TBM轉(zhuǎn)場長距離快速步進(jìn)施工技術(shù)

1、TBM轉(zhuǎn)場長距離快速步進(jìn)施工技術(shù)XX【摘 要】分析了目前國內(nèi)外TBM的轉(zhuǎn)場中普遍存在TBM步進(jìn)情況，但是步進(jìn)距離均較 短，對如何實(shí)現(xiàn)超長距離快速步進(jìn)的介紹很少。研究在超長距離施工中如何實(shí)現(xiàn)快速步進(jìn)， 同時(shí)能有效的降低成本，可為類似項(xiàng)目施工時(shí)提供有益的借鑒和指導(dǎo)。【關(guān)鍵詞】TBM超長距離 轉(zhuǎn)場1、工程概況成都市某重點(diǎn)市政工程下穿隧道全長2793m,使用明挖基坑+雙側(cè)單排降水井降水方法 施工，且工程緊鄰江河8-40米，基坑挖深約9-16米，基坑寬度40-60米。賦存于第四系卵 石層中的孔隙潛水為整個(gè)場地主要含水層，對工程影響較大；其主要補(bǔ)給源為大氣降水及區(qū) 域地下水。2、關(guān)鍵技術(shù)2.1步進(jìn)方案的對

2、比優(yōu)選參考以往項(xiàng)目轉(zhuǎn)場步進(jìn)，本項(xiàng)目最初考慮三種步進(jìn)方式：滑板步進(jìn)方式、滾輪步進(jìn)方式、 推進(jìn)油缸步進(jìn)方式。以下是三種方式步進(jìn)效率的比較。步進(jìn)方案直接投入資金完成1個(gè)循環(huán)所用時(shí)間理論步進(jìn)效率實(shí)際步進(jìn)效率主要影響因素工期滑板步進(jìn)方式無15分鐘120米/天80米/天后配套軌道延伸61天滾輪步進(jìn)方式設(shè)備100多萬；軌道440萬12分鐘150米/天90米/天后配套軌道延伸54天推進(jìn)油缸步進(jìn)無15分鐘120米/天80米/天后配套軌道延伸61天通過以上步進(jìn)方式的對比，三種步進(jìn)方式每循環(huán)時(shí)間均控制在15分鐘之內(nèi)，步進(jìn)效率 均受限于后配套軌道延伸，而且三種步進(jìn)方式實(shí)際步進(jìn)效率相差不大。但滾輪步進(jìn)方式直接投入的資金

3、為540多萬，需要提前預(yù)埋鋼軌，施工難度大，成本高， 步進(jìn)效率受限，不能達(dá)到預(yù)期目的；推進(jìn)油缸步進(jìn)方式需要在TBM撐靴外表面加裝墊塊，使 TBM可以像掘進(jìn)作業(yè)一樣前進(jìn)，但是對兩側(cè)洞壁寬度和開挖斷面有較高要求，且需要高壓供 電支持，僅適合短距離步進(jìn)，不符合本項(xiàng)目要求。為節(jié)約施工成本及考慮現(xiàn)場施工配置，決 定結(jié)合Robbins廠家進(jìn)行滑板步進(jìn)方式研究?；宀竭M(jìn)機(jī)構(gòu)主要由步進(jìn)泵站、后支撐架、水 平推進(jìn)油缸、舉升油缸、鋼板等部件組成。步進(jìn)伸縮油缸和舉升油缸的動(dòng)力來自于獨(dú)立的液 壓泵站，TBM向前步進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行后配套軌道的延伸，步進(jìn)效率比較高且穩(wěn)定，便于快速 步進(jìn)。步進(jìn)機(jī)構(gòu)如圖1.1所示。圖1.1步進(jìn)機(jī)

4、構(gòu)結(jié)構(gòu)圖操作時(shí)，當(dāng)水平推進(jìn)油缸完全收回時(shí)，先后回收舉升油缸、后支撐，確定舉升油缸底座、 后支撐脫離地面廣2cm后（如果舉升油缸回收到位，舉升油缸底座仍接觸地面，打開新裝側(cè) 護(hù)盾節(jié)流閥，調(diào)整護(hù)盾位置，然后關(guān)閉節(jié)流閥；如果后支撐已脫離地面，支撐架仍未完全接 觸地面，需增墊鋼板），伸出水平推進(jìn)油缸，推進(jìn)過程中舉升油缸旋鈕保持在回收位，刀盤 慢慢向前滑動(dòng)；待刀盤滑動(dòng)到達(dá)步進(jìn)底板標(biāo)記位置后（防止刀盤支撐下小滑板滑出底板，在 底板側(cè)面標(biāo)記刀盤最大推進(jìn)距離位置），伸出舉升油缸，確保刀盤支撐輕脫離開底板弧面， 落下后支撐，確定支撐架完全脫離地面廣2cm，回收水平推進(jìn)油缸，支撐架及底板同時(shí)向前 移動(dòng)。油缸收回到

5、位后，完成1個(gè)步進(jìn)循環(huán)。2.2提高TBM后配套軌道鋪設(shè)效率由于TBM步進(jìn)底板和后配套軌道高程不一致，后配套輪子比刀盤支撐底部高997mm，隨 著TBM步進(jìn)，需在后配套通過處鋪設(shè)軌道，軌道固定在鋼枕上。為節(jié)約成本，減少鋼軌、鋼 枕的用量，步進(jìn)鋼枕、鋼軌循環(huán)使用，即后配套步進(jìn)通過一根鋼軌后，將TBM后方鋼軌、鋼 枕拆卸倒運(yùn)至連接橋第一個(gè)輪組前進(jìn)行鋪設(shè)。中間兩條軌道直接鋪設(shè)在底板上，供小馬機(jī)車 倒運(yùn)材料行駛。2.2.1步進(jìn)前準(zhǔn)備TBM步進(jìn)前，按照刀盤尺寸制作了土建斷面測試機(jī)構(gòu)，由人工推動(dòng)測試機(jī)構(gòu)，由下游貫 通面推至上游掌子面，遇到障礙巖壁時(shí)，及時(shí)處理，避免TBM步進(jìn)時(shí)刀盤被鉆爆開挖的巖面 卡住。并對

6、步進(jìn)導(dǎo)向槽進(jìn)行測量清理，防止步進(jìn)時(shí)導(dǎo)向輪被卡住或損壞，影響步進(jìn)效率。2.2.2機(jī)車行走鋼軌安裝TBM步進(jìn)時(shí)，中間機(jī)車軌道需要隨TBM 一直延伸，方便襯砌時(shí)使用。步進(jìn)期間，盡量保 證軌道延伸至后支撐處，便于倒運(yùn)安裝后配套鋼枕及軌道。為節(jié)約中間鋼軌倒運(yùn)時(shí)間，提高 步進(jìn)效率，提前將中間鋪設(shè)的軌道放置在TBM前方，靠向洞壁縱向擺放，TBM步進(jìn)同時(shí)，將 鋼軌由兩側(cè)拖拉至中間鋪設(shè)位置，確定安裝位置后，采用18*350mm沖擊鉆打眼，裝入M16*150 膨脹螺栓，每對膨脹螺栓對稱于軌道，前后每對膨脹螺栓間距50cm，然后安裝小壓板固定 中間軌道，軌道小壓板為加工特制小壓板，每組鋼軌之間用022螺紋鋼做拉筋（

7、間距為3m）。圖2.1機(jī)車行走鋼軌安裝2.2.3步進(jìn)特殊鋼枕的制作TBM步進(jìn)時(shí)，后配套軌道采用循環(huán)使用方式，由于后配套臺(tái)車軌道與機(jī)車軌道不在同一 高程，需加工特殊鋼枕，供后配套鋼軌鋪設(shè)使用。特殊鋼枕的數(shù)量計(jì)算：按照從連接橋第一 個(gè)輪組開始至后備套全部通過，長度約135m，單側(cè)鋼軌數(shù)量135/12.5約為11根，加上供 循環(huán)倒用的軌道2根，總計(jì)需要鋼軌（11+2）*2=26根；相鄰兩匹特殊鋼枕間距設(shè)為70cm， 每根鋼軌下可安裝鋼枕16匹?？紤]到鋼軌接頭處需要支撐和備用，多制作14匹，特殊鋼枕 的數(shù)量為26*16+14=430匹。特殊鋼枕具體形式如下圖所示。鋼枕正視圖鋼枕俯視圖鋼枕倒視圖2.2.

8、4軌排整體吊裝工藝施工中決定采用鋼軌、鋼枕整體吊裝。將鋼軌固定在鋼枕上后，軌枕循環(huán)利用時(shí)，并不 拆分鋼軌和鋼枕，對軌排進(jìn)行整體吊裝。為節(jié)約成本用廢棄刀體作為轉(zhuǎn)軸，焊接在平板車上， 再用H150型鋼制作前后對稱的兩個(gè)吊梁支架，焊接在刀體上，在每個(gè)吊梁上安裝左右兩個(gè) 滑輪。待TBM步進(jìn)通過一根鋼軌后，將平板車停至要拆卸鋼軌之間，將同一側(cè)前后兩個(gè)滑輪 同時(shí)滑至型鋼外側(cè)鋼軌上方，用導(dǎo)鏈將鋼軌及鋼枕整體吊裝懸掛在平板上，兩側(cè)鋼軌全部吊 放好后，同時(shí)倒運(yùn)至需要鋪設(shè)軌道處，整體吊卸并安裝。圖2.3軌排整體轉(zhuǎn)運(yùn)2.2.5步進(jìn)前對步進(jìn)班進(jìn)行培訓(xùn)。2.2.5.1操作手進(jìn)行培訓(xùn)，規(guī)范操作步驟，避免因操作失誤造成的結(jié)

9、構(gòu)件損壞。2.2.5.2步進(jìn)過程中各個(gè)移動(dòng)部位必須安排專人進(jìn)行觀察，并及時(shí)和工班長聯(lián)系，將設(shè) 備的情況及時(shí)報(bào)告，由工班長根據(jù)具體情況進(jìn)行控制。2.2.5.3步進(jìn)過程中，對主機(jī)各個(gè)移動(dòng)部位進(jìn)行注脂、抹油，避免移動(dòng)部位干磨而損傷。2.2.5.4步進(jìn)過程中，時(shí)刻注意電氣、液壓等部件防護(hù)。2.3結(jié)構(gòu)件加固TBM組裝完成后，步進(jìn)500m到達(dá)14#上游掌子面，步進(jìn)底板磨損嚴(yán)重，而且支撐架橫梁、 縱梁出現(xiàn)輕微變形、彎曲。一階段段貫通后，需要步進(jìn)4432m才能到達(dá)13#上游掌子面，步進(jìn)距離較長，一旦步進(jìn) 機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障，可能導(dǎo)致長時(shí)間停機(jī)維修步進(jìn)效率和施工進(jìn)度。為提高步進(jìn)效率，加快步進(jìn) 速度，減少步進(jìn)機(jī)構(gòu)故障及維修時(shí)間。步進(jìn)前，用三角筋板加固焊接支撐架橫梁，并加固步 進(jìn)機(jī)構(gòu)拉桿；步進(jìn)過程中，需要重點(diǎn)檢查主受力橫梁，并且持續(xù)對焊縫進(jìn)行焊接，發(fā)現(xiàn)異常 及時(shí)停機(jī)進(jìn)行加固。施工現(xiàn)場并無步進(jìn)機(jī)構(gòu)備件，需要對易損壞零部件進(jìn)行購買儲(chǔ)備，如主受力橫梁、提升 小油缸、千斤頂、泵站、閥組、管路等。避免TBM步進(jìn)期間零件損壞后，因無備件更換而