复合式tbm施工方案

复合式tbm施工方案内容摘要：

型后，待相关工程施工时及时预埋其中。 绑扎洞门衬砌钢筋时，将已分块制作好的环状钢板精确定位后焊接在端墙钢筋上，然后立设端墙和洞门模板，浇筑砼。 在施作过程中应保证：钢板位置的纵向偏差不得大于 5mm，环板必须牢固地嵌入砼且单面紧靠模板，灌注砼时不得松动而影响使用。 ②洞门密封装置安装 为了确保复合式 TBM 始发时封闭管片与洞壁间空隙，防止注浆液体外流，在复合式 TBM 始发时需安装洞门临时密封装置，密封由帘布橡胶、扇形压板、折叶板、垫片和螺栓等组成。 施工分两步进行，第一步在始发 端墙施工过程中，埋设好始发洞门预埋钢环；第二步在复合式 TBM 始发前，安装洞口密封铰接压板及橡胶帘布板。 复合式 TBM进入预留洞门前在刀盘外围和帘布橡胶板外侧涂润滑油脂防止复合式 TBM 刀盘磨损帘布橡胶板影响密封效果。 洞门密封如图 42。 （ 3）反力架的安装 反力架是始发时为复合式 TBM 提供反推力及管片定位的钢构件。 反力架分解后在 TBM 步进前运至洞内，待 TBM 步进至始发位置后在洞内组装（提前在反力架位置上边设置 3个 天锚，下边设置 5个地锚， 布置吊点并预埋地脚螺栓及钢板），吊装反力架用天锚， 反力架通过 预埋件与混凝土结构连接起来，以保证始发推进中铁十八局集团有限公司重庆轨道交通六号线二期铜锣山隧道工程 时混凝土管片受力均匀，反力架在风机洞安装如下图 为了保证安全始发，在始发洞口周边沿隧道方向安装锚杆，采用长度为 6m，直径为 φ 22的砂浆锚杆，锚杆尾部与立柱和上横梁焊接。 由于反力架在复合式 TBM 始发时提供反推力，在安装反力架时，反力架端面应与始发台水平轴垂直，以便复合式 TBM 轴线与隧道设计轴线保持平行。 安装时反力架与区间结构连接部位的间隙要垫实，以保证反力架脚板有足够的抗压强度。 考 虑到步进洞地面为一平直面，反力架的后部要安装斜支撑稳住反力架，以保证反 力架能承受推进油缸的推力。 （ 4）装填盾尾密封油脂 复合式 TBM 推进前，为减少复合式 TBM 的推进阻力，在复合式 TBM 基座轨道 面上涂抹 黄 油， 在推进时避免刀盘损坏洞口止水密封装置。 盾尾钢丝刷在第 中铁十八局集团有限公司重庆轨道交通六号线二期铜锣山隧道工程 一次充填盾尾密封油脂时，利用特殊工具填满密封油脂。 （ 5）始发掘进 复合式 TBM始发条件应通过验收，验收后方可始发。 正式掘进详见《铜锣山隧道实施性施工组织设计》。 （ 6）负环管片和反力架的拆除 安装完反力架开始步进到始发洞内时，先安装一环负环管片起定位作用，待TBM 完成 100m 初期掘进以后开始对 负环 管片和反力架进行拆 除，准备正常掘进。 拆除 负环 管片之前 ，先拧紧螺栓，防止管片松弛。 1）将反力架后座与弧形台混凝土分离，切割反力架后支撑的型钢，并用千斤顶顶开后，将反力架和弧形台混凝土分离 100mm 左右。 2）将反力架与负环分离约 100mm 左右。 3）按照先拆封顶块，再拆邻接块，最后拆标准块拆除负环，如没有损坏可以继续使用。 4）拆除其它各连接螺栓，将反力架运输到隧道外。 复合式 TBM掘进 1. 复合式 TBM试掘进 （ 1）复合式 TBM 始发后 计划进行 600m 的试掘进，通过试掘进段拟达到以下目的： 1）熟悉机器性能，掌握复合式 TBM 在各种围岩情况下的工作状况和设备掘进参数。 2)掘进机步进时掘进机处于空载状态，电器、液压系统及机械结构件未承受掘进载荷。 试掘进时对各项系统进行进一步调试，完善设备各项性能。 3)进一步了解本工程的地质条件，掌握在不同地质条件下复合式 TBM 的施工方法。 4)收集、整理、分析始发段地质条件下的设备掘进参数，为后期的快速掘进打下良好的基础。 5)熟悉管片拼装及钢轨铺设的操作工序，提高管片拼装的效率和质量。 6)根据地面变 形情况的监测分析，掌握复合式 TBM 施工时对周围环境的影响。 7)熟悉设备的物料运输、管线延伸等系统，完善洞内外各个环节之间的衔中铁十八局集团有限公司重庆轨道交通六号线二期铜锣山隧道工程 接，不断提高设备的掘进效率。 8)完善各部门之间的协调工作，尤其是掘进施工各工班的交接流程。 （ 2） 试掘进时的掘进流程 ①启动准备 1)接通洞外变压器和复合式 TBM主机之间的电源，同时接通隧洞内的照明。 2)接通 TBM 上变压器的主开关，使变压器投入使用。 然后待变压器工作平稳后，接通二次侧的电源输出开关，检查 TBM 所需 的各种电压，接通 TBM 及后配套上的照明系统。 检查 TBM 上的漏电监测系统，确定接地的绝缘值可以满足各个设备的工作要求。 3)检查气体监测系统、火灾监测系统监测的数据、结果。 确定 TBM 可以进行掘进作业。 4)确认所有灯光、声音指示元件工作正常。 所有调速旋钮均在零位。 5)检查液压系统的液压油油位、润滑系统的润滑油位，如有必要马上添加油料。 6)确认供水、通风正常即洞外向 TBM 供水、通风正常。 ②启动 1)接通复合式 TBM 的控制电源，启动液压动力站、通风机、 TBM 自身的供水 (加压 )水泵。 根据施工条件，确定是否启动 排水水泵。 2)确定各种辅助施工进入掘进工况，管片施工、底部钢枕施工、砂浆回填、豆砾石回填、风筒的挂接等各项工作的完成情况可以满足掘进的需要。 如达不到掘进的要求，要马上加紧施工快速达到掘进的要求。 3)确认 TBM 自带的可收放的高压电缆、水管满足掘进需要。 4)检查测量导向的仪器工作正常，并提供正确的位置参数和导向参数。 5)根据测量导向装置给出的 TBM 的位置参数，利用调向装置进行调节掘进机的方向偏差 (水平、垂直、圆周 )，确认防扭转机构工作正常。 6)确定皮带机系统已开始启动，并运转正常。 7)启动掘进机各 个部位的声电报警系统，提示进入工作状态。 2. 正式掘进 复合式 TBM 正式掘进的人员组织形式、掘进流程等与试掘进相同。 掘进时，中铁十八局集团有限公司重庆轨道交通六号线二期铜锣山隧道工程 应充分研究试掘进期间的地质及设备掘进参数 ,根据前方的水文、地质情况及设备的状态做好充分的掘进预案，选择合适的掘进模式 (敞开式或土压平衡模式 )，并定期召开例会进行技术交底。 3. 掘进机的方向控制 本工程使用的复合式 TBM掘进机采用 Enzan 自动导向系统提供数据进行调向，通过调整推进油缸来实现调整方向。 (1)采用隧道自动导向系统和人工测量辅助进行掘进机姿态监测 隧道自动导 向系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等，能够全天候在掘进机主控室动态显示掘进机当前位置与隧道设计轴线的偏差以及趋势。 据此调整控制掘进机掘进方向，使其始终保持在允许的偏差范围内。 随着掘进机推进导向系统后视基准点需要前移，必须通过人工测量来进行精确定位。 为保证推进方向的准确可靠，根据掘进距离人工测量，以校核自动导向系统的测量数据并复核掘进机的位置、姿态，确保掘进方向的正确。 (2)采用分区操作掘进机推进油缸控制掘进方向 根据线路条件所做的分段轴线推进控制计划、导向系统反映的掘进姿态信息，结 合隧道地层情况，通过分区操作掘进机的推进油缸来控制掘进方向。 推进油缸按上、下、左、右分成四组，每组油缸都有一个带行程测量和推力计算的推进油缸，根据需要调节各组油缸的推进力，控制掘进方向。 在上坡段掘进时，适当加大掘进机下部油缸的推力；在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力；在左转弯曲线段掘进时，则适当加大右侧油缸推力；在右转弯曲线掘进时，则适当加大左侧油缸的推力；在直线平坡段掘进时，则应尽量使所有油缸的推力保持一致。 4. 掘进机姿态调整与纠偏 在实际施工中，由于地质、测量误差等原因掘进 机推进方向可能会偏离设计轴线并超过管理警戒值；在稳定地层中掘进，因地层提供的滚动阻力小，可能会产生盾体滚动偏差；在线路变坡段或急弯段掘进过程中，有可能产生较大的偏差，这时就要及时调整掘进机姿态、纠正偏差。 (1)通过操作分区操作推进油缸来调整掘进机姿态，纠正偏差，将掘进机的方向控制调整到符合要求的范围内。 中铁十八局集团有限公司重庆轨道交通六号线二期铜锣山隧道工程 (2)在急弯和变坡段，必要时可利用掘进机的超挖刀进行局部超挖和在轴线允许偏差范围内提前进入曲线段掘进来纠偏。 (3)当滚动超限时，收回推进油缸，调整推进缸偏转角度通过调整环将整机滚动角调回。 5. 方向 控制及纠偏注意事项 (1)在切换刀盘转动方向时，应保留适当的时间间隔，切换速度不宜过快，切换速度过快可能造成管片受力状态突变，而使管片损坏。 (2)根据掌子面地层情况应及时调整掘进参数，调整掘进方向时应设置警戒值与限制值。 达到警戒值时及时执行纠偏程序。 (3)蛇行修正及纠偏时应缓慢进行，如修正过急，蛇行反而更加明显。 在直线推进的情况下，应选取掘进机当前所在位置点与设计线上远方的一点作一直线，然后再以这条线为新的基准进行线形管理。 在曲线推进的情况下，应使掘进机当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。 (4)推进油缸油压的调整不宜过快、过大，否则可能造成管片局部破损甚至开裂。 (5)正确进行管片选型，确保拼装质量与精度，使管片端面尽可能与计划的掘进方向垂直。 (6)掘进始发、到达时方向控制极其重要，应按照始发、到达掘进的有关技术要求，做好测量定位工作。 洞内运输总体方案 本工程的出碴和材料运输采用有轨运输。 考虑隧道长度、洞径限制和材料运输的需要，每条隧道内采用单线轨道运输。 随隧道掘进距离增长，运输碴土和材料的时间会增加，会造成矿车不能及时到位，影响掘进进度。 为避免这种情况，当隧道掘进超过 TBM 掘进 段的一半后，在隧道距洞口 1500m 处开始向开挖面方向铺设 100m长的双线轨道，两端通过单开道岔与单线轨道连接，在隧道内做一个调车平台。 单线轨道出洞后采用两组单开道岔与洞外的三线轨道实现连接，洞外左右线隧道轨道设置联络隧道线路，能够实现隧道左右线轨道相互调车。 每台TBM 配备三列矿车 (含管片车、砂浆罐车 )完成石碴和施工材料的运输工作。 中铁十八局集团有限公司重庆轨道交通六号线二期铜锣山隧道工程 管片选型具体方案 （ 1）管片选型要适合隧道设计线路 依照曲线的圆心角与转弯环产生的偏转角的关系，转弯环偏转角的计算公式：θ =2γ =2arctgδ /D， 圆心角的计 算公式：α＝ 180L/π R， 可以计算出区间线路曲线段的转弯环与标准环的布置方式 ， 结合线路就可以将管片大致排列出来。 （ 2）管片选型要适应 TBM姿态 管片是在盾尾内拼装，所以不可避免地受到盾构机姿态的制约。 管片平面应尽量垂直于盾构机轴线，也就是 TBM 的推进油缸能垂直地推在管片上，这样可以使管片受力均匀，掘进时不会产生管片破损。 同时也兼顾管片与盾尾之间地间隙，避免 TBM 与管片发生碰撞而损坏管片。 在实际掘进过程中， TBM因为地质不均、推力不均等原因，经常要偏离隧道设计线路。 所以当 TBM 偏离设计线路或进行纠偏时 ，都要十分注意管片选型，避免发生重大事故。 （ 3）管片的拼装点位 转弯环在实际拼装过程中，可以根据不同的拼装点位来控制不同方向上的偏移量。 这里所说的拼装点位是管片拼装时 K块所在的位置。 铜锣山隧道 TBM 区间的管片拼装点位为在圆周上均匀分成 10个点，即管片拼装的 10个点位，相邻点位的旋转角度为 36o。 由于是错缝拼装，所以相邻两块管片的点位不能相差 2的整数倍。 一般情况下，本着有利于隧道防水的要求，都只使用上部 5个点位。 根据工程实际情况，选择拼装不同点位的转弯环，就可以得到不同方向的楔形量（如左、右、上、下等）。 （ 4）根据盾尾间隙进行管片选型 通常将盾尾与管片之间的间隙叫盾尾间隙。 如果盾尾间隙过小，盾壳上的力直接作用在管片上，则盾构机在掘进过程中盾尾将会与管片发生摩擦、碰撞。 轻则增加盾构机向前掘进的阻力，降低掘进速度，重则造成管片错台（在越三盾构工程中，就是通过调整盾构间隙，大大减少管片错台量），盾构一边间隙过小，另一边相应变大，这时盾尾尾刷密封效果降低，在注浆压力作用下，水泥浆很容易渗漏出来，破环盾尾的密封效果。 盾尾间隙是管片选型的一个重要依据。 本标段 TBM 盾尾间隙为 25mm，每次安装管片之前，对管片的上、 下、左、右四个位置进行测量。 如发现有一方向上的盾中铁十八局集团有限公司重庆轨道交通六号线二期铜锣山隧道工程 尾间隙接近 15mm 时，就要用转弯环对盾尾间隙进行调节（在盾构掘进过程中，应及时跟踪盾尾间隙，发现盾尾间隙有变小趋势，最好能通过千斤顶推力来调整间隙）。 调整的基本原则是，哪边的盾尾间隙过小，就选择拼装反方向的转弯环。 （ 5）根据油缸行程差进行管片选型 盾构机是依靠推进油缸顶推在管片上所产生的反力向前掘进的，我们把推进油缸按上、下、左、右四个方向分成四组。 而每一个掘进循环这四组油缸的行程的差值反应了盾构机与管片平面之间的空间关系，可以看出下一掘进循环盾尾间隙的变化 趋势。 当管片平面不垂直于盾构机轴线时，各组推进油缸的行程就会有差异，当这个差值过大时，推进油缸的推力就会在管片环的径向产生较大的分力，从而影响已拼装好的隧道管片以及掘进姿态。 通常我们以各组油缸行程的。