TBM施工原理和施工技術(shù)

中國水利水電

第三工程局有限公司

副總工程師

許金林

電話/p>

1精選ppt開敞式及護盾式TBM的結(jié)構(gòu)原理、TBM設(shè)計與施工技術(shù)、特殊地質(zhì)條件下的處理2精選ppt目錄第一部分開敞式TBM的結(jié)構(gòu)組成第二部分開敞式TBM的工作原理第三部分雙護盾TBM的結(jié)構(gòu)組成第四部分雙護盾TBM的工作原理第五部分TBM的施工技術(shù)第六部分TBM的選型及不同地質(zhì)的處理3精選ppt全斷面巖石掘進機（TBM）敞開式掘進機護盾式掘進機X型支撐T型支撐單護盾雙護盾三護盾TBM分類網(wǎng)絡(luò)圖4精選ppt第一部分開敞式TBM的結(jié)構(gòu)組成5精選ppt開敞式TBM

6精選pptOPENROCKMACHINE

后支撐推進油缸護盾外機架及水平支撐噴漿機械手刀盤刀具指形護盾7精選ppt開敞式TBM的定義利用巖壁的反作用力，實現(xiàn)掘進功能所需的反推力和反扭矩，在常溫常壓下，實現(xiàn)隧道掘進一次成型、初期支護、出碴運輸功能，集機、電、液、氣為一體，實現(xiàn)隧道施工自動化、工廠化的大型綜合性施工設(shè)備。8精選ppt全斷面開敞式硬巖掘進機機構(gòu)組成

全斷面開敞式硬巖掘進機主要由主機、連接橋、后配套組成：主機部分主要有刀盤、機頭架、護盾、主驅(qū)動、主梁前段、主梁后段、撐靴系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、后支撐等組成；后配套主要有拖車、供電、通訊、供水排水、通風(fēng)除塵、供氣、控制系統(tǒng)、激光導(dǎo)向系統(tǒng)、出碴運輸設(shè)備系統(tǒng)組成。9精選pptTBM刀盤及刀具鏟斗前刮碴板后刮碴板刀具10精選ppt掌子面11精選ppt單刃刀的結(jié)構(gòu)12精選pptTBM楔塊卡裝式刀具剖視13精選ppt單刃滾刀的安裝圖14精選ppt單刃滾刀的安裝15精選ppt雙刃刀的結(jié)構(gòu)形式16精選ppt主軸承的安裝形式轉(zhuǎn)接座刀盤支承架主軸承外密封內(nèi)密封大齒圈17精選ppt轉(zhuǎn)接座外密封大齒圈安裝位置內(nèi)密封18精選pptTBM主軸承19精選ppt大齒圈20精選ppt驅(qū)動座21精選ppt轉(zhuǎn)接座22精選ppt撐靴的安裝23精選ppt鞍架24精選ppt撐靴25精選ppt推進系統(tǒng)26精選ppt拱架、網(wǎng)片的安裝作業(yè)27精選ppt開敞式TBM開挖出的隧道表面28精選ppt錨桿鉆機鉆孔作業(yè)29精選pptRingbeamsandmesh.Fingersmovingforward,overtheringbeam

Karahnjukar,Iceland30精選ppt超前噴漿作業(yè)31精選ppt噴漿作業(yè)32精選ppt主驅(qū)動電機33精選ppt超前鉆孔作業(yè)34精選pptTBM皮帶機出渣運輸35精選pptTBM的導(dǎo)向系統(tǒng)PPS終端36精選ppt開敞式TBM礦車出渣37精選ppt開敞式TBM連續(xù)皮帶機出渣38精選ppt第二部分開敞式TBM的工作原理39精選ppt開敞式TBM的工作原理在推進油缸的推力作用下，主驅(qū)動帶動刀盤刀具對巖石進行滾壓，巖石達到破裂極限，逐步開裂剝落成片裝巖渣，掉落到刀盤下部，再由刀盤鏟斗將巖渣鏟起裝入皮帶機中，轉(zhuǎn)運到碴車列車或連續(xù)皮帶機運送到洞外；同時，TBM的支護系統(tǒng)完成隧道的初期支護工作，有后續(xù)模板臺車完成隧道二襯工作。此工作步驟循環(huán)往復(fù)，連續(xù)不斷，完成隧道的工廠化施工作業(yè)。40精選ppt41精選ppt42精選ppt開敞式及雙護盾TBM破巖TBM刀具破巖機理刀具43精選pptChipping44精選ppt錨桿作業(yè)45精選ppt掛網(wǎng)作業(yè)46精選ppt鋼拱架安裝47精選ppt換步狀態(tài)48精選ppt換步結(jié)束開始下一循環(huán)推進49精選ppt左轉(zhuǎn)彎50精選ppt右轉(zhuǎn)彎51精選ppt噴漿作業(yè)52精選ppt第三部分雙護盾TBM的機構(gòu)組成53精選ppt雙護盾TBM刀盤及刀具前盾支撐盾伸縮盾54精選ppt55精選ppt前護盾

前護盾包含并支承著驅(qū)動裝置和刀盤。前護盾通過伸縮油缸與后護盾相連接。伸縮油缸分成上下左右四組，使前護盾帶著刀盤可以朝任何想要的方向轉(zhuǎn)向。前護盾相對于后護盾的位置，由4個線性傳感器測出，并從司機室的數(shù)字顯示裝置讀出。在前護盾頂部1/4的地方有兩個液壓操縱的穩(wěn)定器，在硬巖中掘進時用來穩(wěn)定前護盾。WIRTH掘進機的設(shè)計不需要額外的前支撐，其他公司設(shè)計的掘進機可能需要它用于換步時起支撐作用。如同我們關(guān)于這種掘進機工作循環(huán)的解釋中所敘述的，換步過程將借助尾盾的推進油缸推壓管片，同時伸縮油缸向前拔拉支撐護盾。由于推進油缸推壓著已襯砌的管片環(huán)，因此支撐護盾將總是被推向前，而不會將前護盾向后拉。56精選ppt伸縮護盾伸縮護盾掘進機的伸縮部分連接著前護盾和后護盾。其功能是使掘進機的開挖與預(yù)制混凝土管片的安裝能同時進行。伸縮油缸連接著前、后盾，既傳遞推力又傳遞拉力。這一性能在遇到不穩(wěn)定的地層條件，而覆蓋層負荷又大時，可用以防止前護盾向下傾斜。兩個力矩裝置將刀盤的扭矩從前護盾傳給后護盾或稱支撐護盾。前、后護盾間的滾動的調(diào)整，用力矩油缸實現(xiàn)，不需要伸縮油缸來糾正滾動。這種糾正滾動方式與獨立的推進力的方式是雙護盾設(shè)計的一個非常重要的特點。伸縮部分兩個殼體之間的間隙可以檢查，可以清潔。為了檢查和清潔的目的，提供了若干開口。57精選ppt后護盾（支撐護盾）

后護盾（支撐護盾）內(nèi)設(shè)有推進油缸和支撐裝置。支撐布置的形狀使得支撐力作用到兩側(cè)和底部。這使得后護盾以左、右、底三點固定在隧道內(nèi)。支撐護盾承受著全部掘進反力，在更換滾刀時也可將前護盾回拉。支撐護盾尺寸寬大，以減小對圍巖的壓力。這一點在軟弱圍巖掘進時尤其重要。由支撐護盾產(chǎn)生的對圍巖的接觸壓力是與施加到刀盤的推進力成正比的。當(dāng)在硬巖地層開挖時，刀盤必需有很大的推進力，支撐系統(tǒng)必須產(chǎn)生很大的夾持力以支持這個推進力。因此對圍巖的接觸壓力將達到較高水平。當(dāng)在軟弱地層開挖時，刀盤只需要較小的推進力。夾持力將成正比減少，因此對圍巖的接觸壓力將比較小。這種系統(tǒng)的特點不是屬于硬性的、不可改變的，即具有恒定不變的高夾持力和相應(yīng)的高的接觸壓力，而是能根據(jù)刀盤對推進力的需要來提供相應(yīng)的接觸壓力。推進油缸分成四組作用在四個壓力區(qū)，以利于當(dāng)在軟弱圍巖中掘進不能用支撐時掘進機進行轉(zhuǎn)向。每組的推進油缸連到一個推力靴板上。推力靴板上覆蓋的聚氨酯的靴面以保護襯砌塊。后護盾的總推力相當(dāng)大，以便施加需要的力于刀盤，并用于克服全部護盾的摩擦阻力。(單護盾模式時)。推進油缸有一共用的液壓動力裝置。四組液壓缸的每一組均有共同的供油量控制，由掘進機操縱手監(jiān)控。在正常掘進模式時，即用支撐靴提供反力來推進前護盾與刀盤。推進液壓缸可由一個共用的油流來操作。每一液壓缸裝有測量裝置或者線性傳感器，使操作者能監(jiān)控其位置。58精選ppt雙護盾TBM主機主要機構(gòu)圖59精選ppt雙護盾TBM連續(xù)皮帶機出渣60精選ppt雙護盾掘進機61精選ppt主機主要機構(gòu)62精選ppt雙護盾TBM63精選ppt雙護盾TBM的刀盤及主驅(qū)動64精選ppt雙護盾TBM的主推進機構(gòu)65精選ppt支撐盾及撐靴機構(gòu)66精選ppt裝碴及輸送機構(gòu)67精選ppt輔助推進及管片安裝機構(gòu)68精選ppt管片安裝機69精選ppt70精選ppt雙護盾TBM整機全貌71精選ppt管片生產(chǎn)72精選ppt管片養(yǎng)護73精選ppt74精選ppt雙護盾TBM管片存放75精選ppt第四部分雙護盾TBM的工作原理76精選ppt雙護盾TBM工作原理工作原理在常溫常壓下，利用盾體或撐靴的支撐巖壁，克服開挖巖渣所需的推力和扭矩，主推進或輔助推進系統(tǒng)提供開挖巖渣所需的推力，同時主驅(qū)動帶動刀盤刀具滾壓破巖，連續(xù)皮帶機或礦車列車將巖渣運出洞外，管片安裝機與輔助推進系統(tǒng)實現(xiàn)襯砌與開挖同步，伸縮護盾和主、輔助推進系統(tǒng)實現(xiàn)換步和連續(xù)隧道施工作業(yè)。（1）圍巖破碎，采用單護盾模式掘進（類似于盾構(gòu)）；（2）圍巖自穩(wěn)性好，采用雙護盾模式掘進，開挖與襯砌同步。

77精選ppt雙護盾工作模式圖78精選ppt雙護盾模式工作循環(huán)結(jié)束狀態(tài)79精選ppt雙護盾TBM換步狀態(tài)圖80精選ppt雙護盾TBM換步結(jié)束狀態(tài)81精選ppt單護盾模式管片安裝狀態(tài)82精選ppt單護盾模式掘進狀態(tài)83精選ppt雙護盾TBM的特點特點（1）開挖與襯砌同步，采用管片支護，支護速度快，隧道一次成型；（2）硬巖掘進的適應(yīng)性同敞開式，軟弱圍巖能采用單護盾模式掘進，比敞開式有更好的適應(yīng)性。與敞開式TBM相比，對地質(zhì)變化的適應(yīng)能力更強。（3）設(shè)備與人員處于TBM殼體的保護下，安全性好。84精選ppt新型雙護盾此種類型的雙護盾運用于地質(zhì)條件相對較好的地層，后面配有錨桿鉆機、網(wǎng)片安裝機及噴混系統(tǒng)，在較好的地質(zhì)條件下管片拼裝機并沒有裝在設(shè)備上，所以正常掘進時不需要裝管片。如遇到較差的地層，則取下錨桿鉆機和網(wǎng)片安裝機，裝上管片安裝機，管片安裝機與錨桿鉆機軸向軌道相同。85精選ppt控制機頭架旋轉(zhuǎn)86精選ppt網(wǎng)片安裝機和錨桿鉆機在較差的地層掘進時取下錨桿鉆機和網(wǎng)片按裝機，更換成管片安裝機進行管片的安裝。87精選ppt第五部分TBM的施工技術(shù)88精選pptTBM的組裝組機連接橋后配套89精選ppt主機的主裝

弧形鋼板定位---吊裝前支撐---吊裝機頭架及主軸承總成---安裝前主梁---安裝中間主梁及鞍架---安裝后支撐及門架---安裝主機拖動系統(tǒng)---吊裝側(cè)支撐---安裝主驅(qū)動---安裝刀盤中心塊---安裝刀盤邊塊并焊接---安裝頂側(cè)護盾---安裝頂護盾---安裝連接橋部件等90精選ppt主機的安裝91精選ppt刀盤的安裝92精選ppt安裝后支承93精選pptTBM的步進94精選ppt步進原理西秦嶺隧道長大距離空載步進采用油缸推進、弧形滑道步進方案。該方案步進原理是：弧形鋼板和弧形滑道的摩擦力大于TBM刀盤及總成與弧形鋼板間的摩擦力，且弧形鋼板與混凝土弧形滑道的接觸面積大于弧形鋼板與刀盤及總成的接觸面積。95精選pptTBM的生產(chǎn)管理調(diào)度協(xié)調(diào)管理優(yōu)化軌道布置，提高運輸效率有軌運輸?shù)男畔⒒芾砑茏雨牴芾砣珕T培訓(xùn)例行強制保養(yǎng)96精選ppt調(diào)度協(xié)調(diào)管理為實現(xiàn)工區(qū)之間、隧道工作面與洞外、掘進施工與材料運輸?shù)葏^(qū)域之間的全方位、信息化的協(xié)同調(diào)度管理，在隧道洞口設(shè)置調(diào)度控制中心，通過程控電話、遠程視頻監(jiān)控、無線通信相結(jié)合的調(diào)度體統(tǒng)，由調(diào)度人員整體把握整個施工系統(tǒng)的協(xié)同運行，提高施工效率。97精選ppt有軌運輸優(yōu)化軌道布置，提高運輸效率

通過對洞外場地進行有效的規(guī)劃，形成運輸車輛編組、重車始發(fā)軌道、空車等待軌道。行車有規(guī)律的車輛運行策略，利用洞外車場視頻監(jiān)控和對講機的實時調(diào)度，提高行車密度，減少堵車時間，最大限度的保證TBM施工所需的物資供應(yīng)。洞內(nèi)有軌運輸堅持“重車左道進洞、輕車右道出洞”的原則，每1000m設(shè)置一處渡線道岔。98精選ppt調(diào)度室視頻監(jiān)控系統(tǒng)有軌運輸有軌運輸?shù)男畔⒒芾怼曨l監(jiān)控系統(tǒng)在TBM重點施工部位和場地外重要部位安裝了攝像頭，攝像頭視頻信號通過光纜匯總到調(diào)度室，調(diào)度室根據(jù)視頻了解洞外場地內(nèi)和TBM施工狀況，并根據(jù)施工需要對機車和材料供應(yīng)及機車行走軌線進行合理調(diào)配，確保隧道內(nèi)所需施工物資的及時供應(yīng)。

安裝的監(jiān)控攝像頭99精選ppt有軌運輸有軌運輸?shù)男畔⒒芾怼獙χv機系統(tǒng)為使調(diào)車員的指令能迅速反饋給機車司機，每臺機車的司機和調(diào)車員都配備有一對對講機，每臺機車對講機單獨使用對應(yīng)機車號的通話頻率（如4號機車，機車通話采用4頻道）。為使調(diào)度室與每號機車之間、機車與機車之間聯(lián)系方便，機車使用的對講機頻道可調(diào)，調(diào)度室可直接將聯(lián)系到每輛車。此外，所有調(diào)車員配置強光電筒、口哨各1支，以備急需。100精選ppt有軌運輸有軌運輸?shù)男畔⒒芾怼囕d系統(tǒng)利用車載系統(tǒng)在不影響對講機通話的情況下調(diào)度室可以同時向所有運行的、停止的機車發(fā)布指令，各號機車也可通過利用車載系統(tǒng)向其他機車和調(diào)度室傳遞消息，避免干擾對講機造成調(diào)車員與機車司機指令不暢通。101精選ppt有軌運輸有軌運輸?shù)男畔⒒芾怼苿油ㄐ畔到y(tǒng)在隧道內(nèi)安裝移動通信發(fā)射器，使整條隧道都有移動通信信號，隧道內(nèi)外作業(yè)人員與調(diào)度室、調(diào)度室與機車、作業(yè)人員與機車之間可以通過移動手機進行聯(lián)系，保證了施工順利進展。洞口的移動通信信號基站和發(fā)射器TBM上的移動通信信號發(fā)射器102精選ppt有軌運輸有軌運輸?shù)男畔⒒芾怼芯€電話系統(tǒng)若隧道內(nèi)停電，隧道內(nèi)外的通信將中斷。為保證隧道內(nèi)外通訊暢通，在調(diào)度室、TBM重要的施工部位、襯砌工區(qū)臺車處、拌合站等處安裝了有線電話，保障了隧道施工的正常進行。103精選ppt架子隊管理實行架子隊管理，提高施工人員的積極性。掘進隊實行架子隊管理,實行人員定員、責(zé)任到人的內(nèi)部承包管理模式。施工人員的收入與施工進度、工序質(zhì)量、現(xiàn)場安全和文明施工直接掛鉤104精選ppt全員培訓(xùn)提高全員“質(zhì)量保安全、安全促生產(chǎn)、設(shè)備保進度”意識。提高全員質(zhì)量意識，每班安排專職值班工程師全過程參與工序質(zhì)量控制,嚴(yán)控支護質(zhì)量，使掘進施工順利開展。通過提高工序質(zhì)量，有效的控制了圍巖變形、塌方掉塊等安全隱患的發(fā)生，并對施工人員進行“TBM掘進施工三級技術(shù)交底”，“TBM掘進塌方防止技術(shù)交底”的培訓(xùn)。↓技術(shù)交底培訓(xùn)↑三級技術(shù)交底105精選ppt強制保養(yǎng)

每班例行保養(yǎng)

1）查看液壓（潤滑）油箱的油量和油溫。2）檢查泵、馬達和閥是否有噪音，否則停機，找出原因并修復(fù)

3）檢查液壓系統(tǒng)油溫達到操作溫度后有無泄漏，禁止徒手檢查。

4）檢查液壓油過濾器，確保過濾器指示在綠色范圍。5）檢查潤滑油過濾器，確保過濾器指示在綠色范圍。在TBM運行初期，每500h更換過濾器，并檢查油溫是否正常。6）查看各類儀表是否指示正常。

7）查看液壓油箱、潤滑油箱和減速器油箱的呼吸器是否干凈和正常。每500h更換一次。8）刀具檢查：查看刀圈、刀體、刀座的磨損和損壞情況；檢查刀具安裝螺栓緊固扭矩；刀具拆卸后，觀察螺紋孔是否損壞，改進鎖定狀況。

9）操作期間檢查潤滑系統(tǒng)的流量和壓力是否正常。

10）齒輪減速器：通過油量指示器檢查油量。

11）護盾機構(gòu)：觀察運行是否無阻礙，清除堆積的巖屑。

12）密封潤滑系統(tǒng)：檢查系統(tǒng)運行是否正常，確保系統(tǒng)有足夠的油供應(yīng)內(nèi)外密封，否則調(diào)整流量閥。106精選ppt新技術(shù)革新弧形步進滑道滑模施工技術(shù)連續(xù)皮帶機出碴技術(shù)連續(xù)皮帶機出碴下的同步襯砌技術(shù)連續(xù)分碴器自動分流裝車技術(shù)連續(xù)皮帶無損快速收放技術(shù)仰拱預(yù)制塊生產(chǎn)預(yù)埋道釘技術(shù)仰拱預(yù)制塊空中翻轉(zhuǎn)技術(shù)蒸汽養(yǎng)護數(shù)字傳感式溫度控制技術(shù)油水檢測技術(shù)107精選ppt弧形步進滑道滑模施工技術(shù)

工藝綜述弧形滑道步進方法作為TBM施工的一種新型、快捷的步進方法，在西秦嶺隧道施工中成功應(yīng)用，此方法關(guān)鍵是弧形滑道的施工，作為TBM步進的重要工序，其施工質(zhì)量、施工周期直接影響到整個步進的工期。

根據(jù)施工組織設(shè)計劃分，第1段出口鉆爆段長度為2113m，第2段羅家理斜井鉆爆段長度為4715m，TBM的步進長度達到6828m，即弧形滑道施工需6828米。108精選ppt弧形步進滑道滑模施工技術(shù)

弧形滑道施工關(guān)鍵點要保證弧形滑道較快的施工速度和較高的施工精度，應(yīng)注意以下幾個關(guān)鍵點:1)實現(xiàn)混凝土的連續(xù)灌注，同時能保證在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)模板的快速周轉(zhuǎn)和安裝。

2)混凝土為兩邊厚中間薄的縱向結(jié)構(gòu)，要保證混凝土能順利入模，且振搗密實，弧面無空洞、蜂窩和麻面。

3)弧面的弧度應(yīng)嚴(yán)格符合設(shè)計要求，在縱向無錯臺。模板的安裝精度和抗浮能力要求很高。109精選ppt弧形步進滑道滑模施工技術(shù)

弧形滑道施工方案根據(jù)弧形滑道的結(jié)構(gòu)特點，采用滑模施工，以形同人工抹面的方式來施工弧形滑道。在邊基上鋪設(shè)軌道，軌道上設(shè)置行走支架，在支架上設(shè)置一個縱向長12m，寬60cm左右的鋼模板，整個滑模在軌道上行走，對軌道進行定位后，滑動模板擺動的范圍為弧形滑道弧面，在弧形滑道內(nèi)沿隧道的法線方向左右擺動，抹光混凝土弧形滑道的弧面?；炷敛剂虾突∶娉尚慰梢酝瑫r進行，實現(xiàn)了弧形滑道的連續(xù)作業(yè)，由于模板面積小、混凝土塌落度小，模板無需抗浮要求。110精選ppt弧形步進滑道滑模施工技術(shù)111精選ppt弧形步進滑道滑模施工技術(shù)施工效果

西秦嶺隧道出口鉆爆段自2010年1月20日開始進行弧形槽施工，至2月16日完成整個2113m的施工任務(wù)，耗時26d，比原計劃提前4天完成，期間包括滑模調(diào)試和邊基施工。換算成月進度2438m，施工期間最高日進度為160m，有力地保證了TBM組裝和步進的開展。112精選ppt連續(xù)皮帶機出碴技術(shù)

總體方案第一掘進階段，連續(xù)皮帶機承載碴體后穿越1#、2#同步襯砌臺車直接輸送至隧道出口，通過轉(zhuǎn)載皮帶機橫跨整個洞外作業(yè)場地轉(zhuǎn)運至分碴器位置，利用連續(xù)分碴器自動分流裝車后由轉(zhuǎn)運工程車運輸至棄碴場。第二掘進階段時，4#連續(xù)皮帶機承載碴體后穿越1#、2#、3#同步襯砌臺車將碴體輸送至斜井“三岔口”位置，通過5#斜井轉(zhuǎn)載皮帶機穿越羅家理斜井輸送至洞外，經(jīng)6#洞外翻山皮帶機直接翻越山體，并經(jīng)7#延伸皮帶機被輸送至棄碴場。

6#翻山皮帶機橫跨河流、施工便道，最大爬升坡度21°，翻越山頂后以7%下坡，總長度約284m。

6#翻山皮帶機和7#延伸皮帶機為項目自行選線和設(shè)計，實現(xiàn)與TBM、正洞連續(xù)皮帶和斜井皮帶聯(lián)網(wǎng)遠程連鎖控制，運行情況良好。113精選ppt連續(xù)皮帶機出碴技術(shù)114精選ppt連續(xù)皮帶機出碴技術(shù)115精選ppt連續(xù)皮帶機出碴技術(shù)六大亮點亮點1：連續(xù)皮帶洞內(nèi)掘進出碴實現(xiàn)與同步襯砌體系、材料有軌運輸體系互不干擾亮點2：碴體輸送至洞外后利用連續(xù)分碴器實現(xiàn)與轉(zhuǎn)運工程車無縫銜接從而減少了二次裝碴作業(yè)亮點3：第一掘進段結(jié)束后皮帶機整體轉(zhuǎn)場期間利用皮帶收放裝置實現(xiàn)連續(xù)皮帶快速無損傷收放亮點4：整體轉(zhuǎn)場階段實現(xiàn)皮帶機主驅(qū)動、皮帶倉等超大件有軌運輸進洞及洞內(nèi)組裝亮點5：實現(xiàn)連續(xù)皮帶機在長距離、大坡度斜井內(nèi)合理布置并成功實現(xiàn)正洞連接斜井出碴亮點6：第二掘進階段實現(xiàn)連續(xù)出碴皮帶翻山跨河直接輸送至棄碴場內(nèi)部116精選ppt連續(xù)皮帶機出碴下的同步襯砌技術(shù)

同步襯砌體系根據(jù)襯砌凈空設(shè)計，同步襯砌臺車及作業(yè)臺架通過尺寸優(yōu)化采用不占用仰拱預(yù)制塊上運輸軌道，在邊墻基礎(chǔ)單獨設(shè)行走軌道的進行設(shè)計，與運輸線路互不干擾。襯砌臺車及作業(yè)臺架下部凈空滿足雙線機車通行要求；風(fēng)管設(shè)在襯砌臺車及作業(yè)臺架中上部的Φ2.2m風(fēng)管滑行托盤中，滿足隨時通風(fēng)的需要。為滿足TBM通過時對隧道凈空的要求，出口鉆爆段及羅家理斜井鉆爆段在隧道開挖結(jié)束后只施作初期支護，待TBM步進通過后才可以進行二次襯砌作業(yè)，因此，在第二階段TBM正常掘進期間不僅要緊跟TBM進行軟弱圍巖襯砌支護、還要進行TBM預(yù)備洞的襯砌施工。根據(jù)生產(chǎn)及工期需要，共投入襯砌臺車6部，其具體配置情況詳見續(xù)表。117精選ppt連續(xù)皮帶機出碴下的同步襯砌技術(shù)襯砌施工與皮帶機出碴的矛盾在第二掘進段TBM連續(xù)出碴皮帶機必須穿過1#、2#、3#同步襯砌臺車及配套作業(yè)臺架，因此，同步襯砌臺車及臺架、穿越臺車的風(fēng)、水、管、線路要設(shè)計合理，不影響防水材料鋪設(shè)、襯砌混凝土澆筑及皮帶修補與出碴互不干擾解決方案同步襯砌臺車、臺架行走時需拆除位于其前方的皮帶機支架，臺車、臺架設(shè)計時，在二者之間設(shè)置具有縱向自由度的拉門式伸縮臺架，并在伸縮臺架上設(shè)置托架軸承滑道，作為臺車行走時皮帶機支架，臺車前行時拉伸拉門式臺架，行至下一襯砌段并和作業(yè)臺架完成施工任務(wù)后，收縮拉門式臺架，當(dāng)最后一組臺架前行至與其尾部的第一組皮帶機支架距離達到4.5m時，安裝一組皮帶機支架。這樣，無論襯砌臺車和作業(yè)臺架是在行走狀態(tài)還是作業(yè)期間，均不會影響正常的皮帶機出碴，達到真正的同步。118精選ppt連續(xù)皮帶機出碴下的同步襯砌技術(shù)119精選ppt連續(xù)皮帶機出碴下的同步襯砌技術(shù)120精選ppt洞內(nèi)皮帶位置121精選ppt電纜與皮帶穿過模板臺車122精選ppt連續(xù)分碴器自動分流裝車技術(shù)

方法對比（a）連續(xù)分碴器自動切換裝車技術(shù)（b）傳統(tǒng)挖掘機、裝載機配合裝車技術(shù)VS123精選ppt連續(xù)分碴器自動分流裝車技術(shù)1－連續(xù)給料裝置(出碴口)2－主分碴器受料接口3－主分碴器切換液壓油缸4－主分碴器切換板5－切換軸端密封6－結(jié)構(gòu)鋼架7－主分碴器梭槽8－子分碴器受料口9－子分碴器切換液壓油缸10－子分碴器切換板11－限位板12－子分碴卸料口13－外覆電加熱板14－應(yīng)急卸料口15－混凝土防撞護墩16－轉(zhuǎn)運工程車124精選ppt連續(xù)皮帶無損快速收放技術(shù)

總體方案西秦嶺隧道第二階段施工所需皮帶必須通過第一階段皮帶拆除后重復(fù)利用，提高連續(xù)皮帶收方效率是提高施工進度的途徑，經(jīng)過設(shè)計由2部相同的皮帶收放機組成，每臺皮帶收放機都具有獨立的驅(qū)動控制系統(tǒng)實現(xiàn)，代替以往傳統(tǒng)的機車拖動支架收方皮帶。125精選ppt連續(xù)皮帶無損快速收放技術(shù)126精選ppt連續(xù)皮帶無損快速收放技術(shù)127精選ppt連續(xù)皮帶無損快速收放技術(shù)128精選ppt仰拱預(yù)制塊生產(chǎn)預(yù)埋道釘技術(shù)

工藝流程模具在設(shè)計制造時，取消承軌槽位置預(yù)留道釘孔用的立柱模型，在原設(shè)計位置設(shè)置螺旋道釘孔及用于螺旋道釘卡緊用橡膠墊圈的預(yù)留槽。施工時，在預(yù)留槽內(nèi)安入橡膠墊圈，將螺旋道釘螺絲端向下卡入橡膠墊圈中心孔內(nèi)，道釘預(yù)埋工作完成。待脫模翻轉(zhuǎn)后取下橡膠墊圈，以便重復(fù)使用。129精選ppt仰拱預(yù)制塊生產(chǎn)預(yù)埋道釘技術(shù)①—模具預(yù)留及橡膠墊圈預(yù)埋槽；②—橡膠墊圈、成品道釘及橡膠墊圈安入預(yù)留槽的情景；③—道釘螺絲端向下卡入橡膠墊圈的情景；④—脫模后的情景；⑤—去掉橡膠墊圈后的情景；⑥—吊桿預(yù)埋脫模后的情景預(yù)埋道釘技術(shù)實施過程圖130精選ppt仰拱預(yù)制塊空中翻轉(zhuǎn)技術(shù)

綜述

為解決長久以來真空吸吊翻轉(zhuǎn)機不適用于仰拱預(yù)制塊脫模及翻轉(zhuǎn)、地面翻滾仰拱預(yù)制塊技術(shù)落后且弊端明顯等問題，適應(yīng)TBM快速高效的施工節(jié)奏，西秦嶺隧道首次引入仰拱預(yù)制塊液壓起吊翻轉(zhuǎn)機。仰拱塊翻轉(zhuǎn)機結(jié)構(gòu)設(shè)計簡捷輕便、造價低廉、輸送能力強、機械化程度高、操作簡便，只需1人輔助天車司機作業(yè)便可實現(xiàn)預(yù)制塊脫模、翻轉(zhuǎn)同步完成，極大地減輕了人員勞動強度、減少了轉(zhuǎn)運次數(shù)及對行吊的占用時間、真正實現(xiàn)結(jié)構(gòu)“零損傷”。131精選ppt仰拱預(yù)制塊空中翻轉(zhuǎn)技術(shù)液壓起吊翻轉(zhuǎn)機在預(yù)制塊翻轉(zhuǎn)中的優(yōu)勢1）結(jié)構(gòu)設(shè)計簡捷輕便，造價低廉，輸送能力可達25t，有充足的安全富余量；

2）翻轉(zhuǎn)油缸伸縮一次可帶動夾緊頭旋轉(zhuǎn)180°，脫模平移后即可進行翻轉(zhuǎn)作業(yè)，操作簡便；

3）充分發(fā)揮仰拱預(yù)制塊結(jié)構(gòu)尺寸相一致、中心位置厚度較大的特點，在預(yù)制塊上前后兩側(cè)各預(yù)留兩個夾緊用翻轉(zhuǎn)孔來抵抗預(yù)制塊脫模、翻轉(zhuǎn)期間的剪力，有效防止預(yù)制塊松脫；

4）以仰拱預(yù)制塊1.8m長度方向為中心軸進行翻轉(zhuǎn)作業(yè)，作業(yè)空間小。132精選ppt仰拱預(yù)制塊空中翻轉(zhuǎn)技術(shù)液壓吸吊翻轉(zhuǎn)機脫模、翻轉(zhuǎn)工藝133精選ppt蒸汽養(yǎng)護數(shù)字傳感式溫度控制技術(shù)

采用蒸汽養(yǎng)護的仰拱預(yù)制塊，如果混凝土蒸汽養(yǎng)護過程中升、降溫速度控制不嚴(yán)格，極易造成混凝土表面急驟過熱或降溫，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面或溝槽出現(xiàn)溫度裂縫。為更加準(zhǔn)確掌握混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度變化情況，我部仰拱預(yù)制塊生產(chǎn)溫度控制采用數(shù)字傳感式溫度計，混凝土澆筑完成靜養(yǎng)至注漿棒拔出后，將傳感探頭放入注漿孔內(nèi)、將傳感線接出至養(yǎng)生篷布外，通過手持式數(shù)字溫度計掌控蒸汽養(yǎng)護升降溫變化情況。該方法與傳統(tǒng)的煤油溫度計、指針溫度計、紅外溫度計測溫法相比，由于測點位于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，測量結(jié)果更準(zhǔn)確、更具施工指導(dǎo)意義，同時該方法減輕了試驗人員的勞動強度，縮短了測量周期，便于溫控調(diào)節(jié)。134精選ppt油水檢測技術(shù)

西秦嶺油水檢測室設(shè)備配置測溫槍溫度監(jiān)測便攜式振動儀振動監(jiān)測噪音計噪音監(jiān)測頻譜分析儀振動頻譜監(jiān)測油液監(jiān)測設(shè)備運行參數(shù)記錄壓力、流量、電壓、電流等聽診器聽診135精選ppt油水檢測技術(shù)

油水檢測室設(shè)備配置鐵譜顯微鏡鐵譜測量讀數(shù)器鐵譜分析儀136精選ppt油水檢測技術(shù)油水檢測室設(shè)備配置污染度測試儀粘度測試儀137精選ppt第六部分

TBM的選型及不同地質(zhì)的處理138精選ppt一、西秦嶺項目掌子面坍塌段地質(zhì)情況本段圍巖為變砂巖，設(shè)計為三類圍巖，巖層夾雜較多石英巖脈，節(jié)理較發(fā)育。采集巖石樣本進行抗壓強度實驗為110MPa。掘進時掌子面坍塌嚴(yán)重，縱向坍塌最深達2米多，大石塊較多，掘進效率偏低，平均掘進速度為50cm/h，拉急停撿石塊占掘進時間的70%左右。刀圈常常被大石塊砸斷或砸裂，擋渣塊也時常被大石塊砸掉甚至砸斷。大石塊對皮帶的損傷也非常嚴(yán)重，經(jīng)常劃破皮帶。139精選ppt掌子面情況加焊擋碴板1加焊擋碴板2140精選ppt經(jīng)過皮帶的石塊141精選ppt對刀牙進行改造

刀牙的改造計劃采用新制做的刀牙更換原有刀盤上部分刀牙，增加刀牙強度。新制做的采用和原刀牙一樣的16Mn材料，不同的是新做的刀牙將若干刀牙做為一整體，如下圖所示：142精選ppt二、

某項目TBM脫困情況處理

TMB掘進進入F5斷層范圍，在斷層內(nèi)掘進約20m后，圍巖在高應(yīng)力情況下發(fā)生收斂，將盾殼抱住，TBM被困。F5斷層情況：根據(jù)地質(zhì)勘測設(shè)計圖紙描述，F(xiàn)5斷層長度約300m，最大埋深694m，母巖為加里東期侵入的石英閃長巖，受構(gòu)造影響石英閃長巖總體較破碎，局部為碎裂巖并有輕微蝕變。局部有地下水發(fā)育。通過這幾次TBM脫困揭露的圍巖情況來看，基本與圖紙描述一致。TBM脫困情況介紹143精選ppt第一次脫困施工經(jīng)歷時間：26天地質(zhì)情況：侵入石英閃長巖，石英含量高，圍體完整性差，無水。被困原因：該段圍巖微節(jié)理裂隙發(fā)育，在高地應(yīng)情況下，盾體部位圍巖發(fā)生收斂，且收斂速度快，幅度大，收斂圍巖將整個盾殼抱死，掌子面及刀盤頂部圍巖發(fā)生坍塌，塌腔最高處達3m，以上兩方面因素導(dǎo)致TBM無法前進，TBM被困。

脫困方案及過程：將盾殼大跨以上周邊巖體清除，并采用鋼筋網(wǎng)片＋木板＋方木＋工字鋼臨時支護形成一個高1.2米的空間，以釋放盾殼壓力，幫助TBM脫困。144精選ppt圍巖發(fā)生收斂，緊貼盾殼

145精選ppt人工風(fēng)鎬開挖，木板＋鋼筋網(wǎng)片＋方木臨時支護

146精選ppt第二次脫困施工

經(jīng)歷時間：56天地質(zhì)情況：侵入石英閃長巖，石英含量高，圍體完整性差，開始無水，處理過程拱部有淋雨狀出水。被困原因：TBM盾殼周邊收斂巖體清除后，TBM往前掘進，掘進時掌子面發(fā)生較大坍塌，刀盤及前盾被卡。掘進時由于盾殼移動，第一次脫困施作的臨時支護垮塌，盾殼處圍巖亦發(fā)生坍塌。147精選ppt脫困方案及過程

通過約一周刀盤及伸縮盾開孔處往外掏碴，沒有收到成效；便從已安裝倒數(shù)第二環(huán)管片頂部開孔，進入尾盾，從后向前采用人工風(fēng)鎬開挖＋鋼支撐超前小導(dǎo)管錨噴網(wǎng)支護進行開挖，開挖過程拱部出現(xiàn)淋雨狀出水，地下水將拱部塌體浸泡成泥質(zhì)流體，本段采用密插小導(dǎo)管通過。開挖支護至刀盤前1.1米（刀盤中心部位），將刀盤周邊巖體掏空，并便刀盤試轉(zhuǎn)動，并對掌子面進行刷坡，開挖支護施工完成后，進行TBM掘進。148精選pptTBM掘進后，施作的臨時支撐已全部破壞，圍巖發(fā)生坍塌

149精選ppt鋼支撐超前超前小導(dǎo)管錨噴網(wǎng)支護

150精選ppt開挖過程中拱部出現(xiàn)了淋雨狀出水，

采用密插小導(dǎo)管渡過該段

151精選ppt第三次脫困施工

經(jīng)歷時間：60天地質(zhì)情況：侵入石英閃長巖，石英含量高，圍巖微解理裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性差，易發(fā)生坍塌，無水。被困原因：TBM脫困掘進時，因圍巖破碎，穩(wěn)定性極性，在刀盤擾動下，支護拱架直腳處圍巖失穩(wěn)坍塌，并從支護背后流出，導(dǎo)致刀盤前支護結(jié)構(gòu)失穩(wěn)坍塌，將刀盤卡住，TBM被卡。處理方案及過程：將未發(fā)生破壞的支護結(jié)構(gòu)加固；刀盤部及前方塌方段進行全斷面開挖，開挖長度為進入未塌方部份3～5m，底部施作噴射砼仰拱，TBM步進通過該段，開挖掌子面周邊打設(shè)5m超前管棚支護，以保障TBM重新進洞時掌子面的穩(wěn)定。152精選ppt塌方將原拱架結(jié)構(gòu)破壞153精選ppt鋼支撐超前超前小導(dǎo)管錨噴網(wǎng)支護

154精選ppt第四次脫困施工經(jīng)歷時間：60天地質(zhì)情況：侵入石英閃長巖，石英含量高，圍巖微解理裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性差，無水。被困原因：TBM第三次脫困后，在步進進程中，進行往右下調(diào)向，并由于底部仰拱經(jīng)水浸泡后已喪失承載力及姿態(tài)發(fā)生偏差后PPS導(dǎo)向系統(tǒng)無法正常工作，TBM步進及掘進后，姿態(tài)發(fā)生嚴(yán)重失控，成洞軸線與設(shè)計軸線發(fā)生較大偏差導(dǎo)致管片無法安裝，TBM在停機時間過長的情況下，因圍巖收斂，造成TBM被困。155精選ppt處理方案及過程：采用人工風(fēng)鎬開挖＋鋼支撐超前小導(dǎo)管錨噴網(wǎng)支護進行開挖，幫助TBM脫困，開挖掌子面超前刀盤面約2.5m，TBM脫困后在掌子面施作砼反力墻，采用方木加工反力架，TBM在雙護盾模式下實現(xiàn)整體后退約9m，后退后在刀盤與掌子面之前施作砼鋼軌導(dǎo)向臺，以進行TBM調(diào)向。掌子面施作砼封閉環(huán)，以保障TBM始發(fā)掘進時掌子面圍巖的穩(wěn)定。156精選ppt噴射砼封閉環(huán)

157精選ppt第五次脫困施工時間：30天地質(zhì)情況：侵入石英閃長巖，石英含量高，圍巖微解理裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性差，易發(fā)生坍塌，暫時無水。被困原因：TBM調(diào)向掘進后，姿態(tài)處于可控狀態(tài)，但由于地質(zhì)破碎，拱頂發(fā)生較大規(guī)模坍塌（塌腔最高處約10m），周邊圍巖收斂變形，將盾殼抱死，TBM被困。處理方案及過程：從倒數(shù)第五環(huán)管片C片鋼管片開口進入盾殼處，并從后向前自大跨下50cm以上部份開挖收斂圍巖及塌體，并進行鋼支撐超前小導(dǎo)管錨噴網(wǎng)支護，如塌體過高，用從塌體上方通過的方式。計劃開挖至掌子面前1.5m，將掌子面加固后進行TBM掘進。本次脫困施期間，塌腔仍不時有掉塊，塌腔有繼續(xù)擴大的可能。158精選ppt掌子面圍巖及刀盤處塌腔

159精選ppt伸縮盾部位塌腔

160精選ppt尾盾處塌腔

161精選ppt尾盾支護施工且塌腔在進一步擴大

162精選ppt三、某項目TBM的脫困處理某項目自發(fā)生大卡機以來，共歷時551個日歷天，施工進度完成1456.6m，平均日進度2.6m。施工過程中遇到的主要問題是地質(zhì)問題，因地質(zhì)原因?qū)е耇BM頻繁卡機，影響工程推進。TBM掘進以來各年度完成情況如下表所示163精選ppt年度年度掘進（m）年度平均月進度（m）開累完成（m）開累平均月進度（m)備注928.5309.5928.5309.5其中含步進466.5m3062.72553991.2266444.4374435.6163.581.1274516.9150.5164精選ppt2．卡機情況

（1）卡機現(xiàn)象TBM在施工過程中，發(fā)生的卡機現(xiàn)象主要有以下幾種情況：①卡刀盤掌子面圍巖破碎不能自穩(wěn)引起坍塌，大量破碎的石塊、石碴夾泥水涌入刀盤，皮帶機出碴量劇增，刀盤扭矩和電機電流急劇上升，最終導(dǎo)致刀盤無法轉(zhuǎn)動及皮帶機無法運轉(zhuǎn)。進入2011年后，圍巖變化的范圍更短、更頻繁，有時掘進2m圍巖即發(fā)生變化，因掌子面坍塌發(fā)生TBM刀盤被卡的情況最多，如下圖所示。②卡前盾由于圍巖大變形，圍巖破碎應(yīng)力作用在盾殼上產(chǎn)生的

165精選ppt卡機情況刀盤被破碎圍巖卡死刀盤內(nèi)涌入大量石渣166精選ppt摩擦力大于主推進油缸的最大推力（系統(tǒng)壓力上升至最大推進壓力345bar），掘進機無法前進，前盾被卡，最嚴(yán)重時將前盾與外伸縮盾的連接螺栓拉斷一次，如下圖所示。

前盾被破碎圍巖卡死（下圖前盾被圍巖抱死（上圖）167精選ppt③卡支撐盾

圍巖變形量大，擠壓支撐盾，掘進機換步時輔推油缸壓力持續(xù)增大，達到最大極限值700bar時仍不能克服圍巖作用在支撐盾上的壓力，支撐盾不能前移、無法實現(xiàn)換步。具體如下圖所示。

支撐盾被破碎圍巖壓死支撐盾被圍巖抱死168精選ppt④卡尾盾圍巖在地應(yīng)力作用下持續(xù)收斂變形，擠壓尾盾向內(nèi)收縮，尾盾與管片之間沒有間隙，甚至管片楔形塊都不能安裝到位。在圍巖收斂速度比較快時，圍巖和管片的共同擠壓作用將尾盾死死地夾住，造成支撐盾換步時輔推油缸壓力達到極限仍無法前移，嚴(yán)重時將尾盾與支撐盾的連接螺栓拉斷，尾盾與支撐盾脫開。圍巖的擠壓也導(dǎo)致尾盾變形，侵占管片安裝凈空，導(dǎo)致管片安裝成型質(zhì)量極差，局部地段被迫采取型鋼支護后再澆混凝土襯砌的方式進行施工支護，勉強確保TBM后配套順利通過。（2）卡機統(tǒng)計

TBM掘進以來，共發(fā)生大小卡機22次，TBM一直處于卡機→脫困→緩慢掘進幾環(huán)→再卡機→脫困施工之中。全年卡機時間299天，占全年施工時間的82%。TBM掘進以來發(fā)生的卡機情況如下表所示。

169精選ppt卡機原因卡機次數(shù)累計影響時間（d）備注卡刀盤689前盾壓死8165支撐盾壓死13116支撐盾尾盾同時壓死尾盾壓死13116支撐盾尾盾同時壓死前盾抱死465支撐盾抱死598支撐盾尾盾同時抱死尾盾抱死598支撐盾尾盾同時抱死170精選ppt

（3）卡機原因①卡刀盤

由于本工程洞線穿越地層地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，硬質(zhì)巖中夾軟質(zhì)巖，巖性變化頻率非?？?，TBM進入斷裂破碎及影響帶，其巖體被多次構(gòu)造運動切割揉皺后極為破碎，也是基巖裂隙水的賦存區(qū)。掘進開挖后，圍巖初始應(yīng)力場在開挖界面失去平衡，應(yīng)力重分布后，破碎的巖體強度和變形能力都遠遠低于圍巖二次應(yīng)力場，在開挖后很短時間內(nèi)隧洞掌子面喪失穩(wěn)定，出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，加之?dāng)嗔褞жS富的地下水起“催化劑”作用，坍腔發(fā)展越來越大、坍塌碴體在刀盤上方越積越多，最后導(dǎo)致出碴不及，刀盤無法有效轉(zhuǎn)動。②卡前盾

本工程區(qū)域經(jīng)多次的地質(zhì)構(gòu)造影響，構(gòu)造應(yīng)力大，且最大主應(yīng)力方向與隧洞走向幾近垂直。隧洞開挖應(yīng)力重分布后，其二次位移量大于隧洞開挖輪廓與盾殼的間隙，盾

171精選ppt殼相當(dāng)于一個支護結(jié)構(gòu)約束了這種變形。圍巖二次應(yīng)力分布的殘余應(yīng)力作用在盾殼上，增加了掘進阻力。殘余應(yīng)力小，TBM主推力可以克服時，掘進時表現(xiàn)為推進力大，但尚可緩慢掘進；殘余應(yīng)力大至主推進力無法有效克服時，則表現(xiàn)為卡機。③卡支撐盾圍巖的變形隨時間增長，通常情況下，在開挖后三天內(nèi)這種增長近似于線性關(guān)系。支撐盾距刀盤約6m（支撐盾長3.5m，支撐盾尾距刀盤9.5m），在不良地質(zhì)段，受坍塌清碴影響，進度緩慢。支撐盾處的圍巖開挖后在無支護狀態(tài)下暴露了較長時間，支撐盾已作為一種支護，約束了圍巖變形，與圍巖形成了一個共同受力的結(jié)構(gòu)體系，此時已是一種平衡的三次應(yīng)力狀態(tài)。此時，若巖體分配在盾殼上的力較小，TBM在換步時加大推力則可實現(xiàn)支撐盾向前滑動；若巖體分配在盾殼上的力大，輔助推力達到設(shè)備

172精選ppt限值亦無法換步時，則需要在支撐盾外沿稍加擴挖后換步或是停機全面擴挖脫困處理。④卡尾盾尾盾是距離刀盤最遠的部分（尾部距刀盤13m，尾盾全長3.45m），與其對應(yīng)的圍巖開挖后暴露的時間更長，圍巖對尾盾的作用機理跟支撐盾一樣，其分配給尾盾的力較支撐盾處更大；另一方面，本臺TBM所設(shè)計的理論盾尾間隙為6mm，在不良地質(zhì)段，由于圍巖對尾盾的作用導(dǎo)致尾盾產(chǎn)生變形，還未脫離尾盾的管片則作為約束阻止這種變形，相當(dāng)于又施加到尾盾上一個反力。這種里外擠壓，導(dǎo)致TBM換步時尾盾難以抽出，被卡后被迫采取措施脫困。

173精選ppt3.采取的施工措施

（1）超高壓換步

TBM配備了一套高達700bar的超高壓泵站，增加輔推油缸壓力，以克服盾殼壓力，順利換步防止受困。（2）超前化學(xué)灌漿加固在圍巖破碎、自穩(wěn)能力差的洞段采用超前灌漿提前加固改良地層。主要做法是利用改裝后的YT28風(fēng)鉆，在刀盤內(nèi)通過刮板孔、刀孔、人孔鉆孔注漿，鉆孔采取自進式玻璃鋼鉆桿、自進式錨桿、六方鉆孔套鉆（1.5m、2.5m、3.5m、4m、4.5m、5m）成孔，鉆孔角度受刀盤空間影響，仰角及外插角在45°～60°之間，一次加固時在刀盤周邊及掌子面前方共計鉆孔10～12個注漿加固。注漿材料選用方面，項目部曾對CS雙液漿、174精選ppt瑞夫斯固化劑、化學(xué)漿液三種灌漿材料的應(yīng)用效果進行驗證，最終選定化學(xué)漿液。CS雙液漿及固化劑在現(xiàn)場實施過程中主要問題在于漏漿，由于暢通的圍巖裂隙的存在，加之水泥基材料漿液的凝結(jié)時間和強度增長時間受地下水影響非常大，在地下水作用下，漿液隨裂隙回流，灌漿效果難以保證。具體試驗情況如下圖所示：

刀盤內(nèi)鉆孔刀盤固化劑漏漿175精選ppt

選用的化學(xué)漿液主要為馬麗散系列材料及瑞米加固堵水1號，根據(jù)現(xiàn)場試驗應(yīng)用效果來看，主要有粘度低可灌性好、凝結(jié)時間可控、膨脹倍數(shù)可調(diào)節(jié)、固定進料配比操作簡單等優(yōu)點?，F(xiàn)場實踐表明，化學(xué)漿液在巖石單體強度較高、圍巖節(jié)理裂隙間刀盤固化劑漏漿無夾泥現(xiàn)象、地下水較豐富情況下灌漿效果較好，灌漿施工時擴散半徑約1.0～1.5m，平均延米灌漿量約0.2～0.5t；若裂隙間夾泥現(xiàn)象突出、炭質(zhì)片巖條件及圍巖遇水泥化情況下灌漿效果差，可灌性略差，其擴散半徑約為0.2～0.6m，平均延米灌漿量在0.02～0.1t。具體情況如下圖所示：

化學(xué)灌漿強度試驗掌子面化學(xué)灌漿固結(jié)效果176精選ppt

（3）人工擴挖以伸縮盾3個觀察窗和尾盾頂部臨時割開的方孔為通道，采用風(fēng)鎬和撬棍向支撐盾、前盾和尾盾方向?qū)鷰r擠壓的區(qū)域人工擴挖，用方木、木板和扒釘搭建臨時支撐，擴挖尺寸60～80cm，將盾殼半圓以上部位全部掏空，如圖所示。盾殼擴挖后支撐情況（上圖）人工擴挖施工（下圖）177精選ppt

（4）邊刀外墊，增大開挖直徑將刀盤的21－25號刀具依次用墊塊墊高5mm、10mm、15mm、20mm、25mm，使25號邊刀外伸25mm，刀盤開挖直徑加大50mm。（5）前盾打孔注黃油在外