浅议步进复合式TBM支洞步进施工技术

论文导读：。关键词：复合式TBM；步进；施工技术Abstract:withthedevelopmentofournationaleconomyandtheprogressofscienceandtechnology,tunnelengineeringfurtherdevelopmentandpromotion,hasbecomethesolutionofChina'stransportationproblemimportantfacilities.Tunnelsteppingtechniquei
摘要：随着我国经济的发展和科学技术的进步，隧道工程进一步发展和推广,已经成为解决我国交通运输问题的重要设施。支洞步进技术在盾构隧道施工中占有极其重要的位置，复合式TBM隧道掘进机在小断面支洞内步进作为一种先进的技术在隧道施工过程中发挥了巨大的作用。文章通过复合式TBM 在重庆·西部会展中心配套市政交通工程的应用实践对复合式TBM的特点及其施工技术进行了详细阐述。
关键词：复合式TBM；步进；施工技术
Abstract: with the development of our national economy and the progress of science and technology, tunnel engineering further development and promotion, has become the solution of China's transportation problem important facilities. Tunnel stepping technique in shield tunnel construction occupies an extremely important position, composite TBM tunnel boring machine in all section supporting the step as a kind of advanced technology in tunnel construction process plays an important role in. This article through the TBM hybrid in Chongqing West convention center supporting municipal traffic engineering practice of composite TBM features and construction technology are described in detail.
Key words: composite type TBM; step; construction technology
2095-2104（2012）
前言：复合式TBM 是以传统硬岩掘进机(TBM)为基础吸取了土压平衡盾构的原理及优点后产生的一种掘进机。一般用在复合地层隧道施工，施工工艺难度较大，在实际施工中往往会遇到少部分地段采用复合式TBM施工难度大，成本高。为了规避施工风险，对不适宜使用复合式TBM施工的地段采用矿山法施工，或者需要将复合式TBM通过预先打通的隧道移动至始发位置，这样就出现了复合式TBM空推步进的施工工序，如何防止在步进施工时出现设备倾斜、地面塌陷、由于摩擦力过大无法步进等事故是施工的重点。复合式TBM在步进施工中的施工工艺问题是保证施工顺利进行的重要内容。

1.工程概况

重庆·西部会展中心配套市政交通工程，位于重庆市经开区、渝北区范围内，由礼嘉到新建城市会展中心，沿途经过礼嘉镇、黄茅坪工业园区、高义口镇、终点会展中心，全长约12.116公里，共设5座车站，分别是礼嘉东站、黄茅坪站、高义口站、会展中心站、会展中心北站，其中经开区内全长7.774公里，分设2座车站，3个区间，分别是礼嘉东站、黄茅坪站、礼嘉站～礼嘉东站区间、礼嘉东站～黄茅坪站区间、黄茅坪站～高义口站区间的一部分，工程采用隧道上下下行双车道敷设方式。本工程初步设计线路平面为“S”型，曲线半径分别为R=650m、R=700m最大纵坡为29‰，最大埋深80m，其中礼嘉站～礼嘉东站区间、礼嘉东站～黄茅坪站区间，采用4台复合式TBM通过支洞到达掌子面施工。

2.复合式TBM及工程掘进机选择

复合式TBM 是以传统硬岩掘进机(TBM)为基础吸取了土压平衡盾构和泥水平衡盾构的原理及优点后产生的一种掘进机。为适应复杂多变的地质情况复合式TBM 具有灵活多样的作业模式。通常情况下的作业模式有：敞开式、半敞开式及土压平衡式。比较常用的有敞开式和土压平衡式 ，可根据开挖地层条件进行两种模式的相互转换。敞开模式主要应用于微风化的岩论文导读：施工组织设计，在隧道侧面距正线直线距离400米处打一条支洞，将复合式TBM通过支洞步进到始发位置。所谓支洞步进就是将复合式TBM通过外力沿着预先打通的隧道移动到目的地。3.施工准备3.1步进小车的准备TBM主机步进小车根据线路高程及线路走向参照始发架加工制作而成，步进小车在始发架的底座焊接4-δ20×500钢板组成
层或稳定性很强的硬土地层，开挖面不需要支撑，有充分的稳定性。复合式TBM 在这种地层中掘进类似于硬岩掘进机,刀盘需配备大量的滚刀，这种模式也是重庆摘自：本科论文www.7ctime.com
地区采用的主要掘进模式；土压平衡模式适用于土体软弱地下水丰富且压力较大的地层。土舱内需要充满一定压力的土体才能保证开挖面的稳定。此时与一般土压平衡盾构的工作状况相似，主要应用于进出洞段的强风化岩层与地表填土地段复合式。根据具体地质情况配置适合 实际地层条件的刀盘，使滚压破岩、切削破岩可单独或混合使用，滚刀和齿刀可互换或混装。多数情况下刀盘上以滚刀为主，以保证能够顺利破岩掘进。
重庆·西部会展中心配套市政交通工程施工段线路最大深埋80m，穿越地段以砂岩与砂质泥岩层为主，沿线地下水以地层孔隙潜水与基 岩裂隙水为主。重庆·西部会展中心配套市政交通工程施工路段的地质条件采用复合式TBM进行施工。
由于隧道区间正线埋深过大，不具备通过始发井安装设备的条件，为了规避风险，按照施工组织设计，在隧道侧面距正线直线距离400米处打一条支洞，将复合式TBM通过支洞步进到始发位置。所谓支洞步进就是将复合式TBM通过外力沿着预先打通的隧道移动到目的地。

3.施工准备

3.1步进小车的准备

TBM主机步进小车根据线路高程及线路走向参照始发架加工制作而成，步进小车在始发架的底座焊接4-δ20×500钢板组成，步进小车的具体型式如图1：
图1：步进小车示意图

3.2 洞内底板的准备工作

洞内底板的准备工作主要包括：洞内底板的平整、轨枕和钢轨的铺设，为TBM主机步进小车提供平整且强度足够的滑动面，根据需要间隔一定距离对钢轨进行整体加固以便于TBM大量调向。铺设示意如图2：

图2：轨枕及钢轨铺设示意图

3.3 TBM洞外组装

见另册：TBM主机组装方案，后配套与主机之间的所有管线均不连接，待TBM主机定好位及后配套到位后再连接、调试。

3.4 TBM主机固定

TBM主机洞外组装好后准备步进前，用钢板或型钢将TBM主机壳体之间相对有活动部分焊接成一体，再用型钢I20a或A2钢板（δ20×300×300mm）每隔一定距离并按一定角度把TBM主机与始发台焊接在一起。

3.5 TBM主机步进准备

在步进小车尾部焊接两个步进支承座，在场地铺设的钢轨上根据钢轨形式加工制作两个钢轨反力座，同时准备一组2×100T的油缸以用于TBM主机步进。为便于在步进时需要把TBM主机抬起；因此，在TBM主机两侧需焊接4个100T油缸支撑座，并准备4个100T油缸，在需要时把TBM主机顶升抬起。推、顶TBM前进的液压泵站放置在盾尾内或步进油缸与盾尾之间，同时准备8根足够长的高压油管（并配置备用油管）。示意如图3：
图3：TBM主机顶升和步进

4.步进阶段的施工