本书以盾构技术员、盾构施工员、盾构维保员、盾构生产技术员为典型工作岗位，以常用盾构和TBM为载体，引入成果导向教学的先进职业教育理念，采取多种形式，全面、详细地介绍了盾构和TBM的构造原理及维护保养技术。本书共分为5章，主要内容包括盾构和TBM的定义与区别、盾构和TBM的分类与选型、盾构主机的构造原理、盾构后配套与辅助设备的构造原理、TBM主机的构造原理、TBM后配套与辅助设备的构造原理、盾构的维护保养、TBM的维护保养。本书适合作为高等职业教育盾构施工技术、地下与隧道工程技术、城市轨道交通工程技术、工程机械及相关专业学生的教材，同时也可作为盾构技术员、盾构施工员、盾构维保员等盾构工程技术人员的参考用书。

（1）内容的组织：注意循序渐进，简明、全面地讲述了盾构和TBM构造原理及维护保养的主要内容。增加了目前国内行业中对于盾构和TBM的区别和各自特点，以及工程应用中常用的维护保养方法。
（2）内容的设计：着重培养学生掌握盾构和TBM构造原理的能力，安装、调试、使用、维护盾构和TBM的能力，诊断和排除故障的能力。并且，充分考虑高等职业教育的职业特色和高职学生的学习特点，在教学内容的设计上注重理论联系实际，在内容的取舍上以必需、够用为度，力求做到少而精。

（3）编写模式：本书编写模式做了较大改变，突破了原有教材编写模式，内容紧贴实践岗位，深入浅出，理论联系实际，并着重于实际，注重基础性知识的传达，强调实操性，用通俗易懂的语言和图文并茂的方式进行写作，体现*的技术和工艺，体现知识目标和能力目标的贯通。

职业教育是以培养能力为主的教育，同时也强调要掌握和运用职业技术技能所的知识。因此，编者在本书的编写过程中，在内容的选定和章节的编排上充分考虑了高职教育技术水平的要求及高职毕业生所从事工作的需要，期望能在培养盾构和TBM构造专业技术人才方向做一些有益的工作。
本书具有以下特点：
（1）内容的组织：注意循序渐进，简明、全面地讲述了盾构和TBM构造原理及维护保养的主要内容。增加了目前国内行业中对于盾构和TBM的区别和各自特点，以及工程应用中常用的维护保养方法。
（2）内容的设计：着重培养学生掌握盾构和TBM构造原理的能力，安装、调试、使用、维护盾构和TBM的能力，诊断和排除故障的能力。并且，充分考虑高等职业教育的特色和高职学生的学习特点，在教学内容的设计上注重理论联系实际，在内容的取舍上以必需、够用为度，力求做到少而精。
（3）编写模式：本书编写模式做了较大改变，突破了以往教材编写模式，内容紧贴实际岗位，深入浅出，理论联系实际，并着重于实际，注重基础性知识的传达，强调实操性，用通俗易懂的语言和图文并茂的方式进行编写，体现的技术和工艺，体现知识目标和能力目标的贯通。
本书共分5章，主要内容包括：盾构和TBM的定义与区别、盾构和TBM的分类与选型、盾构主机的构造原理、盾构后配套与辅助设备的构造原理、TBM主机的构造原理、TBM后配套与辅助设备的构造原理、盾构的维护保养、TBM的维护保养。
本书由哈尔滨铁道职业技术学院苍盛、中铁工程装备集团（天津）有限公司王龙任主编，哈尔滨铁道职业技术学院马双、中铁工程装备集团有限公司王国政任副主编，中铁工程装备集团有限公司吴鹏飞参与编写。具体编写分工如下：第1章、第2章由苍盛编写，第4章、第5章由王龙编写，第3章第1～4节、第6～7节由马双编写，第3章第5节、第10～12节由王国政编写，第3章第8～9节由吴鹏飞编写。全书由苍盛负责统稿。
全书由哈尔滨铁道职业技术学院城轨工程分院院长、黑龙江省教学名师张冰教授主审，她对本书提出了诸多有益建议，在此表示由衷感谢！同时，在编写过程中，编者受到了中铁工程装备集团有限公司的大力支持和真诚帮助，在此一并表示衷心感谢！
由于编者所掌握的知识有限，且时间紧迫，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳请专家读者批评和指正，特此致谢！
编者
2020年6月

苍盛，哈尔滨铁道职业技术学院，王龙，中铁工程装备集团（天津）有限公司

第1章绪论1
1.1概述1
1.1.1全断面隧道掘进机的定义 1
1.1.2盾构机与岩石隧道掘进机（TBM）的区别 3
1.2盾构的发展与应用 4
1.2.1盾构的概念 4
1.2.2盾构的分类 5
1.3盾构的选型与地质适应范围 22
1.3.1盾构选型技术 22
1.3.2盾构的地质适应范围 27
1.4岩石隧道掘进机（TBM）的发展与应用 29
1.4.1岩石隧道掘进机的概念与分类 29
1.4.2TBM的起源及在我国的发展 30
1.5TBM的选型与地质适应范围 38
1.5.1TBM的选型 38
1.5.2TBM的地质适应范围 41
习题 42

第2章盾构构造原理 43
2.1盾构的组成及工作原理 43
2.1.1盾构的基本构造 43
2.1.2盾构的工作原理与平衡原理 44
2.1.3盾构开挖面稳定机理 47
2.2刀盘刀具系统 50
2.2.1刀盘的构造与功能 50
2.2.2刀盘的类型 52
2.2.3刀具的种类与构造 54
2.2.4刀具的破岩机理 59
2.3盾构壳体与主要配置 60
2.3.1切口环（前盾） 60
2.3.2支承环（中盾） 61
2.3.3盾尾 62
2.3.4盾体密封系统 62
2.3.5铰接装置 64
2.3.6人闸仓装置 65
2.4刀盘驱动系统 66
2.4.1刀盘驱动系统的构成 66
2.4.2刀盘驱动系统的分类 67
2.4.3刀盘主驱动密封 68
2.5液压推进系统 71
2.5.1液压推进系统的作用及组成 71
2.5.2液压推进油缸的布置与控制 72
2.5.3液压推进油缸的结构与性能 73
目录盾构/TBM构造原理及维护保养
2.6土压盾构出渣系统 74
2.6.1螺旋输送机 74
2.6.2皮带传输机 77
2.7泥水盾构泥水循环与分离系统 78
2.7.1泥水循环系统 78
2.7.2泥水分离处理系统 84
2.8管片拼装系统 86
2.8.1管片拼装系统的构成及工作过程 86
2.8.2管片拼装机的组成 87
2.8.3管片拼装机的控制原理 89
2.8.4管片吊机与管片输送车的功用 90
2.9导向系统 91
2.9.1导向系统的分类与功用 91
2.9.2导向系统的工作原理和盾构姿态控制原理 94
2.9.3常见导向系统的构成及导向原理 97
2.9.4盾构姿态纠偏技术及发展趋势 100
2.10同步注浆系统 103
2.10.1同步注浆系统的构成及作用 103
2.10.2同步注浆系统控制要点及发展趋势 108
2.11渣土改良系统 110
2.11.1渣土改良系统的组成及功用 111
2.11.2渣土改良材料的种类与特性 114
2.11.3渣土改良效果与新技术 117
2.12后配套系统及辅助设备 118
2.12.1后配套系统 118
2.12.2辅助设备 122
2.13远程信息化管理系统 130
2.13.1信息化管理系统体系 131
2.13.2信息化管理支撑平台 131
2.13.3盾构智能与远程监控功能 132
2.13.4盾构虚拟仿真功能 135
2.13.5盾构业务管理功能 136
习题 137
-Ⅲ--Ⅳ-

第3章岩石隧道掘进机（TBM）构造原理 138
3.1TBM的基本结构 138
3.1.1开敞式TBM的基本结构 138
3.1.2双护盾TBM的基本结构 139
3.1.3单护盾TBM的基本结构 140
3.1.4其他类型TBM的基本结构 141
3.2刀盘刀具及破岩机理 142
3.2.1刀盘基本结构 142
3.2.2刀具基本结构 146
3.2.3破岩机理 149
3.3刀盘主驱动系统 151
3.3.1主驱动方式与结构 151
3.3.2主驱动的组成与润滑 152
3.4支撑与推进系统 155
3.4.1凯式开敞式TBM的支撑与推进装置 155
3.4.2主梁开敞式TBM的支撑与推进装置 156
3.4.3单护盾TBM的支撑与推进装置 159
3.5护盾 160
3.5.1下支撑与侧护盾 160
3.5.2顶护盾 160
3.6支护系统 161
3.6.1锚杆钻机系统 161
3.6.2钢拱架拼装系统 163
3.6.3应急喷混系统 164
3.6.4湿喷系统 166
3.7出渣及物料运输系统 167
3.7.1TBM带式输送系统 167
3.7.2连续皮带机出渣系统 169
3.7.3物料运输系统 172
3.8导向系统 172
3.8.1功能概述 172
3.8.2分类及工作原理 172
3.9后配套系统及主要设备 175
3.9.1后配套系统的结构形式177
3.9.2后配套系统的功能与基本构成178
3.9.3冷却与排水系统180
3.9.4通风与除尘系统182
3.9.5供配电及控制系统182
3.10开敞式TBM184
3.10.1凯式开敞式TBM的特点185
3.10.2主梁式开敞式TBM的特点186
3.10.3开敞式TBM的工作原理187
3.10.4开敞式TBM的适用范围188
3.11双护盾TBM188
3.11.1双护盾TBM的特点189
3.11.2双护盾TBM的工作原理189
3.11.3双护盾TBM的适用范围191
3.12单护盾TBM191
3.12.1单护盾TBM的特点192
3.12.2单护盾TBM的工作原理192
3.12.3单护盾TBM的适用范围193
习题193

第4章盾构机的维护保养194
4.1盾构维护保养的原则与内容194
4.1.1维护保养原则194
4.1.2维护保养内容195
4.2油水检测与状态监测198
4.2.1油水检测198
4.2.2状态监测199
4.3刀盘刀具的维护保养200
4.3.1刀盘的维保200
4.3.2刀具的维保200
4.3.3刀盘其他部件的维保202
4.4盾体铰接系统与推进系统的维保202
4.4.1维护保养内容202
4.4.2铰接密封维保202
4.4.3推进装置维保203
4.5渣土输送系统与管片拼装系统的维保203
4.5.1渣土输送系统的维保203
4.5.2管片拼装系统的维保204
4.6盾体其他系统的维保205
4.6.1人仓系统的维保205
4.6.2主驱动系统的维保205
4.7后配套系统的维保206
4.7.1注浆系统与后配套拖车的维保206
4.7.2压缩空气系统的维保206
4.8液压系统的维保208
4.8.1液压系统的维保检查与维修208
4.8.2更换滤清器滤芯209
4.9辅助设备的维保210
4.9.1渣土改良设备的维保210
4.9.2工业通风设备与工业水设备的维保211
4.9.3油脂设备的维保211
4.9.4供电设备与主机控制设备的维保212
习题214
-Ⅴ--Ⅵ-

第5章TBM的维护保养215
5.1刀盘的维护保养215
5.1.1刀盘的日常保养检查215
5.1.2刀盘的维修216
5.2刀具的维护保养219
5.2.1刀具维保的原则219
5.2.2刀具维保内容220
5.2.3刀具的异常损坏形式与原因221
5.2.4刀具的磨损量允许值221
5.3刀具的更换222
5.3.1刀具的更换标准222
5.3.2刀具的更换作业步骤223
5.4滚刀的维修224
5.4.1滚刀的结构225
5.4.2滚刀维修步骤226
5.5液压系统维护与常见故障处理227
5.5.1日常停机保养工作227
5.5.2运行过程中的维护227
5.5.3每运行500 h的维护228
5.5.4TBM液压系统操作规范与安全注意事项229
5.5.5TBM液压系统常见故障判断229
5.6电气系统维护与常见故障处理231
5.6.1电气系统维护检查231
5.6.2常见故障处理234
习题237
参考文献238