High speed tunnelling rate and the ability to advance the tunnel heading while creating little disturbance to the stability of rock formations are two of the most important advantages in the use of full face tunnel boring machines. However, if a machine does not accomplish both of these objectives better than conventional drill and blast methods, it may be a liability to the job. The major reasons for the misapplication of TBM''s stem from a lack of understanding on the part of owners, contractors and manufacturers of two things:

  1. what ground conditions will be encountered as the tunnel advances

  2. what features should be incorporated in the machine to seccessfully cope with these geologic conditions.

The selection may depend on the degree of instability expected in the ground and the rate at which failure will occur. The rate of failure in overstressed rock is proportional to the ratio of the rock stress to the apparent rock mass strength. Water mayor may not be present and in many locations such as Spain, The U.S.S~R. and the U.S.A. good advance rates have been maintained while boring through high water in flow at the face.


Hohe Bohrgeschwindigkeit und die Faehigkeit, die Ortsbrust mit geringer Stoerung des Gebirges vorzutreiben, sind zwei der wichtigsten Vorteile in der Anwendung von Vollschnitt- Tunnelbohrmaschinen. Wenn eine Maschine jedoch diese beiden Ziele nicht besser erreichen kann als traditionelle Bohrungs- und Sprengmethoden, koennte sie das Projekt negativ baeinflussen. Die Hauptgruende fuer Fehlanwendung der Tunnelbohrmaschinen liegen in dem Missverstaendnis Von zwei Problemen seitens der Besitzer, Unternehmer und Fabrikanten:

  1. welche Gesteinsverhaeltnisse werden waehrend des Tunnelfortschrittes vorgefunden

  2. welche Merkmale sollte die Maschine aufweisen, um diese geologischen Verhaeltnisse erfolgreich zu meistern.

Die Wahl kann auf dem im Boden erwarteten Unbestaendigkeitsgrad und der Versagungshaeufigkeit beruhen. Die Versagungshaeufigkeit in ueberbeanspruchtem Gestein ist proportional zu der augenscheinlichen Gesteinsmassenstaerke. Gute Fortschrittsgrade sind mit oder ohne Wasser beim Durchbohren von an der Vorderseite Vorbeifliessendem Hochwasser unter anderem in Spanien, Russland und den Vereinigten Staaten seit laengerer Zeit erzielt worden. Wenn das Wasser in solchen Gebietan jedoch grosse Mengen von feinen oder zerdrueckten Substanzen aus Verwerfungen oder nicht kompakten Lagen hereinbringt, wird der Tunnelvortrieb vollst?endig zum Halt gebracht.


Le forage à grande vitesse et la possibilite d''avancer une galerie, en même temps causant seulement une perturbation negligeable à la stabilite de formations rocheuses, sont les deux avantages les plus importants avec l''usage de plein-face foreuses. Neanmoins, quand une machine n''achève pas ces deux buts mieux que les methodes traditionelles de forage, le projet peut en souffrir. II faut chercher la raison principale d''une mauvaise application de foreuses mecaniques dans un manque de comprehension de deux choses de la part des proprietaires, entrepreneurs et fabricants:

  1. quelles seront les conditions de terrain que l''on va rencontrer quand la galerie avance

  2. quelles sont les caracteristiques à incorporer dans la machine pour Le choix peut se faire selon Ie degre l''instabilite attendu dans Ie sol et la frequence des fautes.

Cette frequence de fautes dans une roche surcompressee est proportionelle au rapport entre la tension de la roche et la resistance apparente de la masse des roches. II peut y avoir de l''eau ou non, mais de bons taux d''avance ont ete maintenus en beaucoup d''endroits, par example en Espagne, en Union Sovietique et aux Etats Unis, avec le forage où de très fort ecoulements d''eau etait present à la face.

Tunnel boring machines, especially full-face machines for boring rock formations have been used on more challenging jobs as the capability of these machines has developed over the years.


The major advantage of tunnel boring machines (TBMs) has been speed in advancing the heading. Other advantages which may be critical in some applications are reduced section of the tunnel resulting from elimination of overbreak; smooth wall excavation; relatively undisturbed rock formations; early and simple installation of tunnel supports; more uniform rock restraint due to more continuous contact between the supports and the rock; and in the case of some machine designs the ability to restrain caving in of the face by continuous breasting support while the excavation takes place continuously.


Opposing these advantages are a number of factors Which, if misunderstood, can more than offset the advantages and turn the improperly applied machine into a serious loss of time and capital for all parties concerned. Among them is the sensitivity of this equipment to geologic conditions which were unanticipated when the tunnel job was planned or the inability of some types of TBMs to adapt to changing geologic conditions.

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