6.2某工程tbm施工组织设计

'TBM施工199 第九章TBM施工9.1TBM施工总体安排本标段隧洞工程K3+000～K22+965.83采用双护盾硬岩掘进机施工，最小开挖直径5900mm，安装新刀时开挖直径5930mm；开挖后拼装预制钢筋混凝土管片衬砌，管片内径5m，宽度1.5m，厚度350mm，由六块组成；管片与洞壁之间的空隙充填豆砾石，之后回填灌浆。隧洞出渣运输采用有轨运输，采用变频电动机车牵引编组列车。9.1.1TBM施工组装前的准备工作TBM组装调试TBM滑行通过出口钻爆法施工段TBM始发TBM掘进第一段TBM检修TBM掘进第二段TBM到达TBM拆卸运输双护盾TBM在隧洞出口场地组装，之后滑行通过1200m钻爆法施工段，自K22+965.83开始始发掘进，到达通风竖井位置的检修洞室经全面检修后继续掘进，最终在拆卸洞室完成TBM的拆卸并运出隧洞。总体施工顺序如图9-1所示。图9-1TBM施工顺序图9.1.2TBM施工出渣运输隧洞施工采用采用有轨运输出渣，每列编组列车可满足两个掘进循环材料运输及出渣要求，洞内轨道布置为四轨三线，TBM后配套走行两根外轨，后配套尾部设一组“Y”型道岔，只允许一列编组列车进入后配套区域装卸石渣与材料，列车走行中间两根钢轨。随着掘进长度的增加，在隧洞里程K18＋000、K13＋000、K8＋000附近分别设一副“X”型道岔，道岔位置设专职人员职守并安装有线电话和施工调度保持联系。9.1.3管片拼装及填充灌浆管片与洞壁之间的空隙用粒径为5～10mm的豆砾石填充，采用TBM配置的喷射机自管片预留的注浆孔以0.2～0.3MPa的压力注入。在距离尾199 盾30～50m开始注浆，注浆以20环为一个施工单位，注浆压力0.2～0.3MPa，浆液水灰比按施工图纸要求或监理人的指示确定。9.1.4施工辅助设施供电:从发包人提供的35kV电源接入，在隧洞出口建立10kV高压开闭所和低压变压器,TBM用电从高压开闭所用电缆沿洞壁向洞内铺设，洞外其他设备由低压变压器提供。给水排水:在隧洞出口建立变频恒压给水系统，分别为洞内外施工及生活给水；施工过程中的排水主要依靠自流；在洞内出现大流量的涌水时在主机部位以水泵抽排，并后配套尾部适当位置以砂袋设置围堰，防止水倒灌；同时沿懂壁铺设一路DN200mm排水管，以加强排水效果。隧洞的污水排入洞外处理池，经沉淀处理后排入宝库河。通风:采用压入式通风，在隧洞出口安装轴流风机，经软风管向工作面通风；TBM掘进通过通风竖井后，将风机安装在通风竖井后，采用风机压入与竖井抽排相结合的方式通风。9.2TBM现场组装、调试在隧洞出口场地组织TBM组装调试，主机与后配套分别在两个场地同时进行。由承包商和TBM制造商共同快速、安全地完成组装调试工作。9.2.1组装准备9.2.1.1组装要求（1）制定详细、可行的组装计划（2）提前做好技术培训，使参加组装人员了解TBM的结构性能。（2）制定合理的组装材料、机具、配件计划。（4）严格控制组装质量，做好组装记录。（5）设置专职的质量控制组和安全控制组，全程监控TBM的组装工作。9.2.1.2组装人员准备根据TBM的结构特点，按专业分工并进行岗前培训，经考核合格后方可持证上岗。为保证组装安全与质量，TBM组装期间采用两班制作业，每班工作8小时，白班工作时间为7：00～15：00，小夜班工作时间为15：00～23：00。大件吊装全部安排在白班，每班设专职人员对组装调试安全与质量进行监督。9.2.1.3组装场地准备根据组装需要，结合工地出口场地实际情况，主机组装场地199 从距洞口30m的位置开始，主机与后配套组装场地布置参见图9-2。图9-2TBM组装场地示意图（1）根据施工组织设计，确保组装的空间和龙门吊安装的位置。（2）地面硬化至要求的接地比压，完成主机部件摆放区域划分、与地面直接接触各主要部件安装位置的确定并标注。（3）完成龙门吊安装的准备工作。（4）完成主机组装基础的施工并达到强度要求，预埋TBM向洞内滑行所需钢轨并保证其标高与钻爆法施工段滑行轨道标高一致。主机组装基础参见图9-3。（5）完成后配套组装用轨道铺设。图9-3主机组装基础及滑轨示意图9.2.1.4组装设备准备主机的组装使用1台2×50t龙门吊，后配套组装使用两台25t汽车吊。组装设备、机具根据组装需要配置，在组装场地内合理位置安排电源、高压风源、水源的接口，并根据要求安排电焊机、气割设备、探伤设备和叉车等。9.2.1.5组装方案准备为保证组装工作安全、快速、有序进行，首先制定详细的组装方案并付诸实施。内容包括：199 （1）制定组装顺序。（2）根据组装顺序确定运输到场的顺序。（3）安全措施：制定起重设备安全操作规程、通用与专用工具操作规程、安全用电、消防、保安措施并贯彻落实，对人员进行岗前安全教育，必须使用安全帽、安全带、工作服等，设专职安全员，所有组装工作由组装调试指挥人员统筹安排，按照合理的顺序进行施工，确保人员、设备的安全。（4）消防器材配备：洞内合理配备灭火器、灭火砂等消防器材。9.2.2基本技术要求为保证TBM在组装过程的顺利、安全、准确，确保其原有的设计精度，应遵循以下技术要求：（1）平稳吊装，确保安全。（2）拆箱注意保持其原有设计尺寸，避免损伤构件原有加工精度。（3）以适当的方式与材料认真清洗各个安装部件和配件。（4）对照图纸正确安装。（5）根据螺栓的级别按正确的顺序与扭矩紧固。（6）电气与液压件安装应给予高度重视，以免由于错接而导致误动作。（7）专用的设备和工具要根据说明书严格操作，保证安装设备的精度和可靠性。9.2.3组装顺序主机组装与后配套组装分别在各自的场地同时展开，TBM各部件运输到场，主机部件摆放于主机组装基础之后，后配套部件根据组装顺序，主要摆放于后配套组装区域；经过开箱验收后开始组装，采取边运输边开箱验收边组装的方式。9.2.3.1主机组装主机组装前在基础的预埋钢轨上涂抹黄油，之后按照TBM组装流程逐步完成组装工作，主机组装流程参见图9-4。9.2.3.2后配套组装后配套组装在已经铺设好的轨道上进行，组装采用两台25t汽车吊机进行。为最大程度避免与主机组装之间的干涉，从最后一节后配套台车开始组装，两台吊机配合，逐节完成所有后配套的组装工作，按照台车门架在轨道上拼装、安装相关辅助设备、连接电气液压等管线的顺序进行。加工专用的走行式门架支撑连接桥前端，连接桥组199 检查龙门吊、场地、配套设备等达到组装要求将前盾下半部分放在组装组装底拱上，并安装伸缩盾的下半部分定位吊装支撑盾的下半部分，安装伸缩盾的下半部分安装支撑靴和支撑油缸安装支撑盾的上半部分、扭矩支撑机构安装内伸缩护盾的后半部分、推进油缸和扭矩支撑油缸在前盾上安装驱动组件和驱动电机、吊装前盾的上半部安装溜渣槽、主机皮带机和外伸缩盾上半部分吊装刀盘，并和主驱动组件连接分块安装盾尾、安装管片安装机安装喂片机、连接桥连接主机连接桥和后配套图9-4主机组装流程图装完成后，首先进行连接桥与主机的连接，之后顺序完成后配套与连接桥的连接，使整套TBM连接为一个整体，最后安装皮带、硫化皮带。组装流程见图9-5。9.2.3.3主机和后配套连接组装完毕的后配套和主机连接在一起，对接主机与后配套之间的各种管线。整机组装的检查：复核所有设备的安装固定，检查管路、线缆的连接情况。9.2.4整机调试组装工作完成后，立即进行整机调试，调试前需制订详细地调试方案，分系统进行，以确保TBM性能达到设计标准，主要包括以下几个方面：（1）支撑系统（2）主推进系统（3）辅助推进系统（4）刀盘主驱动（5）刀盘辅助驱动（6）管片拼装（7）豆砾石回填199 组装后配套尾部平台车组装后部平台车组装卸渣区平台车安装尾部车上给水、排水、高压供电设备组装安装设备平台车4安装前部车上通风设备、除尘器组装设备平台车3安装设备车上空气压缩机、变压器组装设备平台车2安装车上液压泵站、管片运送系统组装设备平台车1安装车上配电柜、豆砾石注浆系统安装连接桥连接桥上设备、操作室安装、连接控制电缆将连接桥和后配套连接图9-5后配套组装流程图（8）注浆（9）材料运输（10）通风系统（11）供电系统（12）通风系统（13）给水排水（14）PLC程序控制系统（15）皮带机等辅助设备调试过程中，须配备抢修工具、必要的配件等，同时详细记录各系统的运转参数，与制造商提供的设计参数对比，对不相符的项目查找原因并采取相应措施，由制造商负责确保设备性能达到设计标准。9.3TBM滑行TBM由组装位置到洞口、以及在隧洞出口1200m钻爆法施工段的通过，将采取相同的滑行的方式。在尾盾拼装钢管片，以辅助推进油缸顶推钢管片推动整机向前滑动，主机部分在预埋的滑轨上向前滑动，后配套走行于铺设的钢轨上；每向前滑行一个循环即1.5m，铺设一块钢管片，以12.5m（约8个掘进循环）作为一个完整的滑行工作循环，每个滑行工作循环的第一块钢管片锚固于洞底，其他钢管片与第一块钢管片顺次前后连接，所有钢管片可以循环使用；当整机向前滑行约8个循环后，199 在连接桥位置铺设钢轨，同时重新锚固下一个滑行工作循环的第一块钢管片，并拆除其他钢管片。9.3.1滑行准备工作（1）加工滑行专用钢管片，钢管片结构参见图9-6；图9-6TBM滑行用钢管片（2）TBM进洞前，在洞外组装及滑行基座上预埋钢轨，在钻爆法施工段锚固30×100mm钢板作为TBM滑行时主机的滑轨，洞外滑轨位置参见图9-3，洞内滑轨位置如图9-7所示。（3）检查TBM滑轨，对损坏、变形的必须修复。（4）检查滑轨安装位置，如不符合要求，必须进行调整。（5）准备编组列车，满足滑行期间钢轨、电缆、风水管延伸等需要。（6）清理钻爆法施工段，确保洞内没有干涉TBM通过的设施及杂物。（7）复核钻爆法施工段隧洞的轴线误差。9.3.2滑行（1）在洞外组装基座尾部拱底TBM尾盾管片拼装位置钻Φ50mm孔，孔深50cm，共两排，每排3个孔；（2）将钢管片安装在TBM尾盾位置，用φ45×400mm销子固定在已经钻好的6个孔中；（3）在滑轨上涂抹黄油，以辅助推进油缸顶推钢管片，推动TBM主机在滑轨上向前滑动，后配套在铺设好的钢轨上向前行进；（4）整机向前移动一个掘进行程的距离后，在第一块钢管片的前方铺设第二块钢管片，但拱底部位不钻孔，该管片仅在图9-7中位连接耳板上用螺栓与第一块钢管片固定，以防止TBM前进过程中钢管片翘曲；（5）第二块钢管片铺设完毕，再次以辅助推进油缸推动整机向前行进；199 （6）以此类推，共铺设8～9块钢管片后，连接桥前支架后部将会有12.5～13m的空间，则在此部位铺设钢轨，同时拆除已经铺设好的第一块钢管片，在盾尾重新钻孔锚固；图9-7钻爆法施工段预埋滑轨安装位置（7）向前推进一个掘进循环的距离后，将目前最后一块钢管片拆除，安装在尾盾部位，并与刚刚锚固的该画性工作循环的第一块钢管片纵向连接；（8）依照上述方法，推动TBM向前行进，同时完成TBM尾部风水管、电缆的延伸。TBM滑行过程参见图9-8。9.3.3滑行注意事项滑行过程中需注意以下几个方面：（1）滑行过程中，需对主机及后配套加强巡视，确保TBM各部位与洞壁没有干涉，特别是刀盘前方，必须派专人负责观察；（2）加强TBM姿态控制；（3）控制滑行速度，不可太快；（4）滑行过程中，相关部位的人员之间以对讲机相互联系，确保信息畅通；（5）滑行过程中，刀盘前方负责观察的人员与TBM主司机密切联系；199 图9-8TBM滑行过程示意图（6）根据复核的钻爆法施工段隧洞轴线误差，确定各组主推进油缸的行程，确保TBM的前进方向；（7）密切观察锚固环钢管片及其他钢管片的工作状态；（8）推进过程中，钢管片范围内不得站人。9.4TBM始发与试掘进199 9.4.1始发与起始环管片安装始发是TBM施工的关键环节之一，必须予以高度重视。9.4.1.1TBM就位始发前，复核TBM滑轨，确保滑轨顺直，严格控制标高、间距及中心线，调整好TBM的姿态，主机轴线应该与即将开挖的隧洞轴线一致，以保证掘进方向准确。根据“TBM段与钻爆段接头大样”，由于钻爆法施工段与TBM施工段轴线有偏差，断面形式也不能满足TBM始发要求，因此需要进行扩挖，并且滑轨铺设需根据TBM姿态调整的需要施工，TBM始发就位所需空间及滑轨铺设参见图9-9。图9-9TBM始发就位空间示意图9.4.1.2钢管片与负环管片拼装由于从钻爆法施工段向TBM施工段过渡部分空间狭小，不具备安装普通反力架的条件，根据该洞段的工程地质条件，TBM掘进将采取双护盾模式，因此需要专门加工部分特殊的钢管片，用以承受始发时拼装管片的反力。TBM始发就位后，由下向上分块将钢管片锚固在洞壁上，将其焊接为一个整体，确保安装位置精确，为负环管片的准确安装做好准备。钢管片为箱型结构，沿圆周方向分为五块，内设筋板，预留两圈交错布置的锚固孔。始发时边掘进边拼装负环混凝土管片，并从左右两侧加以支撑，确保拼装精度，为起始环管片的精确拼装创造条件。待TBM掘进60m之后，拆除钢管片、负环混凝土管片以及接口密封。钢管片与负环管片的拼装参见图9-10，负环管片的加固参见图9-11。199 图9-10钢管片与负环管片拼装示意图图9-11负环管片加固措施9.4.1.3起始环管片拼装与回填负环管片拼装完毕，从里程22+965.83处开始拼装起始环管片，起始管片应准确定位：定位支撑应锚固牢靠，不变形；上下左右对称，误差不大于1mm；起始环管片拼装完成后，需填充豆砾石并注浆，因而制作安装接口密封，密封结构参见图9-12。9.4.1.4TBM始发扩挖段断面恢复TBM始发扩挖段钢管片、负环管片及接口密封拆除后，根据TBM段与钻爆段接头断面设计喷射混凝土予以恢复。9.4.2TBM试掘进199 本标段工程采用双护盾掘进机施工，试掘进长度为1000m。在试掘进段阶段，施工人员必须熟练的掌握掘进机施工的技术与参数控制，实现信息化施工。在施工过程中，应注意研究掘进参数的设定方法和原理；掘进时推进速度要保持相对平稳，控制好每次的纠偏量，为管片拼装创造良好条件；学会根据设计图纸及超前地质预报结果，判断围岩类别、岩性、稳定性、整体性、抗压强度等参数，对掘进时各种设备操作图9-12起始环管片接口密封示意图及工程地质等技术数据进行采集、统计和分析，争取在1000m内熟练掌握盾构机的操作方法，确定本机在各种地质条件下掘进施工的参数设定范围，形成一套相对完善的施工方法。此阶段工作重点如下：（1）用最短的时间熟悉掌握掘进机的操作方法、机械性能，培训合格的设备操作人员；（2）了解和认识本标段工程地质条件，掌握本机在该地质条件下的操控方法；（3）熟悉管片拼装的操作，掌握拼装质量的控制方法，提高拼装质量与速度；（4）通过试掘进，掌握本机在不同围岩下掘进模式与掘进参数的选择；（5）整合施工组织，使之更加有利于提高施工质量与施工速度。9.5TBM正常掘进9.5.1TBM破岩机理双护盾硬岩掘进机使用盘形滚刀，将刀圈的刀刃挤压楔入岩体进行破岩，其破岩形式属于楔入式滚压破碎。刀尖压入岩体，当压力大于岩石的抗压强度时，与刀尖接触部位的岩石被压碎，在刀尖前形成一压碎区，如图9-13。压碎区向外形成的压力，使压碎区的周边产生裂纹，裂纹随压力增加而扩展，直到渣片形成而剥离，完成一个成渣过程。随刀盘的转动和刀具在岩面上继续向前滚压又开始下一渣片的形成。刀盘上的盘形滚刀在破岩掘进面上形成同心圆的滚动轨迹。刀尖前的岩石被压碎，碾成细小的岩粉，而刀尖两侧的岩体被剥成一块块的渣片。岩渣199 是一片片形成的，有时在刀圈的内侧形成，有时是在外侧。轨迹之间是鱼鳞状凹坑。刀圈滚压生成的岩渣块形状呈中间厚周边薄的长片形，近似鱼背的形状。渣块的大小与刀间距和切深有关。图9-13破岩机理9.5.2掘进双护盾掘进机有双护盾和单护盾两种掘进模式，掘进施工过程中，需根据工程地质图纸、石渣、前序掘进参数、超前地质探测结果等，对掌子面围岩状态作出准确判断，据此选择相应的掘进模式及掘进参数。TBM施工采取三班制，两班掘进一班整备，掘进工班每班工作9小时，整备工班工作6小时，整备工作安排在每天上午。9.5.2.1掘进准备（1）接通隧洞内的照明。（2）接通洞外开闭所和TBM主机变压器之间的电源。（3）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，同时接通TBM及后配套上的照明系统。同时检查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。（4）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。（5）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。（6）199 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。（7）确认给水、通风正常。（8）接通TBM的控制电源，启动液压动力站、通风机、TBM自身的给水(加压)水泵。根据施工条件，确定是否启动排水水泵。（9）确定皮带机风水电管线延伸等各种辅助施工进入掘进工况。（10）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。（11）根据测量导向系统提供的TBM的位置参数，调整TBM的姿态，确保方向偏差(水平、垂直、圆周)在允许误差范围内，撑紧撑靴达到满足掘进需要的压力，或将辅助推进油缸顶紧在已经安装好的管片上。9.5.2.2掘进作业循环基本步骤（1）顺序启动后配套皮带机、主机皮带机，并确定运转正常。（2）启动掘进机各个部位的声电报警系统，提示进入工作状态。（3）顺序启动变频驱动电机。（4）启动主轴承的油润滑系统、各个相对移动部位的润滑系统。并确定各个润滑系统正常工作。（5）调整扭矩反作用油缸支撑扭矩支承梁，使刀盘的转动扭矩可靠传递到支撑护盾。如岩石不能满足支撑护盾的支撑，利用转环转动推进油缸使油缸旋转一定角度来产生抵抗刀盘旋转扭矩的圆周力。以上工作完成后启动刀盘旋转并调整刀盘转速至预先选定的转速。同时启动除尘系统风机。（6）慢速推进刀盘靠紧掌子面，确定刀盘已经靠紧掌子面后选择合适的推进速度进行掘进作业。在刀盘和岩石表面接触之前启动刀盘喷水系统对岩石喷水（在土层地段施工时，不进行喷水，避免破坏土层的稳定）。（7）时刻监控TBM掘进时各种参数的变化、石渣状态等。掘进时根据TBM的掘进参数和预计的前方围岩的情况选择适当的掘进参数，包括刀盘转速、推进力、驱动变频电机频率、推进速度、皮带机转速等。并根据围岩的状况变化及时的进行调整。如围岩满足双护盾掘进模式的要求，采取双护盾掘进方式，掘进和管片安装、豆砾石回填、注浆、钢轨铺设等同时进行；如围岩状况较差，不能满足双护盾掘进模式的条件，则采取单护盾掘进方式，掘进施工和管片安装不能同时进行，安装完管片后，利用辅助推进油缸完成一个循环推进作业后再进行管片安装。（8）掘进至行程结束后，停止推进并将刀盘后退约3～5cm，顺序停止刀盘喷水、刀盘旋转、驱动电机、皮带机。199 （9）伸出前护盾液压支撑机构并撑紧，推进油缸拖动支撑盾前移、拖拉后配套到位，完成换步，重复掘进准备工作，准备开始下一掘进行程。当掘进机采用单护盾形式掘进时，支撑护盾和后配套的前移通过推进油缸和辅助推进油缸共同作用完成。9.5.2.3双护盾模式掘进双护盾模式掘进是指在硬岩条件下的隧洞开挖时，TBM依靠支撑盾上的支撑靴支撑在洞壁上，掘进的同时可完成在尾盾拼装管片、豆砾石回填等作业。9.5.2.3.1双护盾模式掘进步骤双护盾模式掘进作业循环主要分为两个阶段：第一阶段，换步与调向。掘进行程完成之后，停止推进、停止刀盘旋转，收回撑靴油缸，刀盘底部支撑于洞底，主推进油缸收回带动支撑盾向前移动，辅助推进油缸撑紧已拼装好的管片；当支撑盾到达预定位置时，调整各位置推进油缸以调整掘进方向，待TBM方向调整完成后，撑靴再次撑紧洞壁，换步完成。第二阶段，掘进的同时拼装管片。推进油缸推动旋转的刀盘向前掘进1.5m，掘进反力传递到撑紧于洞壁的撑靴，出渣列车停放于后配套区域，刀盘切削下来的石渣通过主机皮带机、后配套皮带机卸入渣车。与此同时，实施拼装预制混凝土管片，回填豆砾石、灌浆等作业。9.5.2.3.2双护盾模式掘进流程双护盾模式下掘进的工艺流程如图9-14所示。（1）判断掌子面围岩状态。根据工程地质图纸，参考上一循环掘进参数、石渣状态判定掌子面围岩状况，通常可据此断定前方围岩的整体性、岩性、发育程度、含水量等。如有必要，可采用超前地质探测，进一步确定前方围岩状态。本TBM配备了两套超前地质探测装置，分别可准确预测前方150m、30m范围内围岩地质情况。（2）换步、调向。换步调向操作如前所述，TBM主司机应该在换步过程中，根据测量导向系统所显示的上一循环结束时TBM的方位，本掘进循环调向参考值调整TBM的姿态，确保掘进方向控制在允许的范围之内。（3）选择掘进参数。根据判定的掌子面的围岩状态，选择推力、撑靴压力、刀盘转速等掘进参数。（4）掘进及拼装管片。掘进过程中结合实际掘进参数的变化判断围岩的变化，适时适当调整，同时结合施工经验达到掘进参数与围岩状况的最佳匹配。199 图9-14双护盾模式掘进工艺流程9.5.2.4单护盾模式掘进单护盾模式掘进是指在软岩条件下的隧洞开挖时，撑靴全部收回（不再撑紧洞壁），主推进油缸也收回，前盾和支撑盾作为一个整体动作，掘进过程中辅助推进油缸顶紧已经拼装好的管片提供推进力，TBM掘进时无法拼装管片，只能在掘进行程完成之后，停止掘进，待管片拼装及换步调向等工序完成后，方可继续掘进。9.5.2.4.1单护盾模式掘进步骤单护盾模式下的掘进作业循环可分为三个阶段：第一阶段，调向。上一循环管片拼装完成之后，开始本循环作业，此时辅助推进油缸已经收回，也就是换步已经完成。通过调整辅助推进油缸，使主机以刀盘底部接触洞底的部位作支点在水平和竖直方向旋转，从而调整TBM掘进方向。第二阶段，掘进。辅助推进油缸推动旋转的刀盘向前掘进1.5m，掘进反力传递到拼装好的管片，出渣列车停放于后配套区域，刀盘切削下来的石渣通过主机皮带机、后配套皮带机卸入渣车。与此同时，实施回填豆砾石、灌浆等作业。第三阶段，拼装管片与换步。199 9.5.2.4.2单护盾模式掘进流程图9-15单护盾模式掘进工艺流程单护盾模式下掘进的工艺流程如图9-15所示。单护盾模式适用于软弱围岩、断层破碎带等地质洞段，因而应严格按照工艺流程与施组要求施工，加强超前地质探测预报，积极采取加固、固结灌浆等技术措施，最大程度的保证TBM快速、安全地通过。9.5.2.5出渣运输TBM施工的掘进施工和出渣运输同时进行，刀盘开挖的石渣通过皮带机卸到停放在后配套上的渣车内，矿车通过牵引机车移动使石渣均匀卸到各节车内。编组列车利用35t变频电动机车牵引出洞，到达卸渣翻车机，将石渣卸到渣场。9.5.2.6停机TBM施工的过程中，经常会需要停机，如连续皮带机皮带的硫化、刀具的检查更换、处理不良的地质等情况会需要停止TBM掘进的作业。停机的操作如下：（1）如当时正进行掘进施工，就必须按操作的规程顺序停止推进、后退刀盘、停止刀盘喷水、停止刀盘旋转、停止驱动电机、顺序停止随机皮带和连续皮带机。在此情况下一定注意将所有皮带上的石渣输送完毕后才能停止皮带机。（2）如果需要较长时间的停机，在完成上述步骤后，依次停止除尘、给水、通风系统。199 （3）根据施工的需要启动施工所需的设备进行作业。9.5.2.7掘进中的注意事项TBM掘进过程中，所有的辅助作业都必须从属于主机的掘进，除特别情况下不能影响掘进的作业。（1）合理安排车辆调度，确保施工用料包括管片、注浆料、豆砾石等及时运送到施工地点。（2）特殊材料的运输（如风管的储藏筒、钢轨）要根据洞内的安排快进快出。（3）出现不良地质条件时，严格按TBM操作技术要求执行，不能因急于施工而造成掘进机的损伤。（4）掘进机设备如电气设备、液压设备、管片安装设备等必须由经培训合格的专人进行操作。（5）施工中要严格遵守TBM的各项技术规定，不能进行盲目的操作施工。（6）施工中一定注意电器设施、液压设备防水防火，电气控制装置防水的同时还必须有防尘措施。（7）有害气体监测报警时，必须立即启动瓦斯洞段施工预案，确保人员、设备及施工生产的安全。9.5.3TBM施工速度的影响因素TBM施工速度的影响因素包括以下五个方面:（1）地质因素：围岩类别、矿物成分、岩体抗压与抗剪强度、围岩硬度、地应力、涌水、有害气体等。（2）TBM的选型：根据工程地质与水文地质条件、工期、环保等方面的要求，合理选择TBM主机及其附属设备的技术参数。（3）配套设备与设施：根据施工经验，出渣运输、风水电供应等方面对TBM掘进的影响不可忽视，需要予以高度重视。（4）掘进、整备人员的技术水平：在确保设备状况良好的前提下，合理选择掘进参数，才能提高施工速度。（5）组织管理：施组设计与实施、物料供应、技术支持、调度等环节，也要给予充分重视，否则也将直接影响施工速度。9.5.4不同围岩类型中掘进参数选择9.5.4.1Ⅱ类围岩199 II类围岩属硬岩，在围岩节理不发育，整体性、稳定性较好地段，以推力接近刀盘额定推力时相匹配的推进速度推进，可达到较高的施工速度。TBM施工段II类围岩总长6697.83m,占隧洞总长的33%，主要是厚层状结构，以花岗片麻岩、石英片岩、石英岩为主，岩石坚硬，对刀具磨损较为严重，埋深较大，大部分在700m以上，可能存在岩爆。在此类围岩段，以较高的推力和较高的转数进行掘进施工。但在岩爆地段，推进速度不宜过大，须加强刀盘喷水，密切注意刀盘驱动变频电机电流变化，防止刀盘前部会有大块岩块爆出卡滞刀盘，从而导致过载而停机。必要时启动岩爆洞段施工预案。9.5.4.2Ⅲ类围岩Ⅲ类围岩总长为4171.4m，占隧洞总长的21%，主要是泥岩、砾岩互层夹煤线、砂岩等，以层状结构为主，包含少量为碎裂结构，局部有小断层。围岩硬度不大，其整体性和稳定性也比较好，较适合双护盾TBM掘进。在该围岩洞段掘进，推进速度的可选范围较大，这时应根据具体情况选择一最佳掘进速度范围，既保证掘进速度，又可减小对围岩的扰动，达到既提高纯掘进速度又能减少刀具损耗。9.5.4.3Ⅳ、Ⅴ类围岩Ⅳ、Ⅴ类围岩总长9096.6m，占隧洞总长的46%，结构复杂，包括块状结构、层状结构、破碎结构、破碎层状等，有较大断层，受断层破碎带影响洞段较多；主要是砂砾岩、泥质粉砂岩、泥岩夹砂岩、砂质结晶灰岩，大部分属于软弱围岩。在此类围岩段，除选择适当的推进速度外，选择合适的刀盘转速也至关重要。在Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段掘进遇到塌方、涌水的可能性较大，为减小对岩体的破坏，常采用较低的刀盘转速，同时推进速度不宜过高，原因如下：（1）采用刀盘低转速时，刀盘对周边岩石的扰动较小，利于减少坍塌。（2）撑靴支撑效果不好，推进反力有时需要通过辅助推进系统传递到管片实现。推进速度不宜过高，避免对管片衬砌造成不利影响。（3）因围岩软弱，易发生坍塌，掘进机皮带上石渣会急剧增多，如果掘进速度过快，可能出现皮带超载而停机。9.5.5轴线控制TBM上配备有激光导向装置，激光发射器安装在已经完成的隧洞洞壁上，接收器安装于TBM主机上。将经测量得到的位置参数输入到发射器自身的计算单元，199 以使发射器按照隧洞掘进的正确方向确定激光束的方向并发射到接收器，当它接收到激光束后，就可以根据激光在接收器上的入射角度、反射距离确定机器的位置参数数据。所有的位置数据都集中到安装在TBM控制室内的计算机，经过计算机的计算显示到控制室的显示屏上。操作人员根据显示的数据进行TBM的方向调整。（1）TBM掘进时或掘进行程结束时可以进行掘进方向的调整，首先利用TBM上的测量和导向装置，确定掘进当前位置的上下、左右、圆周方向的偏差和TBM当前的位置状况，预测并显示掘进循环结束时TBM的位置和偏差。（2）根据显示在监视屏上的数据，及时调整TBM刀盘的方位。（3）掘进方向的调整可以在掘进一个行程结束后在换步的过程中进行，也可以根据需要在掘进过程中调整。但必须根据技术要求严格控制调整幅度，避免对刀盘边缘的刀具和出渣机构产生大的冲击，造成刀具和出渣机构的损伤。9.5.6扩挖本次所选TBM的扩挖方式有以下两种，根据扩挖量选用。9.5.6.1边刀加垫片扩挖法正常情况下，TBM刀盘上安装有2把边刀，在进行扩挖施工时在边刀刀座与滚刀之间增加垫片，以达到扩挖的目的。此种方法扩挖量较小，约为20～30mm。9.5.6.2安装备用边刀扩挖法为应对不良地质可能需要增加扩挖范围，所选TBM刀盘预留两个额外的边刀安装孔，正常掘进过程中，该孔以钢板封堵，必要时，拆除钢板，安装边刀。这样可以达到较大的扩挖范围，提高本机适应能力。9.5.6.3扩挖施工过程在进行扩挖施工时，首先将刀盘适当后退，在已经开挖的掌子面洞壁处进行小型的爆破，爆破出拆除边刀并重新安装刀具的空间，安装扩挖施工的刀具。利用变频驱动系统缓慢启动刀盘，利用新安装的刀具扩挖洞壁，扩挖完成后开始进行推进作业，完成需要扩挖的洞室。扩挖施工时要注意启动和推进作业应严格按照扩挖施工程序进行，避免启动过猛或推进过快造成新安装刀具的损坏。9.5.6.4所配置扩挖法的优点上述两种扩挖方法，199 具有结构简单、故障率低、刀具种类少、扩挖范围大、适应性强、操作简单等优点。9.6管片安装、豆砾石回填与注浆9.6.1管片拼装管片安装是本标段TBM施工的重要环节，管片作为永久性衬砌，其安装质量好坏直接关系到成洞质量。双护盾掘进模式下，TBM开挖和管片安装这两种施工活动同时进行，单护盾掘进模式下，掘进与管片拼装交替进行。管片拼装流程图参见图9-15。（1）管片拼装顺序：由下部开始，先装最底部A型管片，再对称安装另两块A型管片，之后拼装B、C型管片，最后装D型管片。（2）TBM操作人员要精心操作辅助千斤顶，精确控制其伸缩，使TBM不后退、不变坡、不变向，与管片操作人员密切配合。（3）拼装封口成环的D型管片之前，需检查已拼装管片的开口尺寸，要求略大于D型管片尺寸。（4）D型管片安装前，应对止水条表面进行润滑处理以减小摩擦，避免止水条拉断或由于角部止水条严重挤压和拉伸而影响角部防水。安装时先径向插入2／3，调整位置后缓慢纵向顶推到位。（5）管片拼装过程中，只回缩要拼装管片部位的推进油缸，管片块安装到位后紧固好螺栓，将回缩的油缸顶紧管片后方可移开管片安装机，然后进行下一块管片的拼装。（6）管片拼装过程中使用可以设定扭矩的风动扳手紧固连接螺栓，以提高效率并保证紧固扭矩。（7）作圆环校正，并全面检查所有纵向螺栓，及时进行复紧，拧紧至规定扭矩。（8）TBM掘进的同时拧紧将出工作车架的环向螺栓。对最后几环管片的总唤醒螺栓应使用规定的长柄扳手予以拧紧或按照扭矩要求调高风动扳手的紧固扭矩。（9）拼装过程中要保持已成环管片环面及拼装管片各个面的清洁。（10）拼装过程中如遇有轻微损坏的管片，应及时用规定的材料按照规定的工艺修补，损坏超标的应该进行调换。9.6.2管片拼装后的验收标准（1）管片无贯穿裂缝，无大于0.3mm宽度的裂缝及混凝土剥落现象。（2）圆环水平直径与垂直直径允许偏差：±3‰（圆环水平直径与垂直直径的差199 图9-16管片拼装流程图199 值是指拼装成环后的测量值的差值）。（3）各环向及纵向螺栓必须全部安装并紧固至规定扭矩。（4）纵、环缝错台误差±2mm。（5）纵、环缝间隙≤2mm。9.6.3管片拼装后的表面处理管片内表面平整度除满足管片制作精度要求和管片安装纵环缝错台误差要求外，需对内表面连接螺栓孔、灌浆孔采用C30预缩砂浆回填抹平，对施工中残留在管片内表面上的硬结浆液进行清除、打磨平整处理。大于要求的纵环缝错台按1：5坡度处理。9.6.4豆砾石回填和灌浆预制混凝土管片安装后管片与围岩之间缝隙填充豆砾石并灌注水泥浆，灌浆结石强度等级为C20。9.6.4.1豆砾石填料与灌浆材料（1）豆砾石填料应是经过筛选、清洗干净和坚固的专用骨料，粒径5～10mm，应使其有符合要求的适当级配，并在灌注时保持湿润。（2）水泥：根据监理人指示选用水泥，其标号不低于425#，符合规定的质量标准，不存在受潮结块现象，出厂期不超过三个月。（3）灌浆用水应符合规范规定，拌浆水的温度不高于40℃。9.6.4.2豆砾石回填用编组列车将豆砾石运输到洞内，并将其贮入安装于后配套系统的布料器内，这样无论编组列车是否停放于后配套区域，都可以利用平衡布料器内贮放的豆砾石进行回填作业。运输至洞内的豆砾石必须水洗，回填时保持湿润，这样既保证了豆砾石的通透性，又可减少动中的扬尘。用豆砾石输送机将豆砾石从布料器送入风泵，风泵将以0.2～0.3MPa的压力将豆砾石通过预留于管片上的注浆孔吹入管片与围岩之间的空隙。豆砾石回填首先从左右侧拱的预留空开始，目的主要是充填地宫的空隙；之后从顶拱的两边的孔开始，直到侧拱的孔内有豆砾石相继流出，则暂时封堵，顶拱上两孔喷不进豆砾石时，则断定底拱和侧拱回填完毕，最后在滞后次顶拱5环左右，开始喷顶拱的中孔，以达到完全填充的目的。199 9.6.4.3回填灌浆（1）回填灌浆按照监理人的指示，按照环间分序、环内加密的原则进行。计划每隔20环设封闭环，作为一个注浆单元，如果监理人另有指示则按照监理人的指示施工。封闭环的回填灌浆浆液如需加入速凝剂，需经监理人同意，并通过现场试验确定掺量，其掺量必须经过监理人批准。在Ⅳ、Ⅴ类围岩管片安装完成后及时进行灌浆作业。（2）回填灌浆的压力控制在0.2～0.3MPa。（3）豆砾石灌浆在豆砾石回填后按照灌浆单元施作，灌浆顺序为先底拱、再边拱、后顶拱。（4）在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆后，继续灌注5min即可结束。灌浆的记录使用灌浆设备配置的自动灌浆记录仪，可自动跟踪记录灌浆压力、出浆流量、水泥重量以及外加剂的掺量等相关参数，这样可使灌浆工作得到有效的控制。（5）遇有围岩塌陷、涌水等不良地质洞段，则启动相应的施工预案，并报送监理批准后实施。（6）灌浆结束后后，应排除管片灌浆孔内的积水和污物，采用浓浆封堵密实，并将孔口压抹平整。9.6.4.4管片豆砾石灌浆质量检查质量检查在该部位灌浆结束7天后进行。灌浆结束后，承包人将灌浆记录及有关资料提交监理人，以便确定检查孔位置。根据招标文件，采用钻孔注浆法进行回填灌浆质量检查，向孔内注入水灰比为2：1的浆液，在规定压力下，初始10min内注入量不超过10L即为合格。否则按监理人指示或批准的措施进行处理。9.7固结灌浆水泥固结灌浆适用的范围为隧洞堵水或断层破碎带处理而采用固结灌浆，水工建筑物结构的补强等。9.7.1灌浆材料要求（1）灌浆用水泥必须符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的水泥，水泥不应存放过久，出厂期超过3个月的水泥不应使用；（2）灌浆用水应符合规范规定，拌浆水的温度不得高于40℃。199 （3）经监理人批准，承包人可在水泥浆液中掺入砂、水玻璃等掺合料。各种掺合料质量应符合规范规定，其掺入量应通过试验确定，试验成果报送监理人。（4）经监理人批准，承包人可在水泥浆液中掺入速凝剂、减水剂、稳定剂以及监理人指示或批准的其他外加剂。各种外加剂的质量应符合规范规定，其最优掺量应通过室内试验和现场灌浆试验确定，试验成果报送监理人。所有能溶于水的外加剂应以水溶液状态加入。（5）纯水泥浆的配比：水灰比0.6：1～1：1，可加入适量的速凝剂。水泥～水玻璃双液浆的配比：水泥浆与水玻璃浆液体积比1：0.3～1：1，凝胶时间1～3分钟。9.7.2钻孔与灌浆设备9.7.2.1钻孔设备（1）使用风钻进行固结灌浆孔的钻孔工作；（2）根据工程地质条件选用钻机和钻头，钻头采用金刚石钻头或硬质合金钻头；（3）采用TBM附属的空压机或20m3电动空压机；（4）在TBM给水管路上每隔约50m安装阀门，给钻孔提供用水，设置移动式水箱和水泵，以便提高给水压力。9.7.2.2固结灌浆设备（1）采用KBY-50/70注浆泵；（2）配置MS-400浆液搅拌机，其搅拌能力与注浆泵排量相适应，能够实现均匀、连续制浆；（3）配备足够的灌浆管路，选用合格的压力表，并在使用前对压力表进行标定；（4）采用性能可靠的灌浆赛，并易于安装和拆卸；（5）配备足够的灌浆设备、仪器、仪表，保证电力驱动设备的正常工作。9.7.3钻孔（1）钻孔前按照设计及钻机所在位置，计算出各钻孔在工作面上的坐标，用经纬仪放出灌浆孔的准确位置，固定钻机，保证钻杆中心线与设计灌浆孔中心线相吻合，钻机安装应平整稳固，在钻孔过程中也要及时检查校正钻杆方向。灌浆孔的孔底偏差应不大于孔深的1/40，或符合施工图纸规定。（2）钻孔完毕后安装孔口管，孔口管是一端焊接有法兰盘的钢管，长度根据需要确定。孔口管的作用是测量钻孔出水压力及涌水量，199 安装灌浆栓塞。全部灌浆钻孔均需安装孔口管。孔口管的安装方法：安装孔口管前，现在钢管上缠绕麻丝，用钻机强力推入孔中并用膨胀螺栓加固，以免测量水压或灌浆室钢管冲出孔外，影响灌浆和危及人身安全。钻孔施工注意事项：（1）灌浆孔的开孔孔位应征的监理人同意，并记录实际孔位；（2）钻机安装平稳，钻空前按照监理人的指示埋设孔口管，钻孔方向应按照要求确定，钻孔必须保证孔向准确；（3）钻孔顺序应按照监理人指示的灌浆程序分序分段进行；（4）钻孔的孔底偏差不大于1/40孔深。9.7.4钻孔冲洗和压水试验灌浆前应按监理人的指示对所有灌浆孔（段）进行裂隙冲洗和压水试验；9.7.4.1钻孔冲洗（1）根据监理人指示进行冲洗，采取风水联合冲洗或用导管通入大流量的水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗；（2）冲洗水压为80%灌浆压力，压力超过1MPa时采用1MPa；（3）冲洗风压为50%灌浆压力，压力不超过0.5MPa时采用0.5MPa；（4）裂隙冲洗应冲至回水澄清后10min结束，且总的时间要求单孔不少于30min,串通孔不少于2h，对回水达不到澄清要求的孔段，应继续进行冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超过20mm；（5）当临近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24h时，不得进行裂隙冲洗；（6）灌浆孔（段）裂隙冲洗后，该孔（段）应立即连续进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h者，应在灌浆前重新进行裂隙冲洗。9.7.4.2压水试验（1）承包人根据监理人的指示进行压水试验，应在裂隙冲洗后进行，承包人可根据监理人指示，采用“简易压水”、“单点法”或“五点法”进行压水试验。（2）简易压水试验应在裂隙冲洗后或结合裂隙冲洗进行。压力为灌浆压力的80%，该值若大于1MPa，采用1MPa；压水20min，每隔5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。9.7.5灌浆试验灌浆作业开工前56天，编制详细的试验大纲，报送监理人审批；灌浆试验结束后，对试验成果进行分析，并将试验的详细记录和试验分析成果报送监理人。199 承包人将按监理人指示对不同水灰比、不同掺和料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验：（1）浆液配置程序及拌制时间；（2）浆液密度或比重测定；（3）浆液流动性或流变参数；（4）浆液的沉淀稳定性；（5）浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间；（6）浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性；（7）监理人指示的其它实验内容。用于现场灌浆试验的浆液水灰比及掺和料、外加剂、等的品种及其掺量应通过浆液试验选择，并将试验成果报送监理人。9.7.6制浆制浆材料必须称重，称重误差应小于5%。水泥等固相材料应采用重量称量法。浆液搅拌应按下列要求进行：（1）各类浆液必须搅拌均匀，测定浆液密度和黏滞度等参数，并做好记录；（2）纯水泥浆液的搅拌时间，使用普通搅拌机时应不少于3min；使用高度搅拌机时，应不少于30s。浆液在使用前应过筛，从开始制备至用完的时间宜小于4h；（3）拌制细水泥浆液和稳定浆液，应加入减水剂及用高速搅拌机，高速搅拌机转速应大于1200rpm，搅拌时间应通过实验确定，细水泥浆液的搅拌，从制备至用完的时间宜小于2h；（4）单液水泥浆的配制：先在搅拌机内放入定量清水进行搅拌，同时加入速凝剂，待全部溶解后放入水泥，继续搅拌至规定的时间；（5）双液浆的配制：水泥浆的配制同上，水玻璃浆的配制要先在搅拌桶内加一定量的清水，再放入一定量的浓水玻璃，搅拌均匀即可。两种浆液通过灌浆机在混合器处混合后进入地层。（6）严格按顺序加料，有外加剂的浆液中，外加剂未完全溶解，不得加入水泥；搅拌时不得将绳头、纸片等杂物带入搅拌机内，搅拌后的浆液必须经筛网过滤后方可进入灌浆机；掺有缓凝剂的水泥浆必须在30min内用完；（7）经试验定出不同围岩中的灌浆参数。9.7.7灌浆9.7.7.1灌浆准备工作199 （1）开始灌浆前，首先根据预计的灌浆量，检查灌浆材料的数量、种类能否满足连续灌浆要求，如不能保证连续灌浆要求，则等补足数量后才能开始灌浆；（2）对灌浆系统进行压水检查，压水压力一般为设计灌浆压力的1.2倍，以检查灌浆设备的密封性和完好性，同时检查搅拌机运行状况，发现问题立即解决，以避免在灌浆过程中因机械故障而造成灌浆中断；灌浆泵和灌浆孔口处均要安装压力表，进浆管路同样设有压力表；（3）检查止浆塞的磨损程度，若发现止浆塞不能有效密封止浆，应立即更换，以免导致灌浆结束凝固后灌浆芯管无法拔出，影响正常施工。9.7.7.2安装止浆塞（1）一般水压的钻孔中，栓塞采用人力或通过机械帮助能够送入孔中的情况下，尽可能使用普通栓塞；（2）水压较高，普通的止水栓赛难以送入孔中，必须选用小直径高膨胀水压式栓赛。9.7.7.3灌浆（1）全孔一次灌浆法：对于涌水压力较小的灌浆孔，可在灌浆芯管上焊接法兰盘，再安装在孔口管法兰盘上，进行灌浆；（2）分段灌浆法或孔口封闭灌浆法：当用水压力较大或断层破碎带灌浆时，采用分段前进式灌浆法或孔口封闭灌浆法；如是分段前进式灌浆，在该灌浆段完成灌浆后，扫孔钻进至下一段，然后灌浆，如此反复，直到设计深度。前进式灌浆的分段长度和位置，根据钻孔的情况确定。岩石破碎难以钻进或遇大涌水时，立即灌浆加固围岩或堵水，然后扫孔钻机、灌浆，如此反复，直到设计深度完全成孔灌浆为止；（3）胀水压式栓塞：栓塞的耐压强度应大于15MPa，安装时用钻机送入孔中适当位置，在钻机夹紧状态下加压膨胀，通过中心管向地层灌浆；（4）为防止管片抬动，固结灌浆原则上一泵灌一孔，当相互串浆时，采用群孔并联灌浆，但并联孔数不宜多于3个，并应控制灌浆压力；（5）灌浆压力控制：预灌浆压力应超过地下水压2MPa，高压固结灌浆压力为8～10MPa，压力注入率大的孔段应分段升压。开泵前旋转压力调节旋钮将油压调在要求的油压刻度上，随灌浆阻力的增大，泵压随之升高，当达到调定值时，会自动停机，不至于产生超压灌浆的危险。199 灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应的措施处理。灌浆过程中应定时记录浆液密度，必要时应测记浆液温度。（6）灌浆泵流量的控制：灌浆泵流量大小由灌浆泵的排量调节控制按钮和排量记录仪方便地加以控制；（7）凝胶时间的控制：通过操作灌浆泵上的两个按钮调节灌浆泵的两个出浆口的流量，变化水泥浆与水玻璃的注入比例来控制。在灌浆过程中，为保证凝胶时间的准确，需经常测试，每变换一次配比，需要取样实配，测定凝胶时间；同时在泄浆口接浆测定双液浆的实注凝胶时间，避免异常情况发生；（8）灌浆结束标准：灌浆结束时，应先打开泄浆管阀门，再关闭进浆管阀门并用清水将灌浆管冲洗干净后再停机。灌浆结束标准根据灌浆压力和灌浆量来控制。在最大设计压力下，当注入率不大于1L/min时，继续灌注30min，即可结束。9.7.7.4灌浆效果检查（1）以压水试验的方法检查为主，或进行岩体波速或静弹性模量测试；（2）压水试验检查应该在该段灌浆结束后3～7天后进行。合格标准为透水率≤3%，检查孔的数量不应少于灌浆孔总数的5%，孔段合格率应该在85%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的150%，即为合格，否则，按监理人批准的措施进行处理；（3）灌浆检查孔压水或注浆结束后，采用水泥砂浆将钻孔封填密实，并将孔口压抹平整；9.7.7.5灌浆施工注意事项（1）严格按照拟定的钻孔、灌浆施工程序和方法进行灌浆试验，检验钻机、孔口管的适应性及与单液灌浆泵、双液灌浆泵的连接方式，检查灌浆的效果，并及时整理分析各序孔和检查孔的单位吸水率、单位耗灰量等的试验资料，为下一步灌浆积累经验，逐步提高灌浆效果；（2）灌浆钻孔的方向、深度都要严格按设计要求进行，孔口管的埋设要求牢固、密实；（3）根据超前钻孔探测，随时测量涌水量及水压，化验水质，核实地质情况，如与设计不符，及时向设计单位、监理人报告。（4）灌浆发生堵管时，先打开孔口泄浆阀，再关闭孔口进浆阀，然后停机，查找原因，迅速进行处理；199 （5）施工过程中要做好施工日志及各种检查测量记录。9.8排水孔施工排水孔在回填灌浆结束7d后方可钻孔，排水孔深入岩石5m、孔径50mm。纵向间距5m，环向只在顶部三个注浆孔进行钻孔。排水孔与回填灌浆孔应错开布置。采用坑道回转钻机钻孔，钻头采用金刚钻头或硬质合金钻头，钻头直径取56mm。(1)钻孔钻孔主要包括灌浆孔、检查孔、观测孔和排水孔的钻孔，以及钻孔和灌浆所需进行的钻取岩芯和试验、钻孔冲洗、压水试验、灌浆前孔口加塞保护等全部钻孔作业。所有钻孔编号、孔位、深度、孔径、钻孔顺序和分段按施工图纸要求和工程师指示执行。钻机安装平整稳固，钻孔前按工程师指示埋设孔口管，钻孔时保证孔向准确。在钻孔过程中，进行孔斜测量，并控制孔斜。各类钻孔的孔底偏差不大于1/40孔深或符合施工图纸要求。在钻进过程中，对钻孔冲洗水、钻孔压力、芯样长度及其它能充分反映岩石或混凝土特性的因素进行监测和记录，并提交工程师。在排水孔周边30m范围内的灌浆孔尚未灌浆之前不得钻进排水孔。(2)钻孔冲洗在钻孔结束后，对所有排水孔进行裂隙冲洗和压水试验，在岩溶、断层、大裂隙等地质条件复杂的区域，排水孔的裂隙冲洗要按工程师指示或通过现场试验确定的方法进行。采用风水联合冲洗或用导管通入大流量水流，从孔底向孔外的方法进行冲洗；裂隙冲洗方法根据不同地质条件，通过现场灌浆试验确定。冲水压力采用80%的灌浆压力，压力超过1MPa时，采用1MPa；冲洗风压采用50%灌浆压力，压力超过0.5MPa时，采用0.5MPa。裂隙冲洗冲至回水澄清后10min结束，且总的时间要求，单孔不少于30min，串通孔不少于2h。对回水达不到澄清要求的孔段，继续进行冲洗，孔内残存的沉积物厚度不得超过20cm。当临近有正在灌浆的孔或邻近灌浆孔结束不足24h时，不得进行裂隙冲洗。199 9.9运输系统运行及出渣、调度方案为保证TBM快速、连续掘进，并结合隧洞断面，TBM后配套采用门架式结构，掘进过程中后配套区域停放一列编组列车装渣，尾部道岔后停放一列编组列车等候。每列编组列车进洞时运输两个掘进循环所需材料，出洞时运输两个掘进循环的石渣，装渣时列车停止不动，依靠后配套的卸渣机在移动过程中装满各节渣车。最远运距为21.2km，重车出洞平均时速10km/h，轻车进洞平均时速12km/h，洞外翻渣、装车及调度时间按30min考虑，TBM掘进循环时间按20min考虑，则每列车的运行循环时间为264min（21.2/10×60+21.2/12×60+30），此间TBM将掘进13.2个循环，此间需要7列车投入出渣运输，因而共需8列车同时投入运行。另外考虑施工高峰和车辆的故障率时间，再安排1列车备用；洞外调度使用2台25t内燃机车。9.9.1列车编组机车为35t变频电动机车，渣车容量为15m3，10节渣车运送2个掘进循环的出渣。4节管片车运送两个掘进循环的安装管片。豆砾石车额定容量为8m3，其运送能力满足2个管片环的背后充填需要。平板车用来运送袋装水泥、钢轨等施工材料。出渣运输列车编组为:人车(1)＋机车(1)＋渣车(10)＋管片运输车(6)＋豆砾石车(1)＋平板车(2)，列车编组长度为123m。列车编组参见图9-16，列车在隧洞内运行时的断面参见图9-17。9.9.2机车牵引能力计算隧洞的坡度为0.00054529，TBM掘进为上坡掘进即出渣方向为下坡。列车最大运输重量W＝W渣+W自重+W人＝（150×1.7）+（4+10×10+4×4+5+4×2）+1.5＝389.5t选用35t机车，牵引力的计算式：式中：Qc—机车牵引重量值(t)；ψs—起动时粘着系数，取ψs=0.2；Pc,P—分别为粘着重和机车自重，一般取Pc=P；199 图9-17列车编组示意图图9-18列车运行时隧洞断面布置示意图199 ω1—重车起动时的基本阻力(kg/t)，取ω1=7.5kg/t；ωi—坡度阻力(kg/t)，取最大纵坡千分数的绝对值，最大上坡位置在道岔处上坡，道岔坡度为4‰。R—曲线半径(m)取1500m；jp—起动加速度(m/s2),一般取jp=0.03m/s2。Qc＝(1000×0.2×35)/(7.5＋4＋3.3＋35/38.73)－35＝410.86t根据牵引重量与列车编组重量计算，35t变频电动机车，能满足隧道坡度段安全运行的要求。9.9.3机车制动距离计算公式：B=式中：T：列车总重；取389.5+35=424.5tV：列车运行速度（km/h）；取10km/hK：滚动摩擦系数，取0.15；Ta：作用在制动轮上重量（t）；经计算采用390tRa：滚动摩擦阻力，取10kPa/t；gt：坡度%（上坡+，下坡-），取-0.45。则机车在重载下坡时速10公里时制动距离为20.75m。由于机车和渣车都有制动机构，可以保证制动性能的可靠性。9.9.4列车运行调度为满足TBM快速掘进的要求，即根据掘进、管片安装、出渣、豆砾石等材料运输的需要，对列车进行合理的调度。9.9.4.1道岔布置为行车调度方便，TBM后配套尾部安装一副Y型道岔，随着后配套的前进一同前移。随着TBM掘进，隧洞中里程18＋000、13＋000、8＋000附近分别设一副Y～Y型道岔。9.9.4.2在后配套位置的调度掘进过程中，一列编组列车（列车1）停放于后配套区域的中间轨道上，另一列编组列车（列车2）停放于后配套道岔之后的左线，待列车1装满渣运行通过后配套道岔后，列车2前行通过道岔到达后配套区域，准备卸管片等材料并做好装渣准备。199 9.9.4.3洞外调度重载列车驶出洞后，将材料车与渣车脱开，机车牵引渣车驶入翻渣机进行翻渣，每次翻渣两节渣车，用时4分钟，20分钟全部翻完，之后更换电瓶；脱开的材料车由调度机车牵引进入管片及其他材料存放场地装车，在25分钟内将管片车和豆砾石车等装完病停放在洞口编组位置。此时空渣车、管片车、豆砾石车重新编组等待再次发车，洞外装卸车调度编组时间为30min。9.9.4.4洞内调度由于洞内铺设四轨三线，通常情况下进洞空车占用右线行驶，出洞重车占用左线行驶；当掘进距离较大，洞内铺设道岔后，如果车辆、轨道等出现故障影响正常行车，则通过有线电话进行联络，由调度人员灵活决策列车的运行路线，确保石渣与材料运输的顺利。投入运行的列车编组数量随着总掘进进度的增加而增加，。当洞内运输距离不大于6km时，4列车投入运行；当洞内运输距离超过6km而不大于11km时，5列车投入运行；当洞内运输距离超过11km而不大于16km时，7列车投入运行；当洞内运输距离超过16km时，8列车投入运行。当然，上述投入运行的编组列车数量并非固定不变，需要根据实际运行灵活调度，逐列增加投入运行的编组列车。9.9.5列车洞内运行限制性因素分析与对策列车洞内运行限制性因素分析与对策表表9-1限制性因素或危险源对策长距离运输（1）进出洞线路基本分离，左线重车出洞，右线轻车进洞。（2）会车时按照轻车避让重车的原则，保证重载列车运行畅通。（3）机车司机必须经过专业培训取得上岗证。（4）对车辆实施强制保养，按需维修，确保车况良好。（5）限速行车。洞内道岔每个道岔安排一人值守，且设置可以和洞外调度及TBM控制室联系的电话。道岔两端分别安装一套红绿灯光信号，由值守人员根据行车调度的统一安排进行控制，洞内车辆严格遵守信号指令，确保行车安全。有效断面小合理配置断面，保证安全的前提下尽量加大间距。加强管线布置质量控制，减少因铺设不平顺导致安全距离变小。高压电进洞采用优质交联聚乙烯凯装电缆及高压快速接头，确保电力输送安全。突然停风造成通风管下垂加强通风管理与运输管理，避免意外停风，机车司机在行车过程中加强观察，严禁开快车。物料散落严格控制石渣装车高度，严禁超限。管片、钢轨、钢枕、等材料装车必须稳固、牢靠，有相应的安全防范措施。轨道变形或扣件丢失加强巡道，加强轨道保养与检修，对松动、缺少的扣件及时紧固或补充，钢枕铺设。199 9.9.6蓄电池及充电设备35t变频电动机车配置D-600牵引用铅酸蓄电池，额定电压540V，额定容量600Ah。机车牵引电动机额定电流400A，根据实际运行测试,正常牵引时(平道或不连续上坡)机车电流约为额定电流1/4～1/3，机车能连续牵引5小时，最远运距21.2km,往返按42.5km计算，机车每充电一次能运行1～1.5个往返。充电设备型号KCA02-A/V㎡（A=100A,V=700V），其中A为充电电流范围，V为充电电压调节范围。新蓄电池充电时间约12小时，旧蓄电池充电时间约14小时。根据车辆调度运转及蓄电池充电时间，每台牵引机车配备2套电瓶，同时总体考虑1/3备用，则9台变频电动机车共配置电瓶24套。9.9.7运输中事故应急处理方案本标段TBM施工过程中，运距较长，因而运输安全尤为重要。运输过程中，很可能会出现一些意料之中以及意料之外的事故，对此，必须制定切实可行的处理方案。（1）车辆故障。加强车辆的维修保养，确保车况良好，严禁列车带故障运行；加强电瓶的检查保养，减少和避免因电瓶老化充电不足导致列车在中途停车；严格按照操作规程驾驶车辆，减少和避免掉道。一旦列车在运行途中出现故障，应及时通知洞外调度及TBM主控室，由调度作出统筹安排，在最短的时间内恢复列车运行，可现场维修或出洞后再行维修。（2）轨道故障。加强轨道巡检，经常维护轨道，确保轨道顺直、通畅；加强道岔的检查、保养与维修。发现轨道或道岔出现故障，应及时通知洞外调度TBM主控室，防止在不知情的情况下发车，造成道路堵塞。（3）调度失误。要求调度人员具有较高的调度水平与端正的工作态度，认真负责，一丝不苟。严格按照列车运行调度方案执行，同时具有灵活调度的能力。（4）风水管等故障影响列车运行。9.10掘进机的维护保养和检修9.10.1掘进过程中TBM的维护保养从项目经理、专业工程师到掘进机司机、TBM各类设备操作人员、整备工班的全体人员，每个人都按照一定的责任范围参加到保养工作中来。我们基于对日本TOC(全面质量管理)和TPM(全员参加的设备维修)学习和多年硬岩掘进机的使用经验总结出了一套卓有成效的方法，依照定期检查、强制保养与按需保养相结合、按需维修的原则，根据TBM技术文件、各系统部位的特点制定TBM维修保养规程，并组织实施。199 对整套设备实施状态检测，随时掌握设备状况，使之始终处于受控状态。落实培训上岗、分级保养、责任到人，并实行签字制度、交接班制度。保养分为每班保养、每日保养、每周保养、每季度保养、半年保养和每年保养几级，明确每级保养的具体内容。掘进施工期间，TBM的维修保养主要在每天的整备工班工作时间完成，掘进工班作业期间如有需要，亦应立即实施。9.10.1.1状态监测为了准确掌握TBM的运行情况，需对其相关参数进行不间断的监测，摸索重要部件的磨损规律，由此判断异常情况的发生时段或预测即将出现的故障，以作出正确决策，防患于未然。根据设备的重要程度和系统故障对工程的影响程度，确定监测系统以主机为主，重点是主机部分的大轴承、大齿圈、轴承密封、液压系统和变速机构。其余液压泵站和辅助设备则根据需要有选择的进行分项目监测。监测主要采取下列手段：（1）传感器监测。通过各种传感器，可以实时采集各部位的运转参数，如压力、温度、流量、油位、压差、电涡流、位移、转速等，这些参数对故障的诊断有直接和间接的参考作用。（2）油样监测。通过油样的光谱分析、铁谱分析和污染度分析，了解液压油、润滑油中磨损产物的种类，磨损颗粒的形貌、尺寸、含量，并由此判断出磨损的部位及程度；通过油液理化指标的化验，可以得知油液的劣化情况，由油质的变化推断出故障的某些诱因；根据监测结果及时更换变质的油液并延长正常油液的使用时间。（3）内窥镜监测。必要时借助工业内窥镜可以免除拆卸，直接观测到部件内部零件的损伤情况。9.10.1.2主机与后配套的维护保养主机与后配套的维修保养包括检查(安全检查、功能检查、外观检查、仪表参数检查、油位检查等)、清洁、润滑、更换、紧固、调整等。9.10.1.2.1检查整备工班的检查工作应在每班保养之前开始，并贯穿于保养过程始终。（1）外观检查。保养前，各专业工程师应在所辖范围内进行外观检查，例如相对运动表面有无损伤、主机各部件或结构将是否有砸伤或裂纹、各部位199 螺栓是否松动或脱落、传感器是否松动或断线、液压回路是否漏油、阀块安装是否牢固、油管接头是否损伤等等。（2）功能检查。某些附属设备动作是否正常仅靠外观是无法准确判断的，因此应尽可能在外观检查的同时对执行机构进行功能检查。例如各类吊机动作是否正常；管片拼装器能否准确执行动作等。（3）油位和滤芯堵塞情况检查。每班检查液压系统与润滑系统的油箱、回转马达、变速箱等带有油位指示的部位，观察带有滤芯堵塞指示的所有油滤清器，根据需要及时采取加油等相应措施。9.10.1.2.2清洁（1）掘进工班各工位的操作员负责对分管设备的操作手柄、仪表、视窗等外观表面和环境进行清洁。（2）为防止油封损伤和精密表面损伤，要保持TBM的油缸活塞缸表面、精密导轨面、仪表表面、显示窗表面、需要拆卸部位的表面和油嘴的清洁；不得存在锈斑、水泥、油污、泥浆等，清理后涂抹少量润滑脂；必要时采取防水、防砸、防锈、防尘等措施，尤其要注意主机上各液压分配阀、操纵阀和信号电缆的保护。（3）及时冲洗各死角及滑轨面的碎石、淤泥，防止各结构件由于落石淤塞造成挤压变形。（4）每班要冲洗除尘器内滤网。9.10.1.2.3紧固和调整以往的掘进经验表明，掘进机工作期间各部位的振动很大，因此，必须安排责任心较强的专业工程师进行螺栓松动检查，检查的重点部位在主机前部。震动剧烈的部位每班都要检查，一旦发现松动应及时按照规定的螺栓扭矩上紧，不能敷衍了事或凭感觉紧固。掘进机上存在着一些重要设备部件，需在运行过程中进行观测和调整。例如，当运行过程中发现皮带跑偏、离合器摩擦片磨损过量等情况时就需要立即调整。9.10.1.3液压、润滑系统的维护保养（1）定期检查液压油的状态，包括油位、油温、油的颜色、各部位滤芯的状态。油位不足时要及时用专用的加油机进行补油；油温持续保持较高温度时要检查系统散热器的情况；如果油的颜色有变化需进行油质的检查，确定油的品质是否能够继续使用，根据油品的理化指标来确定是否换油。对持续出现堵塞报警的滤芯经核实后立即更换。199 （2）系统的管路、阀件定期检查，发现有泄露、堵塞、功能失效的情况时要及时更换损坏部件。（3）定期检查执行机构如油缸、马达等的功能状况，对有问题的执行机构要及时的进行更换、维修，不能让有问题的机构带病工作。（4）检查集中润滑系统的润滑效果，对集中润滑无法达到的部位，按照保养规程采用气动油脂泵通过黄油嘴加注润滑脂。9.10.1.4刀具的维修保养与更换刀具在掘进过程中，由于冲击与振动、摩擦与温度的作用，其技术性能向着不良状态变化，刀圈逐渐磨损，还可能断裂；密封损坏而漏油，螺栓松动等都使刀具失去工作能力。为了使掘进继续进行，要对刀具进行定期和不定期的检查，进行应急和预期刀盘维修与刀具更换。不定期检查和应急维修与更换刀具比例越大，对掘进影响越大。定期检查和预期更换与维修比例是TBM掘进施工的技术与管理水平衡量指标之一。刀具的检查与维修，是TBM施工中的重要环节，要从维修刀具的可靠性来提高掘进速度；从降低刀具及配件消耗来降低掘进成本，促进TBM施工的技术与管理水平的提高。是刀具使用过程中技术性很强的一项工作。9.10.1.4.1刀具检查周期（1）每日的整备检查：每日在整备班对刀盘进行全面检查和刀具更换与刀盘维修，保证当日两个掘进工班能连续掘进。（2）班检查：是两个掘进班交接时停机进行的刀盘检查及必要的处理，保证下一掘进班能连续掘进。（3）扭矩检查：对新装的刀具，在掘进一个行程后停机进行的刀具安装螺栓扭矩复查。（4）故障检查：掘进中发现刀具漏油异味，刀盘发出异常响声，渣中发现金属物及严重塌方等特殊情况，应急停机进行检查。（5）临时检查：对一些有疑问的问题，临时安排掘进中的停机检查。检查周期可根据地质条件和刀盘的状态适当调整，但一定要保证刀盘运转可靠。9.10.1.4.2刀具检查项目（1）刀圈磨损量的检查：用样板检查刀圈的磨损量。除有特殊要求外，一般只对接近极限磨损量的刀具用样板检查并记录。其它则用目测判定是否接近极限磨损量。199 （2）刀具的外观检查：目测检查刀具的外观是否正常，是否有漏油，刀圈的刀刃磨损是否均匀（有无偏磨），刀圈是否有断裂和大块崩刃，挡圈是否丢失，刀圈是否移位等。（3）检查刀具联接的可靠性：用敲击的方法检查刀具固定螺栓及垫片、楔形垫块固定螺栓是否松动。9.10.1.4.3刀具更换刀具更换必须根据技术文件的要求实施，分为正常磨损更换和非正常损坏更换两种情况。（1）正常磨损更换标准，根据TBM刀具的最大允许磨损量确定，经检查达到磨损极限的刀具必须及时更换。（2）非正常损坏换刀包括以下几种情况：刀具漏油、刀圈偏磨、刀圈断裂、刀圈有大块崩缺、刀圈挡圈丢失后刀圈移位较大、刀具螺栓损坏后不能在刀盘上修复。正确更换刀具可以减少刀具的非正常损坏，减少刀具消耗，减少因刀具异常损坏造成的停机，提高机器利用率。9.10.1.4.4刀具维修对从刀盘上更换下来的刀具必须去全部送刀具修理车间及时进行检查和维修保养。需根据技术文件并结合以往施工经验制定刀具检查与维修规程。刀具检查维修过程的重点环节为：确定维修项目、刀具解体时检查、轴承的检查及更换、滑动密封的检查与更换。检查与维修步骤如下：（1）维修前的刀具检查从刀盘更换下来后送的刀具，要及时清理外表，为维修前的检查做好准备。为了制定刀具维修项目，维修前对刀具进行下列检查：外表检查，检查刀具是否有漏油、刀圈偏磨、端盖螺栓丢失与松动、挡圈丢失与断裂，螺孔的损坏与断栓等损坏情况；检查刀圈磨损量，并应力求准确；检查刀具扭矩大小和转动是否均匀。（2）制定刀具维修项目199 根据刀具使用记录，找出该刀运转参数，从刀盘日常检查记录中找出该刀在刀盘工作中发生过的漏油、螺栓松动等异常表现，再结合刀具维修前检查参数，将所要维修的刀具按更换刀圈和不更换刀圈及进行解体维修和不解体进行分类。按刀具检查与维修规程中有关程序要求进行分类维修。（3）更换刀圈磨损量达到或超过技术文件中规定的最大磨损极限或虽未达到磨损极限但存在非正常损坏的，应更换新刀圈。（4）刀具的拆解检修刀具的拆解检修是刀具维修的主要形式，拆卸解体后，对影响刀具的不可靠因素进行全面检查与维修。拆解检修条件及措施如下：轴承运转时间大于技术文件规定的，应拆卸检查，更换轴承；前次拆卸检查后运转时间大于技术文件要求的，应再进行拆卸检查和维修；扭矩较大或转动不均匀者，应拆卸检查原因，进行维修；刀具漏油者，应拆卸检查原因，进行维修；端盖螺栓松动或断裂、螺孔损坏或有断栓不能取出者，应拆卸检查进行维修。（5）刀具轴承的检查维修为保证轴承可靠运转，减少刀具故障，应尽早发现轴承的早期损坏，在损坏前予以更换，减少刀具故障及对掘进的影响。刀具轴承的检查维修分为以下几种情况：检查发现润滑油中有铁末和沙粒等杂物时，要仔细检查轴承，一般都要更换轴承；滚动体、外圈滚道、内圈滚道上有剥落时，应更换轴承；轴承滚柱的大端崩块，应更换轴承；轴承内外圈断裂或有裂痕时，应更换轴承；轴承外圈滚道产生波状变形的，应更换轴承。（6）端面密封的检查维修及更换润滑油拆开刀具后，首先检查刀具的油量和油中是否有铁末等杂物，把刀具内的油量分为油满、有油，油尽（油干）几种状态。油满而油中无铁末者，说明端面密封处于良好状态，可继续使用，但要更换橡胶圈。对油中有铁末和润滑油流失的密封状态，其密封的金属环不能直接使用，修理后可再使用，橡胶圈则应报废。对刀具拆卸后刀体腔内有石渣、泥浆且密封金属环已断裂或碎为几段、橡胶圈撕裂的情况，端面密封报废，并应仔细分析其损坏原因。根据施工中得出的经验，确定刀具换油周期定，这样可使换油和密封环及轴承的检查同时进行；对异常损坏的刀具，如漏油、偏磨等情况每次拆卸修理时都要更换新油。199 （7）刀体、刀轴、端盖等，根据损坏情况，有一部分也可以修复后继续使用，但必须保证维修质量，否则按报废处理。（8）刀具不解体检查维修具备以下条件的刀具可不进行拆卸检查维修：正、边刀扭矩在技术文件规定的正常范围内且转动均匀；轴承运转时间小于技术文件规定的最大使用期限；上次拆卸检查后刀具运转时间小于技术规程的规定；刀具挡圈、端盖螺栓、螺孔等均完好。9.10.1.4.5刀具维修中的注意事项（1）刀具解体过程中，应认真分析找出刀具故障的原因。（2）拆卸、清洗、检查与安装过程中各套刀具及轴承与密封应分套存放。（3）维修前的检测结果，安装中的检测数据及零件更换都应做好记录。（4）严格遵守刀具检查维修规程。（5）根据施工进程，经常检查刀具及配件的库存量是否满足要求。9.10.1.5皮带机的维护保养（1）在皮带运行的关键部位加装摄像头，由控制室监控皮带的运行状态。（2）主机皮带机的保护。主机皮带前端处于刀盘后部，溜渣槽下方；石渣落差较大，对皮带及从动滚的冲击很大，是整个皮带系统中工况最差的地方；根据以往的进经验，对其要进行特别维护，具体措施如下：其一，两侧加装橡胶挡板和金属骨架，防止石渣从两侧进入两层皮带与从动滚之间；其二，在整备时通过空转皮带调节好皮带的松紧度，防止皮带过松、过紧；其三，掘进过程中密切注意皮带的载荷波动情况，当发现波动幅度过大或驱动压力居高不下时应立刻停机检查。（3）皮带滚的检查与更换。整备时严格检查每个皮带托滚，发现皮带托滚被卡或轴承失效时，应立即处理更换，防止皮带与托滚之间的相对滑动而划伤皮带表面。在检查皮带托滚的同时，将皮带底部的积渣清理干净。对皮带的主动滚、从动滚逐一进行保养检查，皮带滚的变速箱、轴承等重要部件的润滑情况、磨损情况重点检查。及时的更换有问题的轴承和污染的润滑油。（4）皮带表面的修复。掘进机皮带的损伤主要分为表面砸伤与划伤；表面的处理主要是在整备时完成。皮带表面的砸痕采用挖空粘补法，即剥掉砸伤部分，对该位置进行可靠清理后用同种材质的橡胶粘补；对于皮带表面的划伤应采取胶补法与缝合法相结合的方法，即在小的滑痕处用氯丁胶填平，对较大的划痕处则用尼龙线缝合后再进行填胶。破损部位修复后，在运行和再检查时要对该位置重点检查，避免出现扩展影响皮带的运行。199 9.10.2TBM在检修洞室的检修检修洞室设在通风竖井位置，至此TBM掘进长度已经超过13km，需要对刀盘、刀具、主轴承、刀盘驱动电机、皮带机、管片拼装器等设备进行一次全面的检查、保养、维修工作。检修洞室断面尺寸8×8×10m。9.10.2.1主轴承主轴承是TBM的关键部件，其质量和工作状态对TBM整机工作能力的影响极其重要。在检修洞室强制更换主轴承唇型密封，并对其他项目作全面检查，如有必要，与TBM生产厂商共同实施维修。更换主轴承唇型密封，必须拆除刀盘，刀盘拆除固定方式如图9-19所示。（1）将刀盘推进至掌子面，以槽钢把刀盘固定在预埋的基座上。（2）松开连接螺栓，将刀盘与驱动组件分离。（3）以主推进油缸拖动前盾后退约1～1.5m，为更换主轴承密封创造空间。（4）更换主轴承唇型密封。（5）对轴承作其他项目的检测或保养维修。（6）推进前盾靠近刀盘，连接刀盘和驱动组件，将连接螺栓紧固至规定的扭矩。图9-19刀盘在检修洞室固定（7）拖动刀盘、前盾后移，为刀盘刀具维修溜出空间。9.10.2.2刀盘刀具检修（1）经过长距离的掘进施工，刀盘表面及刮渣斗等部位的耐磨层将产生较大磨损，同时由于掘进过程中产生剧烈的振动，容易造成刀盘刚性连接体裂纹，连接螺栓松动、断裂等损坏，因此刀盘在维修时要重点补焊耐磨层、检查连接螺栓和结构裂纹。199 （2）检查刀盘喷水的喷嘴功能，更换损坏的喷嘴。（3）检查维修刮渣板，修复损坏的刮板座，更换磨损的刮板。（4）检查维修刀座等部位，修复可能产生的变形，确保后期掘进过程中刀具的安装精度。（5）充分利用TBM在检修洞室的空间与时间，从刀盘正面对所有刀具进行全面检查与更换，达到初装刀的标准。9.10.2.3主驱动电机对刀盘驱动电机进行全面检查与保养。9.10.2.4液压、电气系统清理保养对液压、电气系统进行彻底清理，清除堆积在各个死角位置的灰尘，特别是各个设备的散热装置要认真清理。校核各个传感器的功能，对临时修理替代的设备进行彻底修理。9.10.2.5重要部位变速箱齿轮油的检查更换对主轴承、刀盘驱动变速箱、皮带机驱动变速箱等位的润滑油作认真的检查，尽量全部更换。9.10.2.6给排水水箱清理保养对给水及排水水箱进行一次全面彻底的清理，清除水箱内残存的泥沙等沉淀物。9.10.2.7皮带机检修全面检修皮带输送机的驱动、托滚、胶带以及防跑偏机构，调整胶带至最佳状态，如有必要，更换全部胶带。9.10.2.8辅助设备的检修保养对管片拼装、豆砾石回填、灌浆等设备进行检修。9.11TBM通过检修洞室9.11.1拼装管片滑行通过199 TBM在检修洞室完成检修工作后，采取拼装管片的方法通过。管片拼装方法与始发时负环管片的拼装方法相同，管片拼装后，首先用型钢支撑加固，再现浇混凝土加固，加固措施参见图9-20。图9-20检修洞室管片加固措施示意图9.11.2TBM在检修洞室的始发拼装管片通过检修洞室，刀盘再次接触掌子面之后，开始在检修洞室的始发，其始发过程与第一次始发完全相同。9.11.3通风竖井位置管片拆卸与加固TBM通过检修洞室后继续掘进，待后配套完全通过检修洞室后，利用移装风机的时间，拆除施工通风竖井与正洞衔接位置的部分管片。为方便TBM通过检修洞室后拆除通风竖井与正洞衔接部位部分管片的需要，衔接部位的三环管片采用通缝拼装。管片拆卸顺序如下：首先拆除D型管片，之后分别拆除B、C型管片，三环管片的B、C、D型管片都拆除后，迅速用箱型钢梁对该部位的管片支撑加固，支撑方式参见图9-21。9.12TBM接收根据工程地质条件，确定本标段TBM接收段掘进长度为最终贯通前的30m。加强接收段掘进操作控制的目的，一是复核掘进方向，利用接收段加强方向控制，确保贯通精度；二是加强管片拼装控制，确保管片拼装精度。199 图9-21部分管片拆除后的支撑加固9.12.1TBM接收准备工作9.12.1.1拆卸洞室接收基座施工拆卸洞室必须在TBM贯通前完工并达到规定的强度，拆卸洞室施工的同时，施作TBM接收基座，接收基座断面如图9-22所示。图9-22TBM接收基座199 （1）接收基座的轨面标高应适应TBM姿态，确保贯通后TBM轴线与隧道轴线一致，避免刀盘出现大的低头或抬头而损坏管片。（2）为保证刀盘贯通后拼装管片有足够的反力，接收过程中在预埋钢轨上焊接挡块，根据管片宽度，挡块间距约为1.5m。9.12.1.2TBM姿态调整TBM贯通前100m、50m、30m，要对洞内所有的测量控制点进行复测，确认TBM姿态，如掘进里程、轴线坡度等，根据测量数据对TBM姿态及时调整，从而保证贯通位置准确。9.12.2接收段掘进与管片拼装接收段掘进与管片拼装需要注意以下几个方面：（1）加强掘进方向控制。（2）接收段，特别是贯通前5～10m，降低推进力、推进速度，尽量减小对围岩的扰动。（3）为防止因刀盘反力不足引起管片环缝接触松弛、张开并造成漏水，贯通前最后10环管片，每环管片拼装完成后，需要将前后管片沿纵向连接为整体，以增强管片的稳定性。连接点基本控制在时钟12点、3点、6点、9点四个位置，在相应位置的管片注浆孔加装钢板，将连接杆焊接在钢板上，连接杆之间用螺纹紧线器连接，以便调整连接杆拉力。管片连接方式如图9-23所示。图9-23接收段管片纵向连接9.12.3贯通后管片拼装199 TBM贯通后，由于刀盘失去了掌子面的反力，可能造成管片拼装接缝不严，因此采取在刀盘前方焊接挡块增加阻力的方法。具体操作步骤如下：（1）刀盘向前推进一个掘进循环的距离。（2）在接收基座预埋钢轨上焊接挡块。（3）开始拼装管片，则辅助推进油缸顶紧管片时刀盘也抵住挡块，从而为管片拼装提供反力。（4）管片拼装完毕，用连接杆与螺纹紧线器将本环管片与前面的环管片纵向连接并紧固。（5）割除焊接于钢轨上的挡块，并打磨平整，以利于主机在钢轨上滑行。（6）开始下一个循环的滑行。9.13TBM拆卸TBM到达拆卸洞室后，将主机和后配套分离，边拆边采用无轨方式将部件从出口支洞运输出洞。先拆卸主机部分，再逐步将后配套推进至拆卸洞室，逐节推进逐节拆卸。9.13.1拆卸准备TBM设备复杂，拆卸前的准备工作必须充分，具体包括以下方面：（1）拆卸洞室施工。拆卸洞室设计为铆钉形，洞内安装2×50t桥吊，断面尺寸10×10×30m（宽×高×长），参见图9-24。图9-24TBM拆卸洞室断面（2）拆卸用设备、机具准备。完成TBM拆卸用2×50t199 桥吊的安装调试，确保其性能满足拆卸需要；同时，准备好拆卸需要的专用与通用工具、设备、消防设施。并提前对使用操作人员进行培训，使之能熟练掌握运用这些工具、设备、设施。拆前对桥吊的功能状况以及拆卸洞内的其他设备、设施进行检查，确认其性能满足拆卸的要求。（3）拆卸洞室供电、照明准备。拆卸用电从隧洞进口引入，洞内设配电箱；合理设置照明，满足拆卸要求。（4）TBM拆卸前的标识。拆卸之前，根据各系统特点，制定电气、液压、结构件等的标识方案并实施，同时认真记录存档。TBM贯通前再次检查标识是否完整、准确，如有缺损或错误，及时补充或修改。（5）拆卸前设备功能的检测。拆卸之前需要对TBM的重要部件、设备的功能进行检测。包括驱动装置、推进和支撑装置、电气和液压系统、主轴承和刀盘的各项重要性能参数要认真进行记录。（6）准备运输方案。根据边拆卸边运输的原则，按照拆卸顺序配置相应的运输车辆，并做好运输的各项准备工作。9.13.2主机的拆卸9.13.2.1拆卸顺序（1）确定TBM各个部件处于拆卸位置，断开主机和后配套连接桥之间的连接并对连接桥加以可靠的支撑。（2）确保各个用电器电源已断开，检查释放液压系统、压缩空气系统的残存压力。（3）首先进行液压、电气系统和辅助设备（如超前钻机）的拆卸。（4）在进行液压、电气系统拆卸的同时进行各关键部件如刀盘、盾体、推进系统、主轴承附属件的拆卸和大件吊装位置吊具的安装。（5）对拆卸工作比较复杂繁琐的部件，如刀盘，要考虑将它的固定连接件和其它系统的拆卸同时进行以减少拆卸的时间。（6）关键部件的附属件拆卸完成后，开始依次进行刀盘、盾体、主轴承、支撑调向系统、推进系统的拆卸。（7）在主机拆卸的同时，根据施工现场的条件合理安排其他位置系统的拆卸。（8）根据预先制定的运输方案，及时将拆卸完成的部件运输到洞外指定位置。9.13.2.2拆卸流程199 切断电源、断开主机和后配套连接拆卸液压、电气系统拆卸尾盾拆卸管片拼装器拆卸主机皮带机拆卸超前钻机拆卸辅助推进系统分离前盾和支撑盾拆卸推进油缸、扭矩支撑油缸等拆卸支撑油缸拆卸扭矩支撑梁分解拆卸刀盘拆卸驱动组件主机拆卸过程中，便拆卸便运输，尽量减少已经拆卸的部件在拆卸洞室内的停留时间，为后序拆卸工作创造空间，流程参见图9-25。图9-25主机拆卸流程图9.13.3后配套拆卸9.13.3.1拆卸顺序（1）在主机和后配套步进到位以后，利用主机拆卸的时间开始进行通风软管、给水水管、高压供电电缆等拆卸。并通过主洞内的钢轨运输线路将拆卸的风筒、水管、电缆运到洞外。同时拆卸后配套各部位的电缆、液压油管、风水管路等，并将拆卸下的零部件集中通过有轨方式从隧洞出口运输出洞。（2）从前向后依次解体连接桥与后配套，同时以无轨方式从隧洞进口支洞运输出洞。解体时，首先拆卸安装于后配套的各种设备，之后解体结构件。（3）将拆卸的部件及时安全地运输到指定位置。9.13.3.2拆卸流程后配套拆卸同样采取边拆卸便运输的方式，流程见图9-26。9.13.4注意事项(1)所有起吊设备、工具的使用、操作必须依照起重设备的操作规范。(2)拆卸专用工具的使用必须符合TBM有关技术文件的要求。199 (3)施工人员必须经过岗前培训和安全教育，并设专职安全员。(4)电器设备的使用必须有可靠的防触电、漏电等的措施。(5)现场必须有足够的消防设备。拆卸通风软管、给水水管、高压供电电缆拆卸后配套电缆、油管、风水管路清理拆卸洞室内主机的拆卸部件延伸后配套行走轨道至拆卸洞室继续逐节拖动后配套至拆卸位置逐节拆卸后配套上安装的设备与部件逐节拆卸后配套钢结构(6)拖出时一定要准备安全保障设备跟随拖运。图9-26后配套拆卸流程图9.13.5拆卸后运输方案由于拆卸洞室的空间有限，TBM拆卸的制约因素中重要的就是能否及时的将拆卸的部件运出，从而保证拆卸洞室有足够的空间来保证拆卸的顺利进行。总体的运输方案是采用汽车运输，具体的细节如下：（1）针对支洞的坡度大小和车辆的性能参数，合理的安排每一个重要部件的运输方法。根据TBM各个部件的尺寸重量，合理的安排运输车辆，大件运输必须遵循有关运输的各种要求。（2）对超限(超高、超宽、超长)的部件，运用特种车辆来进行运输。（3）增加小型的运输车辆，将小型的附属部件及时运出拆卸洞。（4）各个部件运输中固定必须安全可靠，采用专用的工具和材料进行固定。（5）所有运输车辆必须有足够的安全系数，确保设备的安全。（6）在运输拆卸的TBM部件时，支洞内采取严格的交通管制，禁止和拆卸施工无关的车辆通行。9.14施工技术措施9.14.1掘进施工控制措施9.14.1.1方向控制199 TBM掘进中的方向控制，主要使用掘进机本身配置的激光导向系统。其原理是通过安装在洞壁上的激光发射器（全站仪、安装位置经过测量确定）发射激光束到主机上的激光接收靶，激光靶根据激光束的入射角度、位置、以及本身的位置参数测算出TBM的位置、前进趋势等数据，并将以上数据显示在TBM控制室的显示屏幕上。TBM主司机根据以上数据及时调整TBM的前进方向和位置。测量人员只须在TBM掘进过程中及时为ZED导向系统输入准确的参数，即可保证施工中的正确导向。（1）TBM施工时，首先要对激光发射器和激光接收靶的位置精确确定，从而保证经过计算的显示数据可靠。（2）经常检查并复测激光导向系统中的数据，确保隧洞沿正确的方向掘进。（3）施工中加强激光发射器和激光靶的保护，严禁碰撞，并悬挂警示标志，避免出现因意外碰撞导致测量数据出现偏差。9.14.1.2掘进参数选择根据隧洞设计勘测的隧洞岩石的分布，以及掘进施工中TBM设备运行参数的变化，在掘进施工中及时根据的参数变化对TBM的设备运行参数进行调整。TBM工作有两种工作状态，即单护盾掘进模式和双护盾掘进模式。两种掘进模式的确定根据施工中围岩类型的变化，洞壁的支撑反力能否支持TBM支撑靴的支撑力确定。单护盾掘进模式：由于围岩的限制，如果撑靴不能支撑洞壁，TBM前盾和支撑盾合成一体，主推进油缸完全缩回，抗扭支撑梁闭合。此时，由辅助推进油缸支撑已经安装好的管片提供掘进推力，推动刀盘、前盾、支撑盾和后配套一起向前移动。管片拼装在掘进结束后进行。管片安装完成后，开始又一循环的掘进。双护盾掘进模式：当洞壁的支撑条件满足支撑盾支撑靴的支撑要求时，进行隧洞开挖掘进时，掘进机依靠支撑盾上的撑靴放射状地顶在岩石上来提供支撑反力，而隧洞的管片衬砌在掘进的同时进行。刀盘和前盾掘进时依靠安装在支撑盾上的推进油缸推进。而盾尾上的辅助推进油缸用来保证已安装的管片的安全。在一个循环掘进结束后，支撑盾前移并拖动后配套跟随前移，掘进机的支撑由机器上的稳定装置和辅助推进油缸支撑保证。9.14.2管片安装控制措施(1)管片安装时利用TBM的激光导向仪器，199 提供每一环管片的精确安装位置，安装人员和测量人员配合控制。并利用辅助推进油缸适当顶紧管片，将管片环向接缝控制在适当范围内，并尽可能减小纵向缝的宽度。管片拼装出现偏差进行调整时，在外侧的管片环向接缝的内侧适当添加石棉橡胶板垫层，同时又要尽可能减少接缝宽度，保证接缝内的止水条相互接触；必要时对超过设计缝宽的洞段嵌填GBW止水条，然后再勾缝，发挥止水作用。管片环安装完成后，回填灌浆后再进行接缝内燕尾槽的无收缩（微膨胀）砂浆勾缝，并将勾缝表面抹平扫光。（2）通过机械连接件和安装机械的控制，应保证管片安装接缝平顺，管片衬砌环应达到设计要求。管片衬砌环的安装允许误差为：1）径向允许误差为±20mm。2）管片中心区接缝的宽度75%以上不大于5mm。3）管片接缝处的最大不平整度（错台）不大于±5mm。（3）管片安装时为避免止水条被剥离，在相邻止水条接触面上涂沫润滑剂。9.14.3豆砾石回填与灌浆技术措施9.14.3.1材料选择（1）豆砾石填料经过筛选、清洗干净和坚固的专用骨料（粒径5～10mm）。筛分时使豆砾石有适当的级配，并在灌注前适当喷洒水保证豆砾石湿润。（2）水泥：应采用强度等级不低于32.5级普通硅酸盐水泥。9.14.3.2豆砾石回填豆砾石回填在每环管片安装完成后立即进行，管片外侧与岩石之间的空隙应充填密实。TBM上配备豆砾石泵，豆砾石通过输送装置从豆砾石车传送到豆砾石泵，豆砾石泵利用高压风将豆砾石通过管片上的注浆孔吹送到管片和洞壁之间的缝隙中。高压风风压为0.3-0.5MPa。TBM盾尾处设置专用密封刷，防止豆砾石进入盾尾工作区域。9.14.3.3回填灌浆管片背后回填灌浆采用回填细水泥浆的方法，水泥浆液在TBM后配套上的搅拌罐中现场搅拌，然后用注浆泵将浆液注入到回填好的豆砾石中，注浆压力0.2-0.3bar。回填灌浆的压力和浆液水灰比一序孔采用水灰比0.6（或0.5）:1的水泥浆，二序孔采取0.8:1和0.6（或0.5）:1199 两个比级的水泥浆。在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，并继续灌注5min即可结束。9.14.4固结灌浆技术措施9.14.4.1材料选择（1）水泥：符合规定的质量标准，不得使用受潮结块的水泥，水泥不应存放过久，出厂期超过3个月的水泥不应使用；（2）水：符合规范规定，拌浆水的温度不得高于40℃；（3）添加剂及添加材料：经试验确定，并经监理人批准；（4）浆液配置符合工艺要求。9.14.4.2钻孔（1）定位精确；（2）灌浆孔的孔底偏差应不大于孔深的1/40，或符合施工图纸规定；（3）空口管安装符合技术规范要求。9.14.4.3冲洗及压水试验（1）严格控制冲水压力及冲洗时间；（2）严格控制冲洗结束标准；（3）冲洗孔的控制符合工艺要求；（4）采用适当的压水实验方法并严格控制实验过程。9.14.4.4灌浆（1）根据地质情况合理选择灌浆方法与灌浆程序；（2）严格控制灌浆流量、压力、时间；（3）严格控制凝胶时间；（4）合理控制灌浆结束标准。9.16质量通病的预控措施TBM施工的质量控制重点主要反映在建成的隧洞实际轴线与设计轴线是否一致、隧洞的综合防水能力等方面。为保证隧洞施工质量符合技术要求，施工过程中每道工序的质量均应严格控制，制定相应的预防、补救措施，保证各关键技术参数达到能够控制工程质量标准的范围。实际施工过程中存在着一些工程上的质量通病，影响隧洞的成洞质量，9.16.1掘进轴线偏差199 9.16.1.1偏差原因（1）TBM姿态控制不好，导致TBM轴线产生过量的偏移；（2）测量误差，造成轴线偏差；（3）TBM纠偏不及时，或纠偏不到位；（4）掘进过程中围岩类别突然改变，刀盘从一种围岩进入另一种围岩，由于围岩参数改变导致掘进方向偏差；（5）管片拼装时清理不彻底，接缝内有杂物，管片位置偏差，影响TBM掘进轴线；（6）管片壁后回填不及时。9.16.1.2预防措施（1）及时调整TBM姿态，及时纠偏，使TBM沿着隧道设计轴线掘进；（2）掘进过程中经常校正、复测、复核测量基准；（3）在不均匀地层中掘进时，适当控制掘进参数，减少TBM姿态突然变化；（4）管片拼装前认真清理，防止杂物混入管片之间；（5）施工过程中及时回填豆砾石及灌浆。9.16.2管片拼装错台9.16.2.1错台产生的原因（1）管片拼装的中心与盾尾中心不同心，管片与盾尾相碰，为将管片拼装在盾尾内，将管片径向内移，造成错台；（2）管片拼装的椭圆度较大，造成错台；（3）管片环面与隧洞轴线不垂直，如果继续上一环的方向拼装将会与盾尾相碰，不得已将管片向相反的方向移动，造成错台；（4）管片脱离盾尾后没有及时填充，管片在自重作用下下降，造成错台；（5）地质条件：TBM在掘进过程中遇到围岩塌方时，管片不均匀受力变形，当遇到断层，裂隙等破碎带时，随着刀盘的转动太多地渣料不能及时输送出去，在TBM掘进方向一侧大量堆积，挤压护盾，影响管片的安装。（6）TBM调向：当隧洞转弯或TBM操作手不恰当的频繁调向，将直接影响管片的安装。（7）机械故障：当TBM的管片安装器、前支撑、后支撑及辅助推进油缸发生故障时，均可导致错台的出现。199 9.16.2.2避免措施（1）加强安装人员的培训，提高操作熟练程度，尽量保证在盾尾内居中拼装管片，避免管片与盾尾相碰；（2）保证管片拼装的椭圆度；（3）纠正管片环面与隧洞轴线的不垂直度；（4）对地质不良段提前处理、使管片受力均匀；（5）TBM掘进过程中，操作手在控制方向的前提下不要频繁调向；（6）加强测量导向，在使用随TBM配置的自动导向系统的同时，及时人工复核测量结果，确保掘进与管片拼装方向正确；（7）加强控制回填顺序与时间，保证达到对环向间隙的有效填充，确保管片受力均匀，不偏移；（8）管片拼装后做好跟踪监测，如果必要及时补充注浆防止管片偏移；（9）加强TBM的维修保养，使管片拼装设备状态良好，避免发生故障影响管片拼装质量。9.16.2.3错台修复的办法（1）拼装过程中发现新拼装的管片与前一环管片有错台，可拧松连接螺栓，逐块调整管片的位置；（2）无法按照上述办法修复的，按1：6的坡度划出抹平的界线，保证抹面整齐，最大宽度不超过20mm，用凿子或小型风镐将错台划线部位打毛，用钢丝刷及清水将毛面清洗干净，用刷子在毛面上均匀涂刷一层AC粘结剂，用钢抹子将拌好的砂浆在错台处压实抹平。9.16.3管片环面不平整同一环管片拼装完成后，与辅助推进油缸接触的环面不在同一平面上，不同块之间有凹凸现象存在，给下一环的拼装带来影响，导致环向连接螺栓穿进困难，并造成管片破裂等问题。9.16.3.1原因分析（1）管片制作误差尺寸累积；（2）拼装时前后两环管片间夹有杂物；（3）辅助推进油缸的顶推力不均匀，使环缝间的止水条压缩量不相同；（4）止水条粘贴不牢，厚度不符合技术要求；199 （5）成环管片连接螺栓没有拧紧及复紧；（6）管片拼装时就偏操作不符合技术规范。9.16.3.2避免措施（1）拼装前检查前一环管片的环面情况，决定本环拼装时的纠偏量及纠偏措施；（2）清除环面和盾尾内的各种杂物；（3）控制辅助推进油缸的顶推力均匀；（4）提高管片纠偏质量；（5）检查止水条的粘贴情况，保证止水条粘贴可靠；9.16.3.3补救措施对于已经拼装完成而环面不平的管片，在下一环及时纠正环面，使环面恢复平整。9.16.4管片砼破裂9.16.4.1产生原因（1）管片养护不当，造成温度裂缝或干缩裂缝；（2）管片生产中脱模、储存、运输、安装中操作失误或非正常碰撞挤压，产生裂缝；（3）围岩条件不好，塌方或不均匀沉降造成管片裂缝；（4）辅助推进油缸发生故障，使管片受力不均匀造成大的裂缝；（5）管片拼装时定位不准，导致接合面破裂；（6）管片拼装时相互位置错动，管片之间没有形成正面接触，辅助推进油缸顶推时在接触点处产生应力集中而使管片的角破裂；（7）前一环管片的环面不平，使后一环管片单边接触，油缸顶推时形同跷跷板，管片受到额外的弯矩而断裂，在封顶块与邻接块的接缝处环面不平，导致邻接块的两角容易破裂；（8）拼装器操作时转速过大，管片发生碰撞，导致边角崩裂。9.16.4.2避免措施（1）管片生产中加强过程控制，严格遵照生产工艺流程执行，进洞前严格检查管片，检查合格的管片方可装车向洞内运输；（2）运输过程中加强保护，上下管片之间使用弹性软垫块，避免发生碰撞而损坏管片；199 （3）起吊过程中正确使用吊具，小心轻放，防止磕碰造成管片边角破碎；（4）加强操作手的培训，管片拼装器操作人员选用熟练工人，确保安装中小心谨慎，动作平稳，尽量少碰撞挤压；（5）提高管片拼装的质量，及时纠正环面的不平整度、纵缝偏差等质量问题；（6）及时调整管片与尾盾之间的间隙，使之随时处于良好状态，避免管片受力不均；（7）发生管片与盾壳干涉时，应及时调整下一循环的掘进方向；（8）及时进行豆砾石回填与注浆，提高注浆质量，使管片四周稳固，管片受力均匀；（9）加强辅助油缸的维修保养，确保动作灵活，合理控制辅助推进油缸在管片上的作用力。9.16.4.3修复方法（1）在不破坏管片结构的前提下进行修复，在管片的裂缝上钻孔取芯，如果侧拱的裂缝深度小于25mm只做表层处理，顶拱处的裂缝深度均大于25mm，除做表层处理外再做灌浆处理，深度小于25mm的裂缝的处理：用凿子将裂缝凿成20mm，深15-20mm沟槽，用清水及钢丝刷将沟槽清理干净，在沟槽内均匀涂刷一层环氧基液（环氧树脂+固化剂），将拌好的环氧砂浆填满沟槽，压实并抹平，环氧砂浆初凝后，用环氧基液在刷其表面。深度大于25mm的裂缝的处理：在管片裂缝两端各钻取直径38mm，深80mm的芯样，将裂缝做表层处理，措施与深度小于25mm是的方法相同，灌浆处理是在裂缝两端的取芯空上各安装一个灌浆赛，将其中一个灌浆赛和小型手工泵相联接，将水灰比为1：1的水泥浆注入裂缝，当另一孔有浆流出时，将水灰比变为0.5：1。继续灌注，直到灌浆压力为0.2Mpa时停灌，最后将灌浆孔用环氧砂浆封堵，用木棒捣实并抹平；（2）因运输碰撞破损的管片修复后经监理人同意方可使用，修补采用与原管片强度相应的材料；（3）破裂范围较大，影响之水效果的，必须更换；（4）掘进过程中被盾壳拉坏的管片，立即修补，以保证止水效果。9.16.5管片接缝渗水9.16.5.1渗水原因199 （1）管片拼装质量不合格，接风中有杂物，管片纵缝有内外张角、前后喇叭口等，管片之间的缝隙不均匀，局部缝隙过大，使止水条无法满足密封止水要求；（2）管片破裂，破损范围达到粘贴止水条的止水槽，止水条与管片间不能密贴；（3）纠偏量过大，止水条无法达到应有的止水效果；（4）止水条粘贴质量不好，粘贴不牢，使止水条在拼装时松脱或变形，无法起到止水作用；（5）止水条质量不合格，强度、硬度、膨胀率等达不到技术要求，降低治水效果；（6）对已经粘贴好的止水条保护不力，导致拼装前止水条就膨胀了，管片拼装困难且影响之水效果；（7）地质条件差，管片不均匀沉降，致使止水条错位，止水失效；（8）回填豆砾石不合格，致使回填灌浆层形成松散蜂窝，起不到止水的作用。9.16.5.2避免措施（1）编制详细的管片施工方案，并严格遵照执行；（2）加强加强操作手的培训，提高拼装质量，减少安装中的误差，及时纠正环面，拼装时保证管片的椭圆度和止水条的正常工况，提高纵缝的拼装质量；（3）严格控制豆砾石的质量；（4）止水材料粘贴前，应将管片进行彻底清洁，确保其粘贴稳定牢固；（5）止水材料粘贴后，加强防护，防止雨淋；（6）吊装运输管片过程中加强保护，避免损坏止水材料；（7）管片拼装前清理安装部位及邻接管片表面，确保清洁无杂物；（8）对破损的管片及时修复或更换；（9）保证止水条本身质量符合技术要求；（10）加强管片保护，避免止水条拼装前膨胀，必要时可经监理人同意对膨胀性止水条涂缓膨胀剂，确保施工质量。9.16.5.3渗水处理方法（1）对微渗水处先用凿子将渗水处接缝砂浆凿开，用清水及钢丝刷清理干净，用掺3%速凝剂的砂浆填满接缝，用勾缝工具填实并抹平。（2）在渗水明显处钻孔2-3个直径为38mm的灌浆孔，孔深至岩石并用清水冲洗，采用灌浆措施灌浆，之后同微渗水处的方法一样处理。9.16.6管片纵缝质量不符合要求199 纵缝质量差表现在同环相邻的管片相互位置发生变动，致使纵缝出现前后喇叭口、内外张角、内弧面产生错台、纵缝过宽、两块管片相对旋转等质量问题。纵缝质量不符合要求对隧洞的防水、管片的受力都将造成严重的危害。9.16.6.1原因分析（1）拼装时管片没有放正，盾壳内有杂物，使底拱块管片放不到位或产生上翘、下翻，环面有杂物加入环缝，也会使纵缝产生前后喇叭口；（2）拼装时管片没有形成正圆，造成内外张角；（3）前一环管片的基准不准，造成新拼装的管片位置不准；（4）隧洞轴线与TBM实际中心线不一致，使管片与盾壳相碰，无法拼成正圆，只能拼成椭圆，纵缝质量也就无法保证。9.16.6.2避免措施（1）拼装前做好盾壳与管片个面之间的清理工作，防止杂物加入管片之间；（2）掘进时勤纠偏，最大限度的减小TBM的轴线与隧洞设计轴线之间的偏差，保证管片能够居中拼装，管片周围有足够的建筑空隙使管片能够拼装成正圆；（3）及时纠正环面的偏差，使拼装完成的管片中心线与隧洞设计轴线误差减少，管片始终能够在盾尾内居中拼装；（4）管片正确就位，辅助推进油缸顶推时加力均匀，除封顶块外，至少要有两根油缸顶推。9.16.7运输过程中管片受损9.16.7.1原因分析（1）吊机吊运管片时，管片由于晃动而碰撞门吊支腿或其他物件，造成边角损坏；（2）管片装车时软垫块防止不妥当；（3）吊运管片使用吊具不当将管片的棱边勒坏；（4）运输管片的车辆颠簸跳动，造成管片损坏；（5）吊放管片时，放下动作过大，使管片损坏。9.16.7.2预防措施（1）行车操作要平稳，防止过大的晃动；（2）管片装车时上下两块管片之间妥善放置合格的软垫快；199 （3）管片装卸车使用专用吊具或软吊带，避免吊运过程中碰撞管片的边角；（4）专用管片车结构合理，具备减震措施；（5）工作面管片放置稳妥，避免与其他物件发生碰撞。9.16.7.3处理方法已经损坏的管片视损坏程度，能修补的及时修补；损坏较严重的管片运出洞进行整修；无法修复的，作报废处理。9.16.8已经拼装的管片出现无法修复的损坏9.16.8.1原因分析经认真分析，通常情况下，不会出现已经完成拼装的管片出现无法修复的损坏，只有一种情况下才会导致已经拼装的管片出现无法修复的损坏。即：TBM在软弱、破碎洞段采取单护盾模式掘进，掘进推力依靠辅助推进油港顶推管片提供，如果出现顶推力过大、顶推力不均匀、管片与辅助推进油缸接触部位存在缺陷或接触面有异物，可能造成最后拼装的管片环向接触面破裂或破碎。9.16.8.2预防措施（1）采用单护盾模式掘进时，严格控制掘进参数，避免出现顶推力过大的情况；（2）单护盾模式掘进时，调向、掘进过程中，控制辅助推进油缸推力均衡，避免出现推力不均匀的情况；（3）加强管片检查检验，严禁存在质量问题（即使是目视无法看到的问题）的管片运进洞；（4）加强管片拼装过程中结合面的清洁工作，避免管片接合面夹杂异物；（5）加强辅助推进顶推受力面的检查清洁，避免粘附异物。9.16.8.3置换处理方法（1）根据损坏情况，决定拆除管片的数量，可能拆除一块、几块、一环、或多环管片；（2）利用管片拼装器，采用与拼装相反的顺序拆除损坏的管片，并作报废处理；（3）重新拼装良好的管片。9.16.9富水地层回填不好199 TBM开挖、支护、豆砾石回填后，只能灌注水泥净浆。回填的豆砾石骨料大部分都沉积在管片的两侧，顶部骨料沉积较少，仍存在较大的空腔，在没有渗水的情况下，灌注的水泥将基本上能与骨料凝结在一起，在富水地层灌注的水泥浆被水冲走，止水能力差，需要重复补灌，因此加大和补灌工作量，必然要延长工期，产生回填不好的原因：主要是设备能力差，回填材料止水能力差。针对上述问题，选用DXHB-10型多功能细石混凝土泵，能实现灌、排、堵一次连续回填，回填的细石混凝土或高粘度砂浆，对不冲刷得抵御能力强，能起到回填和止水作用，由于回填过程就是堵的过程，高粘度砂浆干缩量小，会将渗水率大大降低。对富水层的止水效果良好。9.17TBM施工辅助工程9.17.1施工通风防尘本工程TBM施工通风最长长度为14435m，通风难度之大，国内前所未有。设计合理的通风系统、达到理想的通风效果是实现本工程顺利施工的关键。此外高水平的施工通风管理也是保证通风效果的关键。TBM施工时，掘进、出渣、衬砌和回填灌浆等多道工序集中在TBM主机和后配套区域内完成。通风中主要考虑满足洞内施工人员和设备对新鲜风的需求。主要考虑内容有：（1）洞内施工人员对新鲜空气的需求。（2）TBM各部件发热导致温度过高，洞内降温的需求。（3）洞内有毒气体的稀释和排放。9.17.1.1设计基本参数（1）工作面风量为确保工作面劳卫环境指标达到DL/T5099-1999所规定的标准，参照各TBM厂商提供的对TBM后部风量要求,结合TBM施工地区的气候条件，瓦斯洞段洞内风速最小是0.5m/s，则掌子面需风量Q=0.5×13.85×60=415.5m3/min。（2）通风管道平均百米漏风率和摩擦阻力系数考虑到国内通风机设施的设计、制造和工艺水平，大直径通风软管都难以满足本工程施工要求，决定引进国外先进的通风软管，通风机可由国内设计制造。国外TBM厂商和著名通风设备厂商推荐的通风软管百米漏风率β均小于1.0%，特别是配合TBM施工所选用的软风管，单节长度长，通风软管每节长300m，通过加大每节风管长度，减少漏风。本工程选取通风管道百米漏风率β＝0.7％，通风管道摩擦阻力系数取λ＝0.015。199 （3）风管直径根据洞内净空及通风要求，决定选择通风管直径1.6m。（4）高原修正系数重度修正系数：取Kv＝0.89。当地空气密度：=1.20.89=1.068Kg/风管摩阻系数：kg/9.17.1.2TBM掘进第一段通风方案及系统布置TBM掘进第一段从出口至施工通风竖井，通风长度L1=14345m。（1）系统布置采用长管道压入式通风，将洞外新鲜空气压入到TBM后配套系统，再经过TBM后配套系统上的辅助风机送到开挖工作面。工作面污风从主洞断面流出洞外。通风系统布置如图9-34。TBM后配套系统上的通风与隧道通风是一个统一的整体，包括新风供应系统和除尘系统。新鲜空气补充后配套尾部的软风管储存箱进入，由后配套系统的增压风机送到TBM前面。一部分空气补充后配套系统前部集尘器所需的空气，一部分从后配套系统尾部释放，从隧道内返回。软风管储存箱可储存300m软风管。风管储存箱前面为硬风管，硬风管在各平台车的连接处用柔性接头连接。TBM前部装设有湿式除尘器，用来吸收TBM滚刀破岩时所产生的粉尘。在TBM掘进过程中，同时采取了在工作面喷水降尘的方法。（2）漏风系数漏风量的大小是决定本工程通风系统成败的最关键因素之一。隧道通风系统设计所需要考虑的因素很多，综合考虑国内外通风系统的设计、管理水平，选择进口优质风管，取通风管的百米漏风率β＝0.5％，漏风系数为：，则PL(14345)＝2.74（3）风机风量计算确定了工作面所需风量和漏风系数，就可以计算出风机的风量Qj’=PL×Q,其中Q＝828m3/min，则主洞风机所需风量Qj’=PL×Q＝2268m3/min，风机的设计风量为Qj＝2400m3/min。199 （4）通风系统全压计算通风系统要克服通风阻力(包括沿程摩擦阻力和局部阻力)并保证风管末端风流量具有一定的动压。通风机产生的风压来克服这些阻力，以维持风流的连续流动。风管的摩擦风阻：，单位为。其中L为通风管道长度；D为风管直径，D＝1.6m；为风管的摩擦阻力系数，单位为kg/m3。＝/8，其中为达西系数，＝0.015（无因次）；为空气密度，在海拔2920m处，＝0.89kg/，则＝0.00168kg/，Rf(14345)＝17.8NS2/m8。局部阻力系数：＝＝0.04。通风管沿程阻力损失：Hf=(Rf+Rx)QjQ计算得＝9839Pa。动压损失＝100Pa。风机全压：＝9839+100＝9939Pa，按3台风机串连考虑，每台风机全压为3400Pa。（5）通风机选型可采用2DT-140型对旋式通风机，3台串联，每台设计风量2400/min，全压3400Pa，电动机功率290kw，转速为980r/min。9.17.1.3TBM掘进第二段通风方案及系统布置TBM掘进第二段从施工通风竖井至拆卸洞室，通风长度L1=6820m。（1）系统布置采用长管道压入和竖井抽出的混合通风方式。压入式风机安装在竖井检修洞内，将来自隧洞出口的新鲜空气压入至TBM的后配套系统。后配套系统的辅助风机接力将风流输送到开挖工作面。工作面污风沿隧洞断面流至竖井，经安装在竖井口的抽出风机排往地面大气中，通风计算过程同上，系统布置如图9-35。根据计算，风机可选用1台2SZ-125C型对旋轴流风机，设计风量1500m3/min，全压4900Pa，电动机功率2×90kW。（2）竖井抽风机竖井抽风机可采用一台功率较小的单级轴流风机SDA-AD-F75型。设计风量3600/min，全压800Pa，电动机功率75kw。199 图9-35TBM掘进通风布置图199 9.17.1.4洞内环境监测隧洞内的空气中含有氮气()、氧气()、二氧化碳()等成分外，还包含许多对人体又伤害的成分，如一氧化碳()、二氧化氮()、二氧化硫()、柴油机废气以及粉尘、水蒸气等，有些地区还有甲烷和其它放射性气体。我们在设计和布置通风系统时，已充分考虑了隧道内的环境要求，保证TBM施工通风、除尘系统，达到水利和水电部颁标准DL/T5099-1999所规定的设计要求。施工过程中，洞内平均温度不超过28℃，在施工过程中，洞内有害气体和粉尘含量达到标准规定值。即一氧化碳()≤30mg/，二氧化硫()≤15mg/，氮氧化物()≤5mg/，粉尘浓度≤2mg/。隧洞内最小风速不低于0.3m/s。另外，要加强环境监测，定期和不定期地监测隧洞内空气的成分，发现有害气体浓度超标或通风系统达不到设计要求时，及时改进。9.17.1.5安装及运行风机由3台相同型号的风机串连组成，分阶段串入系统。风机支架应稳定结实，避免运转时振动摇晃。风机出口设30～50m钢风管与PVC柔性风管过渡，以避免风机启动时的冲击损坏风管。由于柔性风管在停风时，风管在自重的作用下自然下垂，再次通风时，由于管内风速大于10m/s，会对管路产生很大的瞬时张力，所以应分步启动电机，先启动靠近风管端的电机，再启动第二个电机，间隔时间3min以上。所有风机先启动低速档，三台电机低速档启动后，再按以上顺序启动高速档。修补、接长风管时，应根据洞内作业工班的时间安排，关闭风机。9.17.1.6设备、材料配置隧洞施工通风设备、材料见表9-4。9.17.1.7通风管理9.17.1.7.1空气质量控制在无异常地质条件的情况下，隧洞中的空气质量主要取决于除尘和排烟两个方面。本工程采用掘进机施工，运输采用电瓶机车。不存在爆破排烟的问题。但TBM掘进是通过安装在刀盘上的滚刀对掌子面的岩石进行挤压和切割，从而将岩石破碎为粒径大小不等的碎块，同时也产生了大量的岩粉灰尘。除尘将是TBM施工通风的重要问题。施工通风设备、材料表表9-4199 名称型号功率（kW）风量（m3/min）风压（Pa）使用位置数量产地轴流风机2DT-140型对旋式通风机，290kw24003400隧洞出口4台天津通风机厂轴流风机2SZ-125C型对旋轴流风机2×90kW1500m34900通风竖井位置后2台天津通风机厂轴流风机SDA-AD-F775kw3600800通风竖井井口1台天津通风机厂风管φ1.6m隧洞通风15000m洛阳风管φ1.6m（加强型）隧洞通风1200m洛阳灰尘的量与TBM遇到的岩石的情况有很大的关系。（1）围岩的抗压强度低，含水量比较少的洞段，岩粉的含量大，粉尘也比较大。（2）围岩比较完成，抗压强度高时，岩粉的含量高，粉尘中等。（3）在破碎带和断层带区域，岩石破碎，岩粉较少，灰尘也较少。灰尘的控制措施：（1）在刀盘上安装喷水嘴，在开挖过程中进行喷水作业。（2）在传送带转料点增加喷洒水的设备。（3）TBM掘进机配备有除尘风机，将掘进施工破岩时产生的灰尘在除尘器有效降除。但是考虑到可能出现的降尘效果不好的情况，施工人员在工作时佩带防尘口罩。9.17.1.7.2稀释有害气体（1）瓦斯气体监测在本工程施工过程中，将会遇到煤系地层，瓦斯的监测是非常重要的空气质量保证措施。在瓦斯地段施工时利用在TBM上安装瓦斯监测仪器（分别安装在主机和后配套区域）对施工区域的空气进行时时监测。TBM操作人员可以根据瓦斯监测仪的监测数据决定是加大通风量或采取停机等其它措施。另外施工班组设立专门的瓦斯监测人员携带便携式气体监测设备巡回监测工作区域的空气情况。（２）主要监测的区域和监测项目为加强对有害气体的稀释，需注意以下几个方面：其一，199 TBM开挖掌子面附近20m区域，将TBM的探测装置和TBM的供电设备互锁，当出现特殊情况，瓦斯浓度突然升高时，探测装置可以自动切断洞内的供电设备，启动防爆照明系统。并加强洞内的通风。在预警状态时，由洞内施工人员确定是否继续进行施工或停机。其二,岩石裂隙、局部通风不良处。其三,后配套区域电气设备集中处其四,特殊工作区域（电、气焊工作区）其五,每工作班组设立专职瓦斯检测员，每班携带便携式瓦斯检测仪器对隧洞进行随时地监测，隧洞内、隧洞中部可能出现瓦斯的地点均作为监测对象。并对每班的监测结果进行可靠的记录。同时洞内施工工班长等人携带便携式瓦斯检测仪随时对洞内施工位置的空气进行监测。其六,所有瓦斯监测设备每周进行调试校正，确保监测结果的准确性。（3）通风要求施工中加强通风，根据瓦斯地层施工的相关规定，确保到达掌子面的通风量和风速满足施工的要求。9.17.1.7.3空气质量监测在工程实施过程中，定期进行如下的空气质量监测工作。（1）每掘进3km对空气质量进行检测一次（2）每天在TBM主机区域和后配套区域各进行检测一次，同时对已经掘进完成的隧洞中间的空气质量进行检测。（3）检测分别在TBM掘进和停机两种情况下进行。（4）隧洞中每隔500m设置检测点。（5）检测的主要内容有空气流速、瓦斯、氧气、CO、NO2、CO2等的含量。（6）每班的检测内容需要详细的记录，并进行存档。9.17.1.7.4管理措施施工通风管理水平的高低是影响通风质量的关键因素之一。以往不少隧道施工通风不好，除了通风系统布局不合理、风机风管不匹配等技术原因外，主要问题是通风管理不善，管道漏风多、通风阻力大，开挖工作面得不到足够的新鲜风流，沿途污浊空气不能及时排出洞外。针对以上问题采取如下的对策：（1）以“合理布局、优化匹配、防漏降阻、严格管理、确保效果”二十字方针，作为施工通风管理的指导原则，强化通风管理。199 （2）建立以岗位责任制为核心的通风管理制度和组建专业通风班组，通风班组全面负责风机、风管的安装、管理、检查和维修，严格接照通风管理规程及操作细则组织实施通风系统的管理和维修。在每个循环中全面的检查风筒、接头是否破损和松动。并对通风机进行强制的保养。（3）通风班组同时对通风系统和通风效果进行监测，以准确了解通风的效果和系统运行状态，监测的主要指标包括：管道系统的有效风量、百米漏风率、平均静压损失、洞内的O2、CO、CO2、NO、NO2等气体的浓度。9.17.1.7.5防漏降阻措施（1）选择优质风筒材料，加大风筒节长及改进风筒的连接方式。风管节长由以往的20～30m加长150～200m，减少接头数量，即减少漏风量。（2）风筒安装时以直去弯，风管安装前，先按5m间距在管片安装吊点，将φ8mm钢筋吊挂线拉直拉紧并焊固吊点上，尔后在吊挂线上挂风管。其中吊挂线通过TBM安装的紧线装置将吊挂线拉紧调直。从而使风管安装平、直、稳、紧，不弯曲、无褶皱，减少通风阻力。加强风管的检查维修，发现破损及时粘补。（3）风筒和风机相连的100～200m范围采用铁皮硬风筒，防止在风机启动和加压时破坏接口段风筒。（4）风机安装时避开隧洞出口位置30m左右，防止污浊空气二次进入洞内。安装时将风机的基础采用混凝土浇筑，避免因过度的震动影响风机的运转。9.17.2TBM施工供电依据招标文件，本标段TBM施工最远供电距离为21.2m，由于施工中电缆的悬挂垂度，电缆长度为23km。所以TBM供电重点考虑电压降问题。由业主提供的变压器引出电源进入洞外高压开闭所，然后用10kV高压铠装电缆敷设进洞，铠装电缆尾端与TBM本机高压电缆卷筒上柔性电缆的首端相连，柔性电缆的尾端与TBM上的变压器并连接，随着TBM向前掘进，高压电缆卷筒上的柔性电缆同步放出，每掘进400m，柔性电缆收回，中间加装一节400m的铠装电缆。电缆之间采用快速接头连接，因为线路过长，压降过大，在中间12kmTBM整修洞室，安装一台4000kvA的调压变压器，将电压调整到10kv,继续向前输送。由此组成一套TBM高压供电线路。9.17.2.1电缆选型TBM装机功率为2700kW。我们选用交联聚乙烯铜芯铠装电缆，截面积为150mm2。从允许压降、发热和机械强度等方面对电缆截面积进行验证。利用计算公式：199 ΔU%=100×Σ(R0+X0×tanφ)M/UN2式中：ΔU%：电压损耗百分比R0：单位长度电阻。取截面积为150mm2的电缆，R0=0.12Ω/kmX0：单位长度电抗。取截面积为150mm2的电缆，X0=0.057Ω/kmM：功率矩UN：线路额定电压。取为10kVTBM设备的功率因数在0.9以上，故取cosφ=0.9,可以得出tanφ=0.484。TBM掘进到第一段临近结束时为最长送电距离，最长输电距离为11km，加上10%的预留量，电缆总长度为12km。TBM功率距M计算为：M=P×LP：TBM装机功率，2700kW；L：12km；则M=31200kW·km将数据代入公式中，得ΔU%=4.6%。满足国家标准供电电压降小于7%和TBM用电电压降小于10%的要求。TBM自整修洞室开始掘进第二段，最远输电距离也为１２ｋｍ，电压降于第一段相同。在实际操作中，根据国家供电规范，可以将供电变压器电压调高5%，这样可以保证TBM供电正常。利用发热条件对所选电缆进行验证：发热条件即为电缆允许载流量I载不小于通过的I额。其中选用电缆的I载=410A。计算I额：I额=P/(31/2Ucosφ)，P=2600。则：I额=166.8A，即I额小于I载，满足发热条件。由于选用的为铠装电缆，本身具有足够的机械强度，可以满足需要。9.17.2.2馈线自动调压变压器（SVR）由于本工程10Kv供电线路过长，直接用电缆输电电压降过大，为保证供电质量，在线路中间安装一台馈线自动调压变压器（SVR）。馈线自动调压器（SVR）是一种可以自动调节变比而保证恒定输出电压的三相自耦式变压器，它可以在20%的范围内进行自动调节。因此，可以将这种调压器安装在馈电线路的中部或线路电压较低的地方，在较大范围内对线路电压进行调整，保证用户的供电电压稳定，减少网络线损。这种装置特别适用于负荷较大引起线路压降大的线路或供电路径较长的线路，同时它具有以下特点：199 （1）体积小，容量大，安装方便；（2）自动跟踪输入电压变化稳定输出电压，电压调整精度高，动作可靠；（3）调压控制器控制工作采用工业级控制芯片，抗干扰能力强，可以适应恶劣条件；（4）设有当前档位显示，并可以显示输出电压、线路电流和设定值；（5）利用上下限位信号进行调压动作闭锁，防止各种方式下可能出现的误操作。（6）控制器设有232和485通信接口，实现近程无线抄表和数据设定；也可通过有线、无线、光缆实现与变电站上位机的通信。符合本工程的供电实际情况，故在本工程的供电系统中加装此种装置。本工程所选用的SVR技术参数：额定容量：4000kVA；额定电压：10kV；接线方式：三相三线制，星型接线；电压调整范围：输入电压10kV±15%;输出电压10kV分接开关档位：5档；调压控制器测量精度：电流（0.5％）电压（0.5％）；动作延时：可调（0～999s）。外型尺寸：（长×宽×高）：2400×1340×1465（单位：mm）；安装环境：高原防污、矿用Q-2级防爆调压器。9.17.2.3施工场地供电根据TBM施工的需要，施工现场需布置如下的用电器，施工现场用电设备表表9-5序号设备名称规格型号功率（kw）需要系数数量合计1龙门吊50t×21200.3511202充电机KCA-100A/380v380.941523轴流式通风机　90×20.735404砂浆搅拌站JS500L/1200190.5119　5翻车机　2000.41200　6机车修理车间　700.2170　7修理车间　700.4170　8刀具车间　900.8190　9空气压缩机　1320.91132　199 10电焊机BX1-300220.98176　11钢筋切断机GQ4040.428　12钢筋弯曲机GW4040.4416　13拌合楼HZS60550.5155　14龙门吊10T/30m550.352110　15桥吊10T/18m300.35260　16锅炉房　55　0.9155　17污水泵　450.9145　18水泵房1700.917019生活和场地照明　1500.9　150　20备用808021污水处理厂1150.31522污水处理厂2150.315合计2348计算场地供电容量：Pjs=K∑p∑（KxPe）其中：Pjs—计算容量Pe—设备组的容量Kx—需要系数K∑p—同时系数充电机、通风机类、生活办公等用电同时系数取0.9，则：Pjs=0.9×（0.9×152+540×0.7+60×0.7+70×0.2+70×0.4+90×0.8+8×0.4+16×0.4+55×0.9+170×0.9+150×0.9+15×0.3+15×0.3）=903.51kW需要容量为：Sjs=Pjs/cosφ=1003.9kVA吊机、电焊机等用电同时系数取0.6，则Pjs=0.6×（120×0.35+19×0.5+200×0.4+132×0.9+176×0.9+55×0.5+55×0.35+30×0.35+45×0.9）=334.02kW需要容量为Sjs=Pjs/cosφ=371.2kVA场地供电需要容量为Sjs=744.9+371.2=1116.1kVA考虑变压器的安全运行系数,变压器的安装容量为1400kVA199 ，考虑备用及供电范围，故需在场区安装两台800kVA变压器。9.17.2.4备用发电站当地方检修或突发事件造成临时停电时，为保证洞内通风、排水、照明的用电，在隧洞出口建立一座备用发电站。在遇到停电事故时，发电机发电经一台1000kVA升压变压器升压后，接入高压开闭所供给TBM掘进机的通风和照明。隧洞出口位置设2台350kVA发电机。TBM施工及厂区供电系统参见图9-36。图9-36TBM施工及厂区的供电系统示意图9.17.3TBM施工给水TBM施工段掘进期间，在隧洞出口建变频恒压给水抽水泵站，在宝库河河道中修建集水井，集水井位置在污水排放点上游至少50m，由泵站从集水井抽水，经φ200mm钢管通过隧洞已掘进段引至TBM后配套上的清水箱，根据施工场地布置合理布设附属生产及生活用水给水管路(φ150mm)。TBM给水与厂区给水分别采用两套变频恒压给水设备。参阅《建筑给排水设计手册》和《建筑给排水工程》，选择计算公式与参数表，设计给水系统。199 水泵房距洞口距离按500m计算，整个隧洞施工距离为21.165km，则洞外用水最不利给水距离为500m，隧洞施工最不利给水距离为21.165+0.5=21.665km。依据招标文件，隧洞坡度i=0.00054529，则至最不利给水点的高程比洞口上升了21.665×1000×0.00054529＝11.82m。水泵房至洞内的管线采用φ200mm的钢管。水泵房至洞外的主管线采用φ150mm的钢管，配管采用φ80mm钢管。9.17.3.1TBM给水依据给水管道损失计算公式：h=ALQ2式中h—管道损失米；A—钢管的比阻值L—给水点距最不利配水点的距离米Q—最不利配水点设计流量m3/s给水系统管道损失h1=A1L1Q12=9.029×21665×0.0112=23.67m其中，A1取9.029，L1取为21665m,Q1值按照TBM用水需求量40m3/h计算为0.011m3/s。局部水头损失h2=h1×20%=4.734m。则给水管网沿程水头损失和局部水头损失之和H=h1+h2=23.67+4.734=28.404m最不利配水点所需总扬程H=H1+H2+H3+H4+H5+H6，其中：H1：最不利配水点与吸入管的高差，此标段暂取2m；H2：给水管网沿程水头损失和局部水头损失之和；H3：水表水头损失，本工程计划不安装水表，其值为0；H4：最不利配水点所需流出水头，取H4=20m；H5：给水点至最不利配水点的高差，取H5=12m；H6：不可预见因素水头，一般为20kPa，即为2m。计算结果：H=64.404m据此选择给水设备，见下表。9.17.3.2厂区给水厂区主管路选用φ150mm的钢管，其最远配水点距离为500m，设计流量按50m3199 /h考虑；配管距离比较短，这里忽略，不再进行计算；则局部管道损失为hj=ALQ2=41.85×500×0.0142=4.1m局部水头损失h2=h1×20%=0.82m给水管网沿程水头损失和局部水头损失之和h=4.92m，最不利配水点所需总扬程：H=H1+H2+H3+H4+H5=2+4.92+2=8.92m据此选择给水设备，见表9-6。给水设备表表9-6设备名称规格型号主要参数数量备注离心水泵ISG80-250流量100m3/h，扬程80m，功率22kW3台3回路输出潜水泵ISG80-160流量100m3/h，扬程30m，功率7.5kW3台3回路输出水泵D25-30×8流量25m3/h，扬程240m，功率37kW6台污水处理变频设备BPK2222kW3套为TBM给水变频设备BPK7.57.5kW3套为场区给水9.17.4TBM施工排水TBM是从出口向进口方向上坡掘进，洞内排水，将主要采用自流方式。由于TBM主机部位较后部铺设的管片低，需要在主机部位随TBM配置防爆型潜水泵，抽排该部位的积水至后配套污水箱，经沉淀后排入隧洞并流入出口场地的污水处理池。考虑到本标段可能存在大涌水，并且可能存在瓦斯洞段，为防止地下涌水影响人员与设备的安全、掘进与管片拼装等工作的进度，在主机尾部配置两台防爆型潜水泵，沿TBM铺设两路DN200mm排水管路，延伸至后配套尾部，必要时启动该强制排水系统，用以抽排前方涌水。同时，随机在TBM尾部备用数量足够的砂袋，当出现大涌水时，可以迅速以砂袋在距TBM后配套尾部适当间距的位置设置围堰，阻止污水箱以及两台备用潜水泵抽排的水倒灌，由于隧洞内钢轨以下的区域几乎没有杂物阻拦，其截面积约为1m2，过水能力较强，只要日常加强沿线的清理，通常足以满足排水需要。为防止出现较大涌水时，损坏TBM电气元件，设计制造过程中，主机及后配套区域的下部不安装电器设备。隧洞中照明线路与灯具、通讯电缆、高压电缆及快速接头布置位置较高，可有效避免大涌水的影响。199 9.17.5洞内管线布置TBM施工过程中洞内管线布置如图9-37所示，所有管线都将通过专用加工件悬挂固定在管片连接螺栓上。图9-37洞内管线布置示意图隧洞的照明用电电源开始由洞外变压器提供，当照明线路过长，电压降过大时，在适当位置安放30kVA变压器，同时向前后两个方向供给照明用电，这样可减少洞内照明变压器的使用数量；该变压器电源由TBM电缆“T”接头引出。照明线路采用三相四线制，布置在隧洞的右侧洞壁，每500m加装一台空气开关，以便其它临时用电的操作。照明灯选用AC220、250W的高压钠灯，灯具电源接线采用三相交替连接，等负荷分配。排列灯具为沿隧洞洞壁间隔30m等间距布置。洞内通讯电缆与照明线路一同布置。TBM所需10Kv电源通过电缆沿洞壁右侧向洞内延伸，电缆之间以快速接头连接。给水管路沿左侧洞壁布置。通风软管悬挂于隧洞顶部，悬挂点为管片连接螺栓。9.17.6洞外石渣倒运TBM掘进产生的石渣由编组列车运输至洞外翻车机，用翻车机倾倒在转渣场，再利用无轨运输设备将石渣倒运至199 1#或2#弃渣场。转渣场采取喷水等防尘需措施，避免产生大量灰尘。根据掘进进度、运距、倒渣设备的能力，综合考虑，配备自卸车和装载机。由于运距较短，每台车每天工作20小时，每台车运输时间和装卸时间按照20min考虑，按照最快掘进速度，一小时内完成一列编组列车运出的石渣，同时充分考虑车辆检修、调度、交通道路堵塞等方面的因素，安排18台自卸车。9.17.7洞内照明TBM掘进期间，TBM上的照明设置参见TBM设备选型部分。TBM后配套之后的部分，洞内照明计划每隔20m配置2盏40W防爆型日光灯，安装位置参见管线布置图。由于照明线路较长，洞内每隔2km在洞壁悬挂一台30kVA变压器，由10kV电缆通过专用T型接头给变压器提供进线，变压器提供的220V电源，分别向前后两侧1km提供照明电源；通风竖井检修洞前后，通过检修洞内通风用变压器提供电源。9.17.8施工通讯工地现场配备一套内部电话交换系统，作为施工现场的主要通讯工具；TBM配备三种通讯方式，与洞外连接的有线电话、TBM有线与无线通讯系统，便于机组各作业面的相互协调和统一调度；洞内各道岔部位分别设置一部内部电话。199'