第8章TBM施工方法

1、雅礱江錦屏二級水電站東端1#、2#引水隧洞工程實施性施工組織設(shè)計第八章 TBM施工8.1 TBM組裝、調(diào)試、步進8.1.1 組裝前準(zhǔn)備8.1.1.1 組裝洞室的結(jié)構(gòu)根據(jù)TBM組裝的要求及現(xiàn)場實際地質(zhì)情況，TBM主機組裝洞長75米，寬17.6米，高25.2米；后配套附屬洞長90米，寬16.4米，高21.8米。步進洞長217m，前端設(shè)20米的出發(fā)洞，出發(fā)洞采用鋼筋砼襯砌。組裝洞、步進洞、出發(fā)洞的位置及具體結(jié)構(gòu)見附圖81 。其中在組裝洞前部主機組裝區(qū)域和步進洞內(nèi)提前施工TBM步進行走需要的混凝土基礎(chǔ)及預(yù)埋的鋼梁。組裝洞室施工見鉆爆法施工部分。8.1.1.2 組裝洞設(shè)備配套本工程TBM的組裝采用洞內(nèi)組

2、裝，TBM進場前將完成對組裝洞室的襯砌支護和底部硬化并預(yù)埋鋼梁；安裝組裝吊機；相關(guān)配套風(fēng)、水、電設(shè)施滿足TBM組裝及步進的需要。配套設(shè)施具體布置見圖8-1所示。布置一臺2000kVA箱式變壓器，靠組裝洞室入口左側(cè)布置，作防水處理。三臺簡易配電柜分別布置于洞壁兩側(cè)。照明燈具安裝間距為10米，在組裝橋吊兩側(cè)軌道下部另設(shè)照明燈具，間隔20米。以滿足洞內(nèi)組裝照明的要求。主機組裝洞內(nèi)設(shè)100×2、40×2橋吊各一臺，橋吊安裝狀態(tài)如圖8-1所示，后配套組裝洞內(nèi)設(shè)40T、20T橋吊各一臺。設(shè)備組裝時應(yīng)注意以下事項:圖8-1 橋吊安裝狀態(tài)示意圖(1) 各部件均需在廠內(nèi)組裝試運轉(zhuǎn),帶有出廠合

3、格證；(2) 安裝調(diào)試后,大車,小車運行機構(gòu)的車輪與軌道之間不得有啃軌現(xiàn)象；(3) 現(xiàn)場調(diào)試時,調(diào)好大車,小車的行走極限位置后（圖中藍色位置）,將大車限位開關(guān)撞尺和小車行程限位裝置分別固定在合適位置；(4) 現(xiàn)場組裝完成時,應(yīng)分別進行空載,靜載,動載負(fù)荷和1.25倍超載試驗。橋吊安裝過程：組裝洞內(nèi)安裝的橋吊為TBM洞內(nèi)安裝、拆卸的專用橋機，由于組裝洞內(nèi)空間狹小，作業(yè)環(huán)境較差，橋吊組件需要在地面拼裝成較大的組件后吊高到洞室上部安裝。由于100t×2橋吊和40t×2的橋吊組裝過程基本相同，以下對100t×2的橋吊組裝過程進行介紹，40t×2的橋吊的組裝參照進

4、行。橋吊的技術(shù)參數(shù)見表8-1，8-2。表8-1 100t×2橋吊技術(shù)參數(shù)表起重機工作級別A4 小車運行速度1.3-13m/min（變頻調(diào)速）額定起重量100t100t整機重量113t（不含軌道）軌距17.1m大車最大輪壓37.5t起升高度；起升速度15.4m； 4m/min整機功率約170kW大車運行速度1.2-12m/min變頻調(diào)速操作方式地面有線控制小車吊鉤最小距離2.6m橋機形式雙箱形梁、雙運行小車、電動電源三相交流、380V、50Hz供電方式電纜滑車表8-2 40t×2橋吊技術(shù)參數(shù)表起重機工作級別A4小車運行速度1.3-13M/MIN（變頻調(diào)速）額定起重量40t40

5、t整機重量76t（不含軌道）軌距17.1m大車最大輪壓約20t起升高度起升速度15.4m； 4m/min整機功率約65kW大車運行速度1.2-12m/min變頻調(diào)速操作方式地面有線控制小車吊鉤最小距離2.3m橋機形式雙箱形梁、雙運行小車、電動電源三相交流、380V、50Hz供電方式電纜滑車橋吊安裝過程如下：（1）安裝準(zhǔn)備人員準(zhǔn)備：選定具有大件安裝經(jīng)驗的人員組成現(xiàn)場安裝隊伍，配備一名專職安全員。吊點安裝：按照橋吊吊耳板、地錨布置圖的規(guī)定設(shè)置吊點和錨點，并檢查所有吊點的位置和起吊承重能力。并檢查所有吊點之間通行位置，確保安裝鋼絲繩能暢通運作。場地、道路：保證吊點下面的場地滿足主梁、端梁的放置和拼裝

6、，留有8t汽車吊作業(yè)位置，并保持汽車運輸?shù)缆返臅惩?。工具、機具準(zhǔn)備：長臂汽車吊（50t）一臺；電動卷揚機（JK-2X、容繩量100m）2臺；滑輪組（HD15-4）3只；滑輪組（HD5-3）4只；水準(zhǔn)儀、起道器、千斤頂、普通工具若干。供電電源安裝在大車懸掛電纜的一側(cè)，為大、小車的臨時移動配置臨時電纜100m。（2）安裝過程橋吊的安裝過程見圖8-2。（3）安裝注意事項大車軌道安裝時必須保持水平，最大偏差不超過規(guī)程的規(guī)定。主梁組裝時安裝的拱度必須符合橋吊參數(shù)的要求。主梁組裝的總成以起吊后最小回轉(zhuǎn)為原則，在組裝洞內(nèi)按照斜向布置方式。小車起吊時鋼絲繩連接在小車的底部，以減小吊點和小車底部的距離。大車的懸

7、掛電纜軌道在洞壁上焊接時必須保持軌道的水平，軌道和洞壁之間的距離應(yīng)保證電纜移動時不和洞壁摩擦。主梁之間、端梁和主梁之間的高強度螺栓必須按規(guī)定扭矩擰緊，并進行校核。橋吊安裝完成后，進行靜載試驗，按照最大載重量的125%進行超載試驗，檢查橋吊主梁的撓度是否符合要求。8.1.1.3 組裝期間的通風(fēng)TBM掘進機的組裝工作完全在洞內(nèi)完成，組裝時刀盤焊接、運輸車輛等設(shè)備將產(chǎn)生大量煙塵。掘進機組裝的同時2#引水洞與前端步進洞也在進行鉆爆施工，產(chǎn)生大量的粉塵，相互之間粉塵污染影響較大，通風(fēng)條件復(fù)雜。圖8-2 橋吊組裝流程圖綜合以上情況,我們將采取壓入式通風(fēng)的方案來解決組裝期間的通風(fēng)問題。在1#支洞口安裝2臺1

8、10KW軸流風(fēng)機向組裝洞壓入新鮮空氣，污濁空氣通過步進洞、3#橫通道進入2#引水洞排入施工支洞。在TBM組裝洞后端及1#橫通道口設(shè)置風(fēng)門，防止污濁空氣進入組裝洞。8.1.1.4 TBM的運輸（1）TBM的洞外運輸TBM及連續(xù)皮帶機的采購由業(yè)主完成，并負(fù)責(zé)將設(shè)備運輸至漫水灣轉(zhuǎn)運站。我方根據(jù)安裝計劃負(fù)責(zé)裝卸運輸至安裝場地，運輸?shù)缆窞闃I(yè)主已修建對外交通專用公路，具體運輸線路為：漫水灣轉(zhuǎn)運站專用公路牦牛山隧道錦屏東橋1560平臺組裝洞。其中超限物件由發(fā)包人委托大件運輸公司運抵安裝洞由我方負(fù)責(zé)卸車驗收?？紤]組裝洞空間的限制，TBM主機的全部部件無法實現(xiàn)在組裝洞全部擺放，需要根據(jù)組裝順序確定大件的運輸批次

9、。根據(jù)TBM供應(yīng)商計劃的組裝順序和組裝洞的空間要求，計劃運輸次序如下：第一批：頂護盾（1）、側(cè)頂護盾（2）、側(cè)護盾（2）、主梁中段（1）、主梁后段（1）、鞍架（1）、水平支撐靴（2）、步進機構(gòu)（1）。第二批：刀盤中心塊（2）、刀盤邊塊（4）、機頭架（1）、前下支撐塊（1）、驅(qū)動組件（1）、驅(qū)動電機（14）、主梁前段（1）。第三批：推進油缸（4）、后支撐（1）、水平支撐油缸（2）、主機施工平臺結(jié)構(gòu)件（1組）、連接橋結(jié)構(gòu)件（1組）、主機液壓管線、主機電纜。第四批：后配套結(jié)構(gòu)件、后配套附屬設(shè)備、連續(xù)皮帶機驅(qū)動裝置、皮帶儲存機構(gòu)、皮帶機結(jié)構(gòu)件。（2） TBM的場內(nèi)運輸TBM部件采用無軌運輸?shù)浇M裝洞室。

10、主機部件直接從漫水灣經(jīng)對外交通專用公路運到組裝洞室進行交接卸車并按計劃擺放各部件，待主機安裝完畢前后配套從漫水灣轉(zhuǎn)運站分批運至組裝洞組裝。這樣可以最大限度的避免對施工場地的占用。運輸路線為：小水溝隧道1560平臺高線公路東引2#支洞（東引1#支洞）1#引水隧洞組裝洞。8.1.1.5 TBM的驗收驗收以發(fā)包人的驗收工作為主，我們將在TBM設(shè)備到場后積極配合發(fā)包人的各項驗收工作。驗收工作由項目部組織設(shè)備、資料、技術(shù)等部門，根據(jù)工作計劃配合發(fā)包人相關(guān)部門進行開箱檢查和驗收，確保TBM設(shè)備部件在運輸過程中無損壞和缺漏。開箱檢驗包括設(shè)備內(nèi)外包裝情況、貨物數(shù)量和規(guī)格、貨物外表質(zhì)量、檢查實物、技術(shù)資料與裝箱

11、單是否相符，設(shè)備配套是否齊全（包括附件、軟件、專用工具、輔料、備品配件等），設(shè)備外觀有否殘損、銹蝕、變形（必要時現(xiàn)場拍照），檢驗完成后有關(guān)各方在開箱檢驗單會簽。檢驗驗收過程同時進行TBM配套技術(shù)資料的驗收。配合發(fā)包人完成資料的歸檔，并征求發(fā)包人意見根據(jù)施工需要保留必要的份數(shù)于投標(biāo)人TBM技術(shù)室存檔。8.1.1.6 部件在組裝洞室的擺放考慮到主機超限部件的卸車及主機組裝的需要，部分主機大件將直接從漫水灣轉(zhuǎn)運站運至組裝洞室卸車。具體擺放見附圖8-2所示。8.1.1.7 組裝人員配備根據(jù)招標(biāo)文件的要求，TBM組裝由設(shè)備供應(yīng)商提供技術(shù)人員進行指導(dǎo)，我們提供勞力支持，將針對TBM組裝的特點按照3班作業(yè)的

12、模式，組織專業(yè)技術(shù)人員和相應(yīng)專業(yè)的專業(yè)人員進行如下配置。見表8-3。表8-3 TBM組裝人員計劃表班組人員配備備注技術(shù)組專家人數(shù)：5人機械組技術(shù)人員：6人3班作業(yè)技術(shù)工人：30人液壓組技術(shù)人員：8人3班作業(yè)技術(shù)工人：25人電氣組技術(shù)人員：8人3班作業(yè)技術(shù)工人：25人保障組45人其中總調(diào)度1名，調(diào)度3名、司機若干安全員4人3班作業(yè)合計156人8.1.1.8 組裝工作組織掘進機的組裝完全在組裝洞中進行，我們將根據(jù)TBM供應(yīng)商的人員安排及工作時間安排組織組裝工作，采用二班作業(yè)制。除供應(yīng)商在現(xiàn)場負(fù)責(zé)項目外，安排一些非關(guān)鍵項目不在供應(yīng)商的工作時間內(nèi)由自己獨立完成，以加快組裝進度同時保證關(guān)鍵項目有TBM供

13、應(yīng)商的現(xiàn)場指導(dǎo)確保組裝質(zhì)量。8.1.1.9 組裝設(shè)備配備表TBM的組裝完全在組裝洞內(nèi)進行，組裝時主要將配備設(shè)備如表8-4。表8-4 TBM組裝主要設(shè)備計劃表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1橋吊100t×21臺2橋吊40t×21臺3橋吊40t1臺4橋吊20t1臺5各類吊具若干導(dǎo)鏈、吊帶、鋼絲繩等6架空支架15米4個可伸縮懸臂式7叉車6噸2臺全地形8叉車標(biāo)準(zhǔn)2臺9變壓器2000KVA1臺組合變電站10空壓機0G08F11F1臺包括配套設(shè)備11電焊機BX1-4002臺12電焊機SMAW焊機2臺13氣體切割機2臺切嘴尺寸0-6#14升降臺14米4個15壓管機1套包括配套切割設(shè)備16液

14、壓扭矩扳手1套包括動力站、各類套頭17空氣沖擊扳手1套包括全套驅(qū)動頭18各類打磨機若干19通用工具5套20水泵50YW20-74套包括配套水管21臨時通訊設(shè)備無線對講機4套22臨時液壓泵站45kW18.1.1.10 組裝要求（1）制定詳細(xì)、可行的主機、后配套、連續(xù)皮帶機的安裝計劃。（2）組裝前對各元件進行詳細(xì)的標(biāo)識。（3）提前做好技術(shù)培訓(xùn)，使參加組裝人員了解TBM的結(jié)構(gòu)性能。（4）組裝時與外方人員緊密配合，做好專職翻譯人員配備。（5）制定合理的組裝材料、機具、配件計劃。（6）嚴(yán)格控制組裝質(zhì)量，做好組裝記錄。（7）設(shè)置專職的質(zhì)量控制組和安全控制組，全程監(jiān)控TBM的組裝工作。8.1.2 TBM的組

15、裝、調(diào)試8.1.2.1 設(shè)備組裝流程TBM的組裝主要分為主機的組裝、皮帶連接橋的安裝、后配套的安裝、連續(xù)皮帶機的安裝。其中主機大件由汽車直接運至組裝洞，后配套、連續(xù)皮帶機經(jīng)漫水灣轉(zhuǎn)運站分批運到組裝洞組裝。主機組裝完成前將后配套運至現(xiàn)場。后配套與主機漸向變段步進后開始皮帶機安裝平臺及皮帶機終端的安裝。皮帶機終端與移動尾端完成連接后掘進機開始正式步進。組裝步驟見圖8-3。主機部件進場、驗收主機組裝后配套驗收、運輸主機的調(diào)試主機步進前移組裝洞軌道鋪設(shè)連接橋與1#臺車安裝前移后配套安裝TBM整機步進皮帶機驅(qū)動安裝、調(diào)試 皮帶安裝TBM步進到出發(fā)洞香蕉皮帶機安裝圖8-3 TBM組裝步驟圖8.1.2.2

16、主機的組裝TBM主機大件直接在組裝洞內(nèi)卸車驗收，組裝由我方人員在設(shè)備供應(yīng)廠商的專業(yè)人員的指導(dǎo)下完成。主要部件采用無軌運輸至組裝洞，洞內(nèi)提前預(yù)埋TBM步進軌道，部件在軌道上進行安裝。組裝部件可分為刀盤中心塊、刀盤邊塊、豎直下支撐、機頭架、主軸承及密封、主梁前段、主梁中段、主梁后段、鞍架、撐靴、推進缸、后支撐總成驅(qū)動總成和各類護盾、步進機構(gòu)等部分。組裝步驟為：（1）將豎直下支撐放置在組裝區(qū)域前端。（2）將機頭架水平放置在底板上，將主軸承安放在機頭架上，連接后將其豎直放在下支撐上。（3）將主梁前端安裝到機頭架上，受料斗和皮帶機架安裝于機頭架內(nèi)部。（4）安裝支撐鞍架總成到主梁后端，安裝上支撐油缸到支撐

17、鞍架上。（5）安裝上支撐油缸、推進缸和撐靴到支撐鞍架，同時安裝后支撐總成。（6）安裝主驅(qū)動總成和側(cè)支撐到機頭架上。（7）將兩塊中心刀盤安裝在一起并豎直放置，與四個外圍塊共同方在安裝區(qū)域前端。（8）將拼好的兩片中心刀盤安裝到機頭架上。（9）將步進機構(gòu)沿軌道推到安裝位置并安裝到位。（10）安裝環(huán)形支架、鉆機、超前鉆、梯子、脂潤滑泵站系統(tǒng)等附屬設(shè)施。（11）將刀盤邊塊與中心刀盤連接，安裝頂支撐和側(cè)支撐。（12）主機皮帶機安裝。主機組裝具體流程見附圖8-3所示。8.1.2.3 后配套的組裝受到現(xiàn)場存放場地和組裝場地的限制，后配套組件到達漫水灣轉(zhuǎn)運站經(jīng)驗收和標(biāo)識后，暫時存放于轉(zhuǎn)運站；在主機組裝即將完成前

18、，分批按計劃運往組裝洞室組裝。主機步進離開組裝洞后，后配套系統(tǒng)可按連接橋、1#臺車至斜坡尾段的順序進行組裝，并依次與整機連接。組裝洞內(nèi)后配套組裝區(qū)域長90m，墊碴并鋪設(shè)軌道，后配套在軌道上安裝，隨主機向前步進。為了組裝軌道與2#支洞軌道平緩連接，軌道設(shè)1坡度。8.1.2.4 連續(xù)皮帶機驅(qū)動裝置布置皮帶機驅(qū)動裝置安裝在組裝洞室，為了施工運輸?shù)男枰?，在組裝洞漸變段逐漸抬升皮帶。組裝洞中設(shè)皮帶終端安裝平臺，依次將皮帶存儲機構(gòu)、張緊機構(gòu)及泵站、硫化平臺、皮帶卷筒、主驅(qū)動系統(tǒng)安裝在平臺上，總長度約100米。在平臺一側(cè)設(shè)有行走平臺，驅(qū)動裝置連接向東引2#支洞的轉(zhuǎn)渣皮帶機。具體結(jié)構(gòu)見附圖8-4。 8.1.2

19、.5 連續(xù)皮帶機組裝當(dāng)TBM后配套完成安裝向步進洞室步進時，在組裝洞室澆筑一個連續(xù)皮帶機安裝平臺，將皮帶存儲機構(gòu)、張緊機構(gòu)、硫化平臺、主驅(qū)動系統(tǒng)等設(shè)備安裝于平臺上并逐項調(diào)試。在掘進機完全離開組裝洞室后，安裝后部的皮帶支架及配套滾輪，待皮帶機終端全部安裝完成后將終端與后配套處移動尾端連接。具體流程如圖8-4。澆筑皮帶機平臺皮帶機終端的安裝皮帶的硫化、存儲安裝隧洞皮帶支架安裝轉(zhuǎn)渣皮帶機皮帶安裝、硫化連接圖8-4 連續(xù)皮帶組裝流程8.1.2.6 TBM掘進機的調(diào)試TBM整機組裝完成后，需要對掘進機各個系統(tǒng)及整機進行調(diào)試，以確保整機在無負(fù)載的情況下正常運行。調(diào)試過程可先分系統(tǒng)進行，再對整機的運行進行測

20、試，測試過程中應(yīng)詳細(xì)記錄各系統(tǒng)的運行參數(shù)，對發(fā)現(xiàn)的問題及時分析解決。掘進機的分系統(tǒng)可分為液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及機械結(jié)構(gòu)件等。調(diào)試流程如圖8-5。電氣系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)試內(nèi)容可分為：電路檢查、分項用電設(shè)備空載檢查、分項用電設(shè)備加載時的檢查、各設(shè)備急停按鈕的檢查、控制系統(tǒng)的檢查等；液壓系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)試內(nèi)容可分為：空載和加載時泵和液壓管路的調(diào)試、加載時執(zhí)行機構(gòu)的運行情況。步進系統(tǒng)的調(diào)試在主機安裝完成后就進行，主要分為：液壓泵站負(fù)載運行時的狀態(tài)和步進機械結(jié)構(gòu)運轉(zhuǎn)情況。其余各分系統(tǒng)調(diào)試根據(jù)組裝和步進程序組織實施。各系統(tǒng)運轉(zhuǎn)情況正常后再進行整機的空載調(diào)試。8.1.2.7 連續(xù)皮帶機的調(diào)試連續(xù)皮帶機負(fù)責(zé)為TBM隧道施

21、工出渣，主要由皮帶存儲系統(tǒng)、主驅(qū)動系統(tǒng)、皮帶張緊系統(tǒng)、皮帶、和各類托滾等部件組成。連續(xù)皮帶機的調(diào)試先進行單項系統(tǒng)的調(diào)試再進行整機的調(diào)試。圖8-5 TBM調(diào)試流程圖單項系統(tǒng)的調(diào)試主要分為：（1）主驅(qū)動裝置的調(diào)試，電機的啟動運行調(diào)試；（2）張緊裝置的調(diào)試，電動張緊裝置的試運行及輔助液壓系統(tǒng)的調(diào)試；（3）各從動滾和各類托滾的調(diào)試，對于可手動轉(zhuǎn)動的托滾應(yīng)手動逐一檢查；（4）刮渣器、刮渣板的調(diào)試，刮渣器應(yīng)與皮帶表面緊密貼合；（5）檢查各注脂口是否已注脂；（6）移動尾部的調(diào)試檢查，潤滑管路的運行情況，防護罩安裝是否干涉；整機的調(diào)試主要是檢查皮帶機系統(tǒng)控制系統(tǒng)運行情況，皮帶機是否接觸皮帶架，皮帶是否有跑偏現(xiàn)

22、象，各皮帶滾處有無噪音或過熱現(xiàn)象；整機調(diào)試是過程中，應(yīng)派專門技術(shù)人員負(fù)責(zé)詳細(xì)記錄各系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)參數(shù)，作為今后的掘進參考依據(jù)。發(fā)現(xiàn)問題及時記錄、分析解決。8.1.3 TBM的步進8.1.3.1 步進前的準(zhǔn)備工作（1）對后配套組裝時的步進過程進行總結(jié)，制定詳細(xì)可行的步進計劃；（2）步進前對軌道的安裝就位情況進行檢查，防止其發(fā)生損壞或變形，如有變形情況的發(fā)生應(yīng)立即修復(fù)；（3）對軌道的標(biāo)高進行測量檢查；利用輔助泵站校驗步進機構(gòu)的狀態(tài)；（4）必要時對TBM步進時可能發(fā)生干涉的區(qū)域進行修復(fù)。（5）配備專職安全員負(fù)責(zé)步進階段的安全工作。8.1.3.2步進機構(gòu)本 TBM掘進機采用預(yù)埋鋼梁進行步進，步進洞長度為1

23、97米，坡度為0。最終進入長度為20米全斷面鋼筋砼襯砌的出發(fā)洞室。整個步進過程處于平坡段。8.1.3.3步進至出發(fā)洞出發(fā)洞為直徑12.5米的圓形結(jié)構(gòu)，鋼筋砼襯砌后滿足TBM水平支撐靴支撐要求，下部預(yù)埋鋼軌。TBM步進至出發(fā)洞后，用撐靴撐緊兩側(cè)洞壁，撐靴與豎直下支撐共同將機器撐起，步進機構(gòu)被拆去并從組裝洞中運出。利用自身導(dǎo)向機構(gòu)對掘進機重新定位，為試掘進做好準(zhǔn)備。TBM步進到出發(fā)洞后的狀態(tài)入圖8-6所示。8.2 TBM（掘進）開挖方法說明8.2.1 試掘進8.2.1.1 試掘進組織圖8-6 TBM主機進入出發(fā)洞狀態(tài)示意圖TBM掘進機組裝完成步進進入出發(fā)洞后，拆除步進裝置開始試掘進施工。試掘進長度

24、為2km，前1km由TBM供貨商示范操作并負(fù)責(zé)對承包人完成培訓(xùn)；試掘進后1km由承包人負(fù)責(zé)操作，TBM供貨商負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)。針對發(fā)包人的安排，項目部將根據(jù)將來正常施工的工班組織配備人員，在前1kmTBM供貨商示范操作時TBM技術(shù)人員和操作人員和供貨商進行充分的學(xué)習(xí)。同時完成正常的輔助作業(yè)，包括錨桿、噴射混凝土、軌道和軌枕的施工。后1km施工時TBM技術(shù)人員和操作人員進行獨立操作時，必須按照供貨商指定的操作程序進行施工，以保證設(shè)備的正常投入運行。8.2.1.2 試掘進的目的試掘進段主要檢驗TBM掘進機和連續(xù)皮帶機的協(xié)調(diào)情況、液壓系統(tǒng)、電器系統(tǒng)和輔助設(shè)備的工作情況，完成對設(shè)備進行磨合。試掘進期間為配

25、合發(fā)包人對設(shè)備的驗收工作，將根據(jù)發(fā)包人的要求完成對各個單項設(shè)備進行功能測試。并通過對各設(shè)備系統(tǒng)作進一步的調(diào)整，使其達到最佳狀態(tài)，具備正式快速掘進的能力。通過TBM試掘進段的施工，使操作人員熟悉TBM各項設(shè)備的性能，總結(jié)出使用本型號TBM的成功經(jīng)驗以及在引水隧洞地質(zhì)條件下TBM掘進參數(shù)的選擇及控制措施。8.2.2 開挖施工8.2.2.1 破巖原理在完整、密實、均一的巖石中，刀具的刀刃在巨大推力的作用下切入巖體，形成割痕。刀刃頂部的巖石在巨大壓力下急劇壓縮，隨刀盤的回轉(zhuǎn)和滾刀的滾動，這部分巖石首先破碎成粉狀，積聚在刀刃頂部范圍內(nèi)形成粉核區(qū)。刀刃切入巖石和刀刃的兩側(cè)劈入巖體，在巖石結(jié)合力最薄弱的位置

26、產(chǎn)生多處微裂痕。隨著滾刀切入巖石深度的加大，微裂紋逐漸擴展為顯裂紋。當(dāng)顯裂紋和相鄰刀具作用產(chǎn)生的顯裂紋交匯或顯裂紋發(fā)展到巖石表面時，就形成了巖石斷裂體和一些碎裂體。巖石斷裂體一般呈：厚度：貫入度mm；寬度：a（刀間距）b（刀刃寬度）；長度：L刀間距；裂紋角：18°30°見圖8-7。圖8-7 刀具破巖機理示意圖8.2.2.2 開挖施工8.2.2.2.1 施工組織本工程TBM施工采取三班制，兩班掘進一班整備，掘進工班每班工作9小時，整備工班工作6小時，每天上午8：00-14：00整備。工班配備主要人員見表8-5。表8-5 TBM施工人員配置工班工種人數(shù)(人)掘進一班工班長1TB

27、M司機1機械工程師1電器工程師1土木工程師1測量工1刀具組3錨桿組7噴射混凝土組6底部清渣、軌枕、軌道鋪設(shè)組7風(fēng)水及供給保證組3連續(xù)皮帶機組4排水組4人員小計40掘進二班同掘進一班40整備工班工班長1TBM司機1機械工程師2電器工程師2土木工程師1測量工程師1刀具組8土木組6連續(xù)皮帶機組8運輸組8機械保養(yǎng)修理組8電器維護組4人員小計52合 計1328.2.2.2.2 施工準(zhǔn)備（1）接通隧洞內(nèi)的照明。（2）接通TBM主機變壓器的電源，使變壓器投入使用。待變壓器工作平穩(wěn)后，接通二次側(cè)的電源輸出開關(guān)，檢查TBM所需的各種電壓，并接通TBM及后配套上的照明系統(tǒng)（此項工作在初始掘進施工時進行，除高壓電纜

28、接續(xù)施工外，一般保持TBM變壓器連續(xù)工作）。同時檢查TBM上的漏電監(jiān)測系統(tǒng)，確定接地的絕緣值可以滿足各個設(shè)備的工作要求。（3）檢查氣體、火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)、結(jié)果。確定TBM可以進行掘進作業(yè)。確認(rèn)所有燈光、聲音指示元件工作正常。所有調(diào)速旋鈕均在零位。（4）檢查液壓系統(tǒng)的液壓油油位、潤滑系統(tǒng)的潤滑油位，如有必要馬上添加油料。確認(rèn)給水、通風(fēng)正常。（5）接通TBM的控制電源，啟動液壓動力站、通風(fēng)機、TBM自身的給水（加壓）水泵。根據(jù)施工條件，確定是否啟動排水水泵。（6）確定連續(xù)皮帶機、風(fēng)、水、電管線延伸等各種輔助施工進入掘進工況。（7）檢查測量導(dǎo)向的儀器工作正常，并提供正確的位置參數(shù)和導(dǎo)向參數(shù)。根

29、據(jù)測量導(dǎo)向系統(tǒng)提供的TBM的位置參數(shù)，調(diào)整TBM的姿態(tài)，確保方向偏差（水平、垂直、圓周）在允許誤差范圍內(nèi)，撐緊水平支撐靴達到滿足掘進需要的壓力。8.2.2.2.3 掘進作業(yè)（1）TBM在掘進施工過程中，需根據(jù)工程地質(zhì)圖紙、石渣情況、上一循環(huán)掘進參數(shù)、鄰近超前隧洞的地質(zhì)情況等，對掌子面圍巖狀態(tài)作出準(zhǔn)確判斷，據(jù)此選擇相應(yīng)的掘進模式及掘進參數(shù)。如有必要，可采用超前地質(zhì)探測，進一步確定前方圍巖狀態(tài)。本TBM配備的超前鉆孔探測裝置以及采用的可隨開挖進行預(yù)報的BEAM超前預(yù)報系統(tǒng)，可預(yù)測前方150m范圍內(nèi)圍巖地質(zhì)情況。為保證超前預(yù)報的準(zhǔn)確性，施工中初步考慮每次超前預(yù)報實施50100m的距離。（2）選擇掘進

30、參數(shù)。根據(jù)判定的掌子面的圍巖狀態(tài)，選擇推力、撐靴壓力、刀盤轉(zhuǎn)速等掘進參數(shù)。掘進過程中結(jié)合實際掘進參數(shù)的變化判斷圍巖的變化，適時適當(dāng)調(diào)整，同時結(jié)合我單位使用TBM的施工經(jīng)驗使掘進參數(shù)與圍巖狀況的最佳匹配。（3）順序啟動洞內(nèi)連續(xù)皮帶機、皮帶連接橋皮帶機、主機皮帶機，并確定其運轉(zhuǎn)正常；順序啟動刀盤變頻驅(qū)動電機；啟動主軸承的油潤滑系統(tǒng)、各個相對移動部位的潤滑系統(tǒng)。啟動掘進機各個部位的聲電報警系統(tǒng)，提示進入工作狀態(tài)。（4）空載啟動刀盤，啟動除塵風(fēng)機，水平支撐撐緊，收起后支撐。（5）慢速推進刀盤靠緊掌子面，確定刀盤已經(jīng)靠緊掌子面后選擇合適的推進速度、刀盤轉(zhuǎn)數(shù)進行掘進作業(yè)。在刀盤和巖石表面接觸之前啟動刀盤噴

31、水系統(tǒng)對巖石噴水。（6）操作人員在控制室時刻監(jiān)控TBM掘進時各種參數(shù)的變化、石渣狀態(tài)等。掘進時根據(jù)TBM的設(shè)備掘進參數(shù)和預(yù)計的前方圍巖的情況選擇適當(dāng)?shù)木蜻M參數(shù)，包括刀盤轉(zhuǎn)速、推進力、變頻電機頻率、推進速度、皮帶機轉(zhuǎn)速等。并根據(jù)圍巖的狀況變化及時的進行調(diào)整。專職安全員進行各設(shè)備的運行檢查，保證設(shè)備運行安全。（7）換步、調(diào)向。掘進行程完成之后，停止推進并將刀盤后退約35cm、停止刀盤旋轉(zhuǎn)，伸出后支撐撐緊洞壁，收回水平撐靴油缸使支撐靴板離開洞壁，收縮推進油缸將水平支撐向前移動一個行程。撐靴再次撐緊洞壁，利用連接橋和后配套連接油缸拖拉后配套到位，進行換步，重復(fù)掘進準(zhǔn)備工作，開始下一掘進行程。本標(biāo)段采用

32、的TBM調(diào)向過程可以在換步完成后利用水平撐靴支撐洞壁進行調(diào)整，也可以在掘進過程中進行微小的調(diào)整。TBM主司機應(yīng)該在換步過程中，根據(jù)測量導(dǎo)向系統(tǒng)所顯示的上一循環(huán)結(jié)束時TBM的方位，本掘進循環(huán)調(diào)向參考值調(diào)整TBM的姿態(tài)，確保掘進方向控制在允許的范圍之內(nèi)。如有必要，可以適時在掘進施工過程中進行調(diào)整。掘進機施工流程如圖8-8。是否超前地質(zhì)預(yù)報進入下一掘進循環(huán)超前預(yù)報范圍內(nèi)軌枕鋼梁鋪設(shè)換步、調(diào)向不良地質(zhì)地段超前處理掘 進初期支護連續(xù)皮帶機出渣（隧洞底部清渣）超出超前預(yù)報范圍是否實施超前處理措施圖8-8掘進施工流程圖8.2.3 隧洞軸線控制TBM施工采用PPS自動導(dǎo)向系統(tǒng)對隧洞軸線進行跟蹤控制，TBM操作

33、人員工根據(jù)導(dǎo)向系統(tǒng)數(shù)據(jù)和指導(dǎo)調(diào)向措施及時調(diào)整TBM的掘進方向，因此TBM施工的軸線控制主要是對導(dǎo)向系統(tǒng)的控制、使用。TBM換步流程如附圖8-5所示。8.2.3.1 影響導(dǎo)向系統(tǒng)正常工作的因素（1）灰塵：若洞內(nèi)灰塵太大，導(dǎo)致固定全站儀無法前（后視）視到目標(biāo)棱鏡（定向棱鏡），使系統(tǒng)無法正常工作。（2）水霧氣：由于本標(biāo)段掘進洞段地下水豐富，可能出現(xiàn)高壓噴射水流，會在目標(biāo)棱鏡和全站儀之間形成水霧，將導(dǎo)致無法前視到棱鏡內(nèi)的照準(zhǔn)目標(biāo)，使系統(tǒng)無法正常工作。（3）TBM設(shè)備阻擋全站儀通視到目標(biāo)棱鏡。（4）洞內(nèi)照明不能滿足條件全站儀無法測量和定向。（5）導(dǎo)向系統(tǒng)出現(xiàn)線路故障、全站儀故障等會造成系統(tǒng)無法正常工作。

34、8.2.3.2 測量導(dǎo)向系統(tǒng)的管理（1）工程技術(shù)人員在施工過程中應(yīng)及時了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對操作室內(nèi)導(dǎo)向顯示屏上出現(xiàn)的任何參數(shù)和顯示問題及時解決。在掘進過程中做好對馬達棱鏡、全站儀和后視棱鏡的防護。（2）掘進過程中做好掘進偏差的詳細(xì)記錄，以備核查、分析。8.2.3.3 掘進方向的控制操作人員熟練掌握掘進機換步調(diào)向技術(shù)，對調(diào)向工作以超前預(yù)判、提前實施調(diào)向的原則進行。必須根據(jù)技術(shù)要求嚴(yán)格控制調(diào)向幅度，避免對刀盤邊緣的刀具和出渣機構(gòu)產(chǎn)生大的沖擊，造成刀具和出渣機構(gòu)的損傷。掘進過程中時刻注意刀盤推力狀態(tài)，了解出渣情況，綜合實際情況正確選擇掘進模式、掘進速度等掘進參數(shù)，并在掘進過程中隨時調(diào)向，完全掌握對

35、掘進方向的控制，將掘進方向控制在水平和豎向分別為設(shè)計軸線的±100 mm；±60 mm之內(nèi)。8.2.4 不同圍巖類別TBM施工參數(shù)的選定8.2.4.1 節(jié)理不發(fā)育的類、類圍巖引水隧洞沿線類、類中厚層中細(xì)粒砂巖（T3）、類中厚層大理巖（T2y5）段圍巖單軸抗壓強度較高，分別達到104-152Mpa、98-139Mpa，節(jié)理不發(fā)育、不易破碎，在此類圍巖施工中對TBM的推力的要求為主要要求，首先要保證推力滿足破巖的要求，若選擇推力小則掘進推進速度太低，將會出現(xiàn)刀圈磨損量很大，而掘進開挖效率不高的效果；如果采用較大推力以獲得較高掘進速度，刀具的承載推力較大，可能會造成刀具的超負(fù)荷，

36、產(chǎn)生軸承漏油或刀圈偏磨現(xiàn)象，因此，必須選擇合理的掘進參數(shù)。根據(jù)TBM的設(shè)備參數(shù)選擇電機驅(qū)動的高轉(zhuǎn)數(shù)進行掘進，正常推力和掘進速度選擇TBM全速的3550左右。施工過程中應(yīng)根據(jù)需要對刀具擇機檢查。及時更換磨損刀具，以保證TBM施工的速度發(fā)揮。8.2.4.2 節(jié)理發(fā)育的類、類圍巖引水隧洞中雜谷腦組大理巖（T2z）、條帶狀云母大理巖（T2y4）、 互層狀砂巖、板巖（T3）、泥質(zhì)灰?guī)r（T2y6）洞段，圍巖抗壓強度中等一般在60-90Mpa，破巖需要的掘進推力較小，此時對TBM的主要要求為破巖扭矩的需要，施工應(yīng)以刀盤的扭矩作為主要參數(shù)，隨時根據(jù)扭矩的需要選擇合適的推進速度，并密切觀察扭矩變化，調(diào)整最佳掘進

37、參數(shù)。8.2.4.3 節(jié)理發(fā)育且硬度變化較大的類圍巖類圍巖段包括板巖（T3）、綠泥石片巖（T1），該段圍巖分布不均勻，軟硬度變化大，有時會出現(xiàn)較大的振動，所以推力和扭矩的變化范圍大，應(yīng)采用手動控制模式，及時根據(jù)觀察到的圍巖變化和TBM設(shè)備的參數(shù)變化及時調(diào)整刀盤的轉(zhuǎn)數(shù)和推進速度。若刀盤扭矩的變化很大，觀察渣料有不規(guī)則的塊體出現(xiàn)，可將刀盤轉(zhuǎn)速換成低速，并相應(yīng)降低推進速度，待振動減少并恢復(fù)正常后，再將刀盤轉(zhuǎn)換到高速掘進。當(dāng)扭矩和推力大幅度變化時，應(yīng)盡量降低掘進速度，以保護刀具和改善主軸承受力，必要時停機前往掌子面了解圍巖和檢查刀具。8.2.4.4 斷層帶（、類圍巖）下的作業(yè)TBM在此類圍巖段施工時，

38、應(yīng)根據(jù)觀察到的扭矩變化、電流變化及推進力值和圍巖狀況隨時進行掘進參數(shù)的調(diào)整。圍巖變化通過皮帶機上的石渣情況、掘進機狀態(tài)參數(shù)進行觀察，當(dāng)皮帶機上出現(xiàn)直徑較大的巖塊，塊體的比例大約占出渣量2030時；或TBM掘進施工的推力下降較快、扭矩增加時，應(yīng)降低掘進速度，控制貫入度。當(dāng)皮帶機上出現(xiàn)連續(xù)的不斷大量塊體輸出時，停止掘進，待出渣量穩(wěn)定后對掌子面圍巖進行觀察，圍巖情況確定后變換刀盤轉(zhuǎn)速和推進力控制貫入度進行掘進。根據(jù)招標(biāo)文件中提供的掘進機參數(shù)，各類圍巖TBM施工擬采用參數(shù)見表8-6。表8-6 各類圍巖施工參數(shù)表巖石類別（抗壓強度）掘進行程（M）刀盤轉(zhuǎn)數(shù)（R/MIN）扭矩范圍（KNM）推力范圍（KN）1

39、20-150Mpa1.822.24-5.0750916519113512270390-120Mpa1.822.24-5.0750916519113512270390-120Mpa 1.82、0.911.2-4.07509165191135117653斷層、破碎帶及軟弱圍巖1.82、0.911.2-4.075091231911351176538.2.5 連續(xù)皮帶機出渣及材料運輸8.2.5.1 連續(xù)皮帶機布置由于TBM掘進速度快，出碴量大，距離長，因此在本工程中采用連續(xù)皮帶機出碴。連續(xù)皮帶運輸系統(tǒng)主要由主皮帶驅(qū)動裝置、張緊裝置（皮帶儲存?zhèn)}）、皮帶、輔助驅(qū)動裝置、支撐機構(gòu)、移動尾部（安裝在TBM上）

40、組成。本標(biāo)段TBM施工段為自TBM出發(fā)洞到標(biāo)段的分界點位置，總長度為13295m，開挖石渣均采用連續(xù)皮帶機運輸。開挖石渣通過安裝在TBM本身的皮帶機運送到安裝在后配套連續(xù)皮帶移動尾部，通過連續(xù)皮帶機運送石渣到東引2#支洞的固定皮帶機轉(zhuǎn)運到棄渣場。連續(xù)皮帶運行示意圖見圖8-9。圖8-9 連續(xù)皮帶機出渣示意圖8.2.5.2 連續(xù)皮帶機輔助驅(qū)動安裝由于1#引水隧洞掘進距離達到13km以上，單獨依靠一個連續(xù)皮帶機驅(qū)動裝置無法實現(xiàn)皮帶的正常運行，因此需要在隧洞掘進距離達到67km左右時安裝連續(xù)皮帶的輔助驅(qū)動。輔助驅(qū)動根據(jù)招標(biāo)文件提供資料，其尺寸、功率和終端的驅(qū)動裝置相同。安裝前需要在設(shè)計好的安裝位置上設(shè)

41、置的固定結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)強度可以保證輔助驅(qū)動的正常運行），并適當(dāng)擴挖洞室保證變壓器及配電柜的安裝。如圖8-10。圖8-10 輔助驅(qū)動安裝位置示意圖該固定位置安裝連續(xù)皮帶的框架結(jié)構(gòu)時根據(jù)輔助驅(qū)動的需要設(shè)置起伏過渡段，保證輔助驅(qū)動安裝后不會出現(xiàn)皮帶的劇烈起伏。輔助驅(qū)動在洞外組裝好，截取一段皮帶在驅(qū)動的滾筒上按照皮帶正常工作的纏繞方式進行纏繞，并在皮帶兩端預(yù)留硫化的接頭。輔助驅(qū)動安裝時首先將運行皮帶按照硫化接頭的要求斷開，輔助驅(qū)動安裝完成后，將驅(qū)動滾筒上的皮帶和運行皮帶的兩個接頭進行硫化連接。通過皮帶儲存機構(gòu)在試運行皮帶的同時完成皮帶的張緊。連續(xù)皮帶的支撐鋼結(jié)構(gòu)在TBM后配套連續(xù)皮帶移動尾端位置進行安裝，

42、安裝完成后通過隧洞預(yù)先施工的錨桿焊接固定，在皮帶結(jié)構(gòu)脫離出后配套后，檢查并完善安裝的支撐。安裝狀態(tài)如圖8-11。410280圖8-11 連續(xù)皮帶機鋼結(jié)構(gòu)安裝示意圖8.2.5.3 皮帶添加在連續(xù)皮帶儲存機構(gòu)中儲存的皮帶即將使用完前，利用卷揚機構(gòu)將500m皮帶纏繞成規(guī)整的一卷放在硫化臺位置，在硫化臺位置斷開連續(xù)皮帶，并硫化第一個接頭，而后利用皮帶儲存機構(gòu)將500m皮帶平緩、規(guī)則的輸送到皮帶倉內(nèi)儲存，而后在硫化臺完成第二個接頭的硫化，硫化完成后利用皮帶儲存機構(gòu)的張緊裝置將皮帶調(diào)整張緊到正常施工狀態(tài)。8.2.5.4 連續(xù)皮帶機使用注意事項（1）設(shè)專門人員沿途檢查連續(xù)皮帶機的固定支架、皮帶托輥，固定支架

43、必須穩(wěn)固、托輥必須保證完好，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免因此而影響施工進度。（2）皮帶沿途布置緊急停機拉線和急停開關(guān)，以在發(fā)現(xiàn)膠帶損壞、石渣溢出等情況下按連續(xù)皮帶機、TBM皮帶機的順序及時停機。另外在皮帶機終端的石渣轉(zhuǎn)接位置和輔助驅(qū)動石渣轉(zhuǎn)接位置設(shè)立防護罩，防止石渣掉落。（3）由于連續(xù)皮帶機的參數(shù)可反映在TBM操作室內(nèi)，TBM操作人員在掘進過程中一方面要和連續(xù)皮帶機的監(jiān)控人員保持聯(lián)系，同時要監(jiān)控皮帶驅(qū)動馬達壓力的變化，發(fā)現(xiàn)異常要停機檢查，對損壞、斷裂、失效的托輥等進行更換。（4）掘進超過一定距離后，皮帶將出現(xiàn)一定程度的磨損，可能出現(xiàn)局部膠層剝落，甚至皮帶被砸穿，要利用整備時間對破損處及時修補，以延長

44、皮帶壽命。8.2.5.5 鉆爆法石渣在連續(xù)皮帶上的運輸鉆爆法施工的石渣破碎后通過2#隧洞內(nèi)的連續(xù)皮帶機和施工橫通道內(nèi)的支洞皮帶機將石渣倒運到1#隧洞的連續(xù)皮帶機上運出，由于2#隧洞鉆爆法的石渣可能會有部分作為砂石料的料源，對于該部分的石渣將通過破碎站破碎后從2#隧洞經(jīng)橫通道利用支洞皮帶機運到1#隧洞TBM連續(xù)皮帶，利用連續(xù)皮帶運行出渣間隙擇機進行運輸，通過連續(xù)皮帶機、轉(zhuǎn)渣皮帶機、分料機構(gòu)、固定皮帶機輸送到料場。8.2.5.6 施工材料運輸（1）每循環(huán)掘進施工運輸量統(tǒng)計TBM掘進1m初期支護噴射混凝土量為5.8m3，另外考慮回彈量為混凝土總量的20%，完成1m隧洞的噴射需要混凝土量為7.3m3。

45、每個掘進循環(huán)（1.82m）需要噴射混凝土量約為13.5m3。即每個掘進循環(huán)需要噴射混凝土3罐車（7.5m3混凝土罐車一次可裝載6.5m3混凝土），另外的其它材料還包括有錨桿、鋼拱架、鋼軌、軌枕等。（2）TBM運輸軌道及道岔的安設(shè)為滿足TBM快速施工的要求，施工中TBM開挖洞內(nèi)采用有軌運輸材料。為了保證TBM在全速掘進中所需供應(yīng)材料（噴射混凝土、錨桿、鋼拱架、鋼軌、軌枕等）及時運到現(xiàn)場，洞內(nèi)布置四軌兩線，鋼軌采用43kg/m標(biāo)準(zhǔn)軌；軌距為900mm。為滿足排放施工可能遇到的突發(fā)大流量涌水的需要，運輸軌線支撐軌枕底面抬高到隧底以上1.2m。為此，軌枕采用I25a工字鋼，中間加設(shè)豎向支撐，軌枕間距按

46、照平均500mm布置，以滿足結(jié)構(gòu)受力的需要。TBM施工段襯砌施工時需要布置道岔以滿足多臺臺車同時施工，需要在襯砌臺車前后各布置一組道岔，以保證軌道運輸?shù)臅惩?。洞?nèi)軌道布置見圖8-12。280圖8-12洞內(nèi)軌道布置示意圖軌面高度確定：過水?dāng)嗝娴挠嬎闼矶粗睆紻：12.4m；隧洞縱坡i：0.365%；假定隧洞內(nèi)水深h：1.0m；1m深的過水面積A：4.58m2；濕周X：7.14m；水力半徑RA/X0.641糙率n：0.025；謝才系數(shù)CR1/6/n37.1過流量QAC（Ri）1/28.2m3/s由此計算當(dāng)隧洞中的水面高度到達1m高度時，可以滿足隧洞中8.2m3/s的水量順利的流出。型鋼長度的要求型鋼

47、作為軌道的支撐和襯砌臺車的支撐，一方面要滿足洞內(nèi)雙線軌道的布置，同時要滿足隧洞內(nèi)大流量的出水的過流。由于型鋼上軌道的布置受限于TBM后配套尾拖板的限制，軌道布置狀態(tài)基本確定，襯砌臺車的側(cè)面鋼結(jié)構(gòu)機、走行機構(gòu)以及模板要求軌道外側(cè)軌到隧洞洞壁的距離不小于1.5m，因此設(shè)計型鋼的長度為7.5m，型鋼至隧洞底部的高度為1.2m?？蓾M足隧洞中8.2m3/s的水順利流出。（3）材料運輸組織施工作業(yè)所用材料，包括錨桿、軌枕、混凝土等材料通過編組機車的形式進行供應(yīng)。機車采用25t內(nèi)燃機車，車輛采用與TBM相配套的混凝土罐車（3臺）和平板車。每列車另外掛平板車運送錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架等。一般編組列車示意圖如圖8

48、-18。鋼軌、水管等有一定儲備的材料可另用專門的機車編組進行運輸。8.2.6 涌水洞段TBM掘進8.2.6.1 涌水洞段TBM施工原則（1）及時實施超前預(yù)報預(yù)測利用TBM自帶的超前鉆探系統(tǒng)、BEAM系統(tǒng)對掌子面前方的圍巖進行探測，了解前方的地質(zhì)詳情，為TBM開挖施工提供指導(dǎo)。根據(jù)超前的排水洞的地質(zhì)情況以及超前孔了解地下水的活動規(guī)律，判定涌水量、壓力，防止突然涌水。對有可能對施工人員、設(shè)備安全造成較大威脅及對工期造成較大影響的掌子面前方的地下水進行超前處理。（2）滲滴水型和線狀滲水對于滲滴水和線狀滲水出水洞段，為保證TBM快速施工，考慮在隧洞開挖過后以自排為主，暫不作注漿處理，掘進通過后再擇機注

49、漿處理，不影響隧洞掘進進度。對隧洞洞壁邊墻、頂拱附近的滲滴水和線狀滲水狀出水設(shè)置引排設(shè)施，設(shè)置導(dǎo)水盲管等，將出水沿隧洞洞壁引導(dǎo)到隧洞底部排水通道中，以免由于水長期淋在TBM設(shè)備上影響設(shè)備的正常工作。并在混凝土襯砌前擇機進行有效的封堵。（3）高壓、集中涌水根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報的預(yù)報結(jié)果以及輔助洞、排水洞的隧洞開挖情況，在可能出現(xiàn)高壓、集中涌水的洞段首先進行TBM設(shè)備的防水防護，方可開挖進入該洞段。當(dāng)預(yù)計工作面前方的高壓大流地下水排放不會影響圍巖穩(wěn)定，可采取超前鉆孔、開挖導(dǎo)水洞、鉆孔卸壓等措施對大流量、高壓的涌水進行排放，或安裝鋼瓦片先擋水在引流排放達到TBM施工的要求后進行TBM的開挖施工。如涌水的

50、排放影響圍巖的穩(wěn)定，則需要對涌水進行超前灌漿處理。超前處理達到洞室穩(wěn)定和開挖安全要求后，才能掘進通過。（4）不同出水點位置對TBM施工的影響及應(yīng)對措施采用TBM施工時，由于TBM關(guān)鍵設(shè)備高度上均處于安全的位置，隧洞邊墻和底部的低壓出水對TBM設(shè)備沒有較大的影響，施工中在底部軌道安裝位置要保證水流能夠順利流出，同時將型鋼軌枕和鋼軌按照規(guī)定位置安裝，錨桿施工按照正常施工進行。噴射混凝土施工前首先將邊墻上的出水引流到隧洞的底部并確定符合混凝土噴射要求后方可進行混凝土噴射作業(yè)。頂部出水需要進行適當(dāng)引排，方可繼續(xù)施工。對于隧洞中的高壓出水，由于TBM設(shè)備均在水流沖擊之下，必須采取措施保證TBM不遭受高壓

51、水流的直接沖擊，特別要根據(jù)超前預(yù)報的結(jié)果在TBM即將進入可能出現(xiàn)大涌水的洞段時，提前在TBM的關(guān)鍵設(shè)備上提前做好防護，防止出現(xiàn)高壓出水時水流直接沖擊TBM的設(shè)備。必要時安裝鋼瓦片進行擋水，同時利用錨桿鉆機施工泄水孔，降低出水點的出水壓力。TBM開挖待水流壓力減弱、流量減小后再重新開始，錨桿和噴射混凝土施工待涌水釋放或者壓力降低后采用引流方式引水到隧洞底部后，檢查工作面是否滿足施工要求，方可進行施工。8.2.6.2 大流量、高壓涌水的處理方法TBM施工遭遇到涌水時的工作流程如圖8-13。（1）鋼瓦片防水隧洞中出現(xiàn)高壓、集中涌水時，涌水可能會影響TBM上相關(guān)電氣設(shè)備的運行，施工中首先對高壓水進行適

52、當(dāng)排放后方可繼續(xù)開挖施工。引水隧洞中采用的TBM鋼拱架安裝起可以進行鋼瓦片安裝，操作人員在擋水護盾（防水蓬）的防護下利用該設(shè)備可以對出水進行臨時封堵，避免大壓力的涌水直接沖擊到TBM設(shè)備上。保證施工設(shè)備、人員的安全，待水流壓力不影響TBM施工時繼續(xù)進行掘進施工。（2）開挖橫向排水洞排放大壓力、大流量的涌水出現(xiàn)超大壓力、流量的涌水時，可能造成TBM施工受阻，無法繼續(xù)進行開挖施工。此時鋼瓦片不能有效地起到擋水的作用，需要開挖排水橫洞直到排水洞排放隧洞中大流量涌水，直到涌水點的水壓力和流量不影響TBM正常施工。（3）TBM掘進參數(shù)的選擇在出現(xiàn)大量的涌水洞段，由于底部部分刀盤可能處于水中，施工如仍選擇

53、正常旋轉(zhuǎn)速度，大量的水將被帶到皮帶上，影響到TBM施工。因此需要開啟底部下支撐的排水閘門，同時降低刀盤轉(zhuǎn)數(shù)，保證刀盤卷起的水在上升的過程中流出，不會傾瀉到皮帶機上。超前地質(zhì)預(yù)報是否進入易發(fā)生高壓涌水段TBM加裝防護設(shè)備、繼續(xù)掘進施工滲滴水、線狀滴水壓力、流量較大涌水高壓、大流量涌水安裝鋼瓦片擋水開挖橫向排水通道TBM繼續(xù)掘進是否進行正常掘進施工出水狀態(tài)判定不影響TBM施工、對出水進行引流影響TBM施工，需采取措施處理TBM掘進施工受阻滿足TBM施工要求滿足TBM施工要求是是否否圖8-13 出水狀態(tài)下TBM施工流程圖8.2.7 巖爆洞段TBM掘進8.2.7.1 巖爆預(yù)測根據(jù)引水隧洞的地質(zhì)條件，巖

54、爆的預(yù)測需采用多種手段進行綜合預(yù)測。擬采用的方式為宏觀預(yù)報、儀器法、圍巖性質(zhì)預(yù)測法。根據(jù)我單位已有的施工經(jīng)驗，巖爆可能發(fā)生在巖石新鮮、完整和干燥；巖性脆硬，抗壓強度大的洞段。在斷層帶附近的完整巖體部位易發(fā)生巖爆。另外復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造帶容易發(fā)生巖爆。而且在拱肩或腰部發(fā)生較多。（1）進入埋深大、地應(yīng)力高、可能發(fā)生巖爆的區(qū)域施工時，首先利用超前鉆孔、Beam系統(tǒng)等進行超前預(yù)報，并結(jié)合超前TBM隧洞的輔助洞、排水洞的圍巖情況，了解隧洞前方的圍巖情況，并根據(jù)預(yù)報預(yù)測的結(jié)果提前制定通過方案。（2）根據(jù)招標(biāo)文件中對輔助洞的巖爆分析，目前所開挖的輔助洞所發(fā)生的巖爆以輕微(級)為主，部分為中等(級)巖爆；強烈?guī)r爆發(fā)生在東端的T2y5及西端T31砂巖、T2b白山組洞段；局部極強巖爆僅發(fā)生西端T2b白山組洞段。因此在引水隧洞TBM施工中相應(yīng)的洞段可能發(fā)生較強的巖爆。需要在TBM上安裝防護設(shè)備應(yīng)對巖爆。8.2.7.2 輕微、中等巖爆洞段TBM施工原則在施工預(yù)測即將進入易發(fā)生巖爆洞段時，需要針對巖爆的處理制定試驗大綱，通過現(xiàn)場試驗后經(jīng)監(jiān)理人確認(rèn)審批后遵照執(zhí)行。巖爆洞段的施工原則根據(jù)地質(zhì)情況分別采取以防為主、以治理為主的方案。以防為主的方案分別以解除圍巖應(yīng)力為途經(jīng)，