TBM(TunnelBoringMachine）是全断面隧道掘进机的简称， 其最大特点是广泛使用电子、信息技术对全部作业进行指导和监 控，使掘进过程始终处于最佳状态。其速度一般为常规钻爆法的 8倍～10倍，最佳日进尺可达150m。除速度快以外，还有优质、 安全、经济，有利于环境保护和劳动力保护的优点。从松散软土 到极坚硬的岩石（抗压强度280MPa～400MPa）都可应用。因 此，国际上有“移动式掘进工厂”之称。 掘进机的不足之处，在于对地质条件的适应程度不如钻爆 法。此外，一次性投资较大，对工作人员的素质要求较高，在使用 过程中，不够灵活机动：如轴承太大，机身太重。当隧道长度大于 6km，或隧道长度与直径之比大于600时，宜首先采用掘进机方 案。但总的看来，在隧洞快速开挖中，优先采用掘进机，已成为国 际发展趋势。 近年来，TBM全断面掘进施工技术得到了广泛的应用，在山 西省万家寨引黄工程总于线、南干线和连接段，采用TBM施工的 隧洞累计长度已经达到了124km，成为国内使用TBM成润最 长、应用最成功的项目。 钻爆法施工，即传统的打眼、放炮、化整为零的掘进方法。钻 爆法施工具有资金、设备投入低，成本低廉，适应于各种自然环境 和地质结构具有快速、机动、灵活和适应力强等特点。

该设计是在水利部山西水力水电勘测设计研究院1993年绸 制的山西省万家寨引黄工程北干线初步设计说明书（大梁至大 同）（以下简称原设计”）基础上进行的。 1)原初步设计方案。原设计北干线1号隧洞设计引水流量 为22.2m3/s，洞段的上段为城门洞型断面、无压输水，下段由于 有4.3km的有压隧洞，故采用下段内径4.1m的圆形断面。由 于原设计是1993年完成的，近年来，各方面情况变化很大，出现 了诸如：煤矿采空区、隧洞出口场地被占用等问题。这些因素都 对原设计方案造成影响，故须补充完善，在综合考虑各种成润施 工方法的情况下对隧洞线路进行了调整。2)隧洞线路调整方案。 根据前述TBM隧洞开挖的优势，对于总长度近44km的1号隧 洞若采用TBM施工，可以大大加快施工进度，并使工程质量得到 很好的保证。同时考虑到业主于南干、联接段等施工后留有 TBM设备可再次利用行业分类标准，应优先针对TBM施工方案对洞线进行局 部调整。根据工程地质勘探，1号隧洞下段部分洞段基岩面较低， 因此在原设计中1号隧洞后段洞线下降20m形成了有压输水洞 段。有压润段和无压洞段之间以1：10陡坡衔接。为充分利用水 头.出口之前采用竖井形式使水位上升。但由于TBM无法进行

这种突变底坡段的施工，因此本阶段取消了有压洞段，采用同一 纵坡。在多次现场查勘和补充勘测工作的基础上，经过方案比 选，提出了线路调整方案。考虑到原隧洞出口处的七里河土地利 用现状，并便于比较，钻爆法施工时也采用调整后的洞线方案。 润线及纵坡调整后，相应对隧洞断面进行调整如下： a.TBM施工方案。采用TBM施工方案时，根据水工建筑物 功能要求，并充分发挥设备潜力，考虑使用业主现有的TBM施 工，隧洞开挖直径取4.82m，净断面内径为4.14m，预制钢筋混凝 土管片衬砌厚25cm，豆砾石回填灌浆平均厚度为9cm。b.钻爆法 施工方案。来用钻爆法施工方案时，为便于施工，隧洞断面设计 为门润形，根据水力学计算成果，隧润净断面为3.6m×4.1m，直 墙高2.5m，设计水深2.42mg

对TBM施工方案与钻爆法施工方案进行了综合比较，其比 较结果见表1。从表1中可以看到，TBM施工在很多方面占有优 势。由于山西省在引黄总于、南于、联接段施工中已大量采用了 TBM施工，在TBM隧洞设计和施工实践中，设计、施工和建设单 位积累了丰富的经验，具有处理各种复杂情况的能力和经验。与 钻爆法在施工技术方面的差距已很小，且可以通过TBM的不断 应用积累宝贯的经验，对提高山西省在隧洞工程中的技术水平有 很大的好处。而工程投资量然也是方案选择的重要因素，但在全 面考虑以上各方面比较结果，且在投资差额不大的情况下不应再 看作决定性因素。通过以上分析，在引黄工程北干线1号隧润施 工方案中最终采用了TBM施工方案，

表1TBM施工方案与钻爆法施工方案比较表

通过引黄北干线1号隧洞设计过程中对TBM隧洞施工方案 与钻爆法隧洞施工方案的比较，再一次看到了新技术、新工艺在 水利设施建设中的飞速发展。随着我国基础设施的大规模建设， 将有天量长、大隧洞需要施工，而传统的施工方法已不能满足对 工期、运行、经济效益以及生态环境等方面的要求，而具有成润快 速、使用安全、经济、环保等众多优点的TBM掘进机将越来越被 众多施工单位看中。