碴方式的研究，分析其技术特点、机理及应用前景，为相关领域的研究提供参考。
一、TBM工具的技术特点及机理
TBM是一种以机械化方式进行隧道掘进的工具，它通过旋转刀盘和液压装置，将土层、岩层等隧道工程中需要掘除的材料切割碎化成为碴，再通过输送机械将碴送往隧道洞口或施工区。由于其掘进方式具有高效、安全、舒适、环保等特点，越来越受到隧道工程领域的青睐。
TBM的技术特点主要包括以下几个方面：
1.掘进效率高：与传统的爆破掘进相比，TBM的掘进速度可达到每天几十米以至百余米，大大提高了施工效率。
2.工人安全保障：TBM掘进时，作业工人可以在机器内部进行，与工作面籍由屏幕观察实时状态，避免了掘进过程中的人工炸药爆破过程，大幅度降低了安全风险。
3.工作环境优良：TBM的掘进过程不会产生噪声污染，土壤深实性不断提升，掘进过程中隧道周边的土层稳定美观，更易于进行隧道内部的施工作业。
4.节能环保：传统的爆破掘进会产生大量的烟尘、碎石等污染物质，严重影响环境，而TBM掘进不仅不会产生烟尘，还可以使隧道周边区域实现绿化。
从TBM的工作原理来看，其主要作用是利用刀盘和碾压机等装置将土石等掘挖材料碎化成为小块的碴，之后经过料斗和输送系统，将碴输送出隧道。因此，TBM出碴方式的研究是非常重要的。
二、长大隧道TBM出碴方式的研究
1.TBM和管空破碴技术相结合
长大隧道TBM掘进中采用TBM和管空破碴技术相结合的方式进行出碴很有意义。具体地说，这种技术是在TBM器械的后边额外设置了一定数量的管空，然后通过给管空注入一定的水力能量，来混合松动土石捣碎，并将其输出机外。这种出碴技术操作简单、干碴量少、污染小、具有较好的环保性，同样不占用其他的设备或者区域，而且还可以降低对地表的振动促使沿线建筑物的稳定性提升。并且这种技术在充分利用现有TBM工具内部工作时，能够提高大钟面下生产效率，减少TBM设备出现意外故障的可能。
2.增大碎石机的规格
针对开挖工作中TBM设备的生产能力和受到的水平限制等问题，可以通过增加碎石机规格和设备的数量来提高出碴效率。这种方案的局限性在于开挖所处地质情况、施工资源、施工成本等多种因素会对其起到影响。在碎石机覆盖的区域太小的情况下，若采用机拆机，会导致开挖周期的拖长。同时，在大的区域内采用一个大规格的碎石机开挖，也会增加受到地层的侵袭造成机器的故障率。
3.提高管空效率
在其它的控制措施无法解决问题时，提高管空效率是另一个提高出碴效果的可行方法。通过增加管空长度、加强管空的高能混合板实现在管空内的能效变化，可以进一步促使管空内部土石混合物质的松散。管空内部自然状态下颗粒间作用力较大，容易受外界外力干扰。仔细考虑加速沙的径向流动，可以使管空混合物质获得更好的捣碎效果。
三、结论
本文对长大隧道TBM出碴方式的研究进行了探讨，指出了管空破碴技术、增加碎石机规格和提高管空效率的三种出碴方式。通过对比，我们可以发现采用TBM和管空破碴技术相结合的方式进行出碴是最有意义的一种方式，它不仅是一种环保的方式，而且速度、效率、技术都更卓越。在研究其它出碴方式时，我们应当注意到其可行性和稳定性，考虑到隧道地质的复杂情况，加大科技研发的力度，注重技术创新，有针对性探索不同地段TBM出碴方式的最优解，促使隧道建设更好发展。