新疆大阪輸水隧洞TBM滑行緩慢原因分析

羅明軍

(新疆伊犁河流域開發建設管理局，烏魯木齊 830000)

文章編號：1006—2610(2015)03—0058—02

新疆大阪輸水隧洞TBM滑行緩慢原因分析

羅明軍

(新疆伊犁河流域開發建設管理局，烏魯木齊 830000)

隧洞掘進機(TBM)組裝完成后，一般均需要滑行一段距離后才能開始掘進施工。國內使用雙護盾TBM施工的工程經驗較少。文章通過對新疆大阪輸水隧洞TBM滑行緩慢原因的分析，以期為國內同行及其他類似工程提供借鑒。

水工隧洞；TBM施工；滑行；原因分析

1 工程概述

新疆大阪輸水隧洞為無壓引水隧洞，長31.28 km，縱坡1/1 016，采用TBM法與鉆爆法相結合的方案施工。隧洞進口段約5 000 m采用鉆爆法施工，開挖后進行一次支護和現澆混凝土二次襯砌，襯砌后內徑為6.0 m。隧洞中間段約24 261 m采用1臺全新的雙護盾TBM在通過滑行段后向上游掘進，六邊形預制鋼筋混凝土管片襯砌，管片寬1.6 m、厚28 cm，襯砌后內徑為6.0 m，4片管片組成1環，管片與圍巖之間的空隙用豆礫石充填并回填灌漿。隧洞出口段約2 019 m為TBM滑行段，鉆爆法開挖后進行一次支護，支護后內徑6.84 m，并在一次支護的底部預埋了TBM滑行軌道，TBM滑行通過時安裝管片，管片與圍巖之間的空隙平均約為14 cm。TBM在洞外組裝，預計通過滑行段的時間為31 d，實際滑行93 d。

2 TBM滑行方案

2.1 與滑行相關的TBM參數

TBM參數見表1。

表1 與滑行相關的TBM參數表

2.2 滑行方案

(1) 由于18～30號臺車與其他臺車結構型式不同，以及組裝場地的原因，TBM洞外組裝時，將1～17號臺車、31～37號臺車布置在與TBM主機同一條主道上，將18～30號臺車布置在與主道平行的副道上。1～17號臺車之間連接完成并與TBM主機連接，31～37號臺車之間連接完成，18～30號臺車之間未連接，僅暫時存放在副道上。

為了保持小火車、管片車等運輸車輛在臺車上運行平穩，以及臺車的平衡，在隧洞的出口位置，后配套的組裝區內，分別在臺車的雙軌段和單軌段安裝支撐輪的支撐塊，見圖1。

圖1 后配套安裝用支撐塊圖

(2) TBM滑行至隧洞出口位置，安裝起始環管片。為向TBM提供足夠的支撐力，將起始環管片與隧洞的空間用混凝土填充密實。

起始環管片安裝完成后，TBM利用單護盾模式向前滑行，在與TBM連接的后配套尾部，用吊車、叉車等將鋼軌、管片、豆礫石及其他材料裝在機車上。TBM每滑行一環管片的長度，安裝管片、噴射豆礫石。當TBM滑行一節軌道的長度時，安裝延伸軌道。

(3) TBM在洞外滑行時，擺放如圖1所示的雙軌段支撐塊。當TBM滑行距離大于4節后配套臺車的長度后，把18～21號臺車用吊車從副道挪移到主道上，將臺車之間相連接，并安裝風管、水管等。用同樣的方法安裝連接22～30號臺車，然后將30號臺車與31～37號臺車連接。至此，一套完整的TBM組裝完成，TBM進入正式滑行階段。

3 TBM滑行緩慢原因分析

3.1 施工方案原因

從施工方案可以看出，在TBM進入滑行施工階段，至少前250 m的滑行施工中，TBM設備組裝還沒有完成，或者說是在滑行的同時，穿插了設備組裝的環節，而且施工材料的供應也受設備組裝的現狀約束，影響了滑行施工效率。

3.2 調試不完善原因

設備組裝完成后，單機調試和各系統聯機調試時間過短，為了趕進度，倉促步進滑行。步進滑行是TBM設備一個有載調試過程，這個過程要在設備空載調試完成后進行，不能縮短這個過程。實際施工過程中，空載調試的過程過短，這就給后期步進滑行的有載調試增加了難度和工作量，減緩了TBM滑行的速度。

3.3 操作不熟練原因

在TBM滑行過程中，安裝管片是一個重要的環節，管片操作手安裝管片的質量和熟練程度是關系到TBM滑行快慢的關鍵因素之一。設備廠家及施工單位要配備經驗豐富的、熟練的管片安裝操作手安裝管片，這對提高滑行效率是非常重要的一個環節。

3.4 設備故障原因

設備調試的過程也是一個處理缺陷的過程，由于設備沒有進行充分的空載調試，進洞后發現問題處理的難度要比在洞外增大。另外，設備備件儲備不充足，也對缺陷的處理造成了比較大的影響。從統計看，設備故障和備件不足影響工期約10 d左右。

豆礫石回填系統布置在6號臺車上，距離豆礫石回填工作區域60余m，管路布置太長，一旦堵管再疏通就很耽誤時間；雖然配備了2臺8 m3泵，卻只配備了1套管路， 2臺泵不能同時工作，影響了豆礫石的回填效率，這也是影響滑行的一個重要因素。

4 結 語

采用開敞式TBM或護盾式TBM，大多數工程在TBM組裝后均需要有一定的滑行(或稱步進)距離，合理的方案和充足的準備，是順利滑行的基礎。反之，欲速不達、不快反慢。特別是雙護盾TBM有不同于其他型式TBM的特點，國內雙護盾TBM使用經驗較少，本文通過對新疆大阪隧洞TBM滑行緩慢多個方面原因的分析，力圖為相似工程提供借鑒，希望給同行能給予幫助。

[1] 王夢恕.巖石隧道掘進機(TBM)施工及工程實例[M].北京：中國鐵道出版社， 2004.

[2] 朱傳平. EBZ260H型掘進機在隧道施工中的應用[J].西北水電，2011，(04)：43-47.

[3] 張照煌,李福田.全斷面隧道掘進機施工技術[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

Analysis on Causes of TBM Slow Sliding in Daban Water Transmission Tunnel

LUO Ming-jun

(Xinjiang Yili River Catchment Development and Construction Administration, Urumqi 830000,China)

After TBM is assembled, it generally slides certain distance before tunneling. In China, the engineering experience on TBM tunneling with two shields is insufficient. Through analysis on causes of TBM slow sliding in Daban water transmission tunnel, tips on TBM tunneling are provided to similar projects.

hydraulic tunnel; TBM construction; sliding; cause analysis

2015-06-01

羅明軍(1967- )，男，湖南省湘鄉市人，助理工程師，從事機械制造及其自動化應用工作.

TV554.2

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2015.03.016