羅明軍

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)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(fā)建設(shè)管理局，烏魯木齊 830000)

隧洞掘進(jìn)機(jī)(TBM)組裝完成后，一般均需要滑行一段距離后才能開始掘進(jìn)施工。國內(nèi)使用雙護(hù)盾TBM施工的工程經(jīng)驗(yàn)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(nèi)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(jié)合的方案施工。隧洞進(jìn)口段約5 000 m采用鉆爆法施工，開挖后進(jìn)行一次支護(hù)和現(xiàn)澆混凝土二次襯砌，襯砌后內(nèi)徑為6.0 m。隧洞中間段約24 261 m采用1臺全新的雙護(hù)盾TBM在通過滑行段后向上游掘進(jìn)，六邊形預(yù)制鋼筋混凝土管片襯砌，管片寬1.6 m、厚28 cm，襯砌后內(nèi)徑為6.0 m，4片管片組成1環(huán)，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(jìn)行一次支護(hù)，支護(hù)后內(nèi)徑6.84 m，并在一次支護(hù)的底部預(yù)埋了TBM滑行軌道，TBM滑行通過時(shí)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(yù)計(jì)通過滑行段的時(shí)間為31 d，實(shí)際滑行93 d。

2 TBM滑行方案

2.1 與滑行相關(guān)的TBM參數(shù)

TBM參數(shù)見表1。

表1 與滑行相關(guān)的TBM參數(shù)表

2.2 滑行方案

(1) 由于18～30號臺車與其他臺車結(jié)構(gòu)型式不同，以及組裝場地的原因，TBM洞外組裝時(shí)，將1～17號臺車、31～37號臺車布置在與TBM主機(jī)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(jī)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(shí)存放在副道上。

為了保持小火車、管片車等運(yùn)輸車輛在臺車上運(yùn)行平穩(wěn)，以及臺車的平衡，在隧洞的出口位置，后配套的組裝區(qū)內(nèi)，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(huán)管片。為向TBM提供足夠的支撐力，將起始環(huán)管片與隧洞的空間用混凝土填充密實(shí)。

起始環(huán)管片安裝完成后，TBM利用單護(hù)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(jī)車上。TBM每滑行一環(huán)管片的長度，安裝管片、噴射豆礫石。當(dāng)TBM滑行一節(jié)軌道的長度時(shí)，安裝延伸軌道。

(3) TBM在洞外滑行時(shí)，擺放如圖1所示的雙軌段支撐塊。當(dāng)TBM滑行距離大于4節(jié)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(fēng)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(jìn)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(jìn)入滑行施工階段，至少前250 m的滑行施工中，TBM設(shè)備組裝還沒有完成，或者說是在滑行的同時(shí)，穿插了設(shè)備組裝的環(huán)節(jié)，而且施工材料的供應(yīng)也受設(shè)備組裝的現(xiàn)狀約束，影響了滑行施工效率。

3.2 調(diào)試不完善原因

設(shè)備組裝完成后，單機(jī)調(diào)試和各系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)間過短，為了趕進(jìn)度，倉促步進(jìn)滑行。步進(jìn)滑行是TBM設(shè)備一個(gè)有載調(diào)試過程，這個(gè)過程要在設(shè)備空載調(diào)試完成后進(jìn)行，不能縮短這個(gè)過程。實(shí)際施工過程中，空載調(diào)試的過程過短，這就給后期步進(jìn)滑行的有載調(diào)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(gè)重要的環(huán)節(jié)，管片操作手安裝管片的質(zhì)量和熟練程度是關(guān)系到TBM滑行快慢的關(guān)鍵因素之一。設(shè)備廠家及施工單位要配備經(jīng)驗(yàn)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(gè)環(huán)節(jié)。

3.4 設(shè)備故障原因

設(shè)備調(diào)試的過程也是一個(gè)處理缺陷的過程，由于設(shè)備沒有進(jìn)行充分的空載調(diào)試，進(jìn)洞后發(fā)現(xiàn)問題處理的難度要比在洞外增大。另外，設(shè)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(tǒng)計(jì)看，設(shè)備故障和備件不足影響工期約10 d左右。

豆礫石回填系統(tǒng)布置在6號臺車上，距離豆礫石回填工作區(qū)域60余m，管路布置太長，一旦堵管再疏通就很耽誤時(shí)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(shí)工作，影響了豆礫石的回填效率，這也是影響滑行的一個(gè)重要因素。

4 結(jié) 語

采用開敞式TBM或護(hù)盾式TBM，大多數(shù)工程在TBM組裝后均需要有一定的滑行(或稱步進(jìn))距離，合理的方案和充足的準(zhǔn)備，是順利滑行的基礎(chǔ)。反之，欲速不達(dá)、不快反慢。特別是雙護(hù)盾TBM有不同于其他型式TBM的特點(diǎn)，國內(nèi)雙護(hù)盾TBM使用經(jīng)驗(yàn)較少，本文通過對新疆大阪隧洞TBM滑行緩慢多個(gè)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(jìn)機(jī)(TBM)施工及工程實(shí)例[M].北京：中國鐵道出版社， 2004.

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[3] 張照煌,李福田.全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)施工技術(shù)[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(xiāng)市人，助理工程師，從事機(jī)械制造及其自動化應(yīng)用工作.

TV554.2

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2015.03.016