第3篇 隧道施工(巴基斯坦TBM)

…………………………………………………….. 第3篇 TBM施工 第6章 TBM施工概述

6.1 工期安排与施工阶段化分

根据总体施工进度计划，从均衡施工、资金流动及我单位施工能力方面考虑，计划TBM施工总工期为60个月（另有55天的TBM安装期）。施工阶段化分如下：

TBM施工准备阶段：

计划用40天的时间完成TBM到场前的施工准备工作，迎接TBM进场。 用55天的时间完成TBM机组的安装、调试、动载试验工作。 TBM施工试验段

计划用45天的时间完成TBM初期试掘进施工期或称TBM试验段，计划平均月掘进168米。

TBM施工阶段：

初步计划平均月完成500米。TBM施工期间约24个月。 TBM维修阶段：

在完成TBM施工后，用一个月的时间对TBM进行一次全面的维修保养。 TBM拆卸收尾阶段：

用60天时间完成TBM机组的拆除和向洞外转移工作，确保后续工程顺利进行。

6.2 TBM施工各系统之关系

TBM工厂化施工生产的管理，表现在对宏观大系统的作业序列协调组织，和对微观单项作业的时间、质量等的控制。系统作业及工序管理包括对硬件系统的监控、生产系统的施工组织、保障系统运作组织、异常状态下故障处理等等。TBM施工与传统钻爆法不同的是，它的工效以机器的工作时间来决定，而钻爆法上是以全工序的循环时间来决定。

了解各工序之间的关系，充分的协调系统作业及工序管理，最大化的发挥和利用机械设备，提高机械利用率和完好率，是TBM施工的关键所在。

下图表示了TBM掘进系统的关系。

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…………………………………………………….. 第3篇 TBM施工 通风排水除尘降尘设备降噪环境降温环境系统当前循环洞外供电配电系统系统排碴行车轨运系统系统掘列车装卸系统洞外转运进保障新一轮循系系统监控环系统材料供应系统材料组织统运输系统掘进系统洞外作业主机系统风、水系统挂网支护初喷混凝土二次衬砌地层物质与技术保障措施改良锚杆加固现浇混凝土铺底钢拱支护关系过程顺序支护系统TBM施工系统关系示意图

图6.3-2

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…………………………………………………….. 第3篇 TBM施工 第7章 TBM施工前期准备

TBM的施工组织，重点包括初期的设备选型、设计制造、运输到场、设备安装、掘进、解体和维修保养、二次转用等。要充分发挥TBM机的各项功能，有效的利用TBM机来完成预定的生产任务，做好施工布置，不打无准备之仗关系重大。

TBM施工前期的各项准备工作也将围绕该条主轴线展开。准备工作的重点在；落实组织机构；完成岗前培训和技术教育；补充地质调查、完善设备加工配套；科学组织施工；做好协调、明细规化，落实到位。 7.1 组织准备

根据已往施工经验和我单位的管理水平、体系，按各工序人员分工负责，按岗定人，在留有充分的余地的基础上，TBM工区整体计划安排施工操作人员560人，管理和服务人员40人，将完全满足TBM的施工需要。

施工中必须建立统一的调度指挥系统，协调各工序间、洞内外各工序的关系，保证施工的连续性。TBM施工前的准备工作也应围绕着TBM掘进循环工作而展开。 9.2 技术培训

作为高度机械和自动化生产施工手段，TBM施工是一种技术密集型生产施工。各种技术作为信息能量渗透于系统的各个方面。技术保障在TBM施工运行过程中，将这种能量不断提供给系统本身，充分发挥操作人员的技术水平，不断提高操作技能，规范作业程序，岗前培训和技术学习是TBM施工的前提，开展各项TBM的技术培训是重点。 7.3 设备配套

TBM设备因是作为高度机械和自动化生产的一种技术密集型施工设备，良好的配套系统和完善的后期服务是顺利施工的前提，设备配套多数已有厂家完成，做为TBM的施工单位，为充分发挥TBM机械化施工的优势，就应针对现场的实际情况，结合施工布置，补充和加工一定数量的辅助设施。 7.3.1 主机选定

根据本标段的工程条件、地质特点、工期、造价及施工要求，我们对威尔

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…………………………………………………….. 第3篇 TBM施工 特、海瑞克、罗宾斯的TBM方案进行比较，同时结合秦岭隧道TBM工程和国内、外一些TBM在不同围岩中施工的经验，我们认为在本工程选用德国威尔特生产的敞开式TB800E能够适应地质并满足工程的工期要求。

敞开式TBM适合硬岩隧道的开挖。同时它的优势还表现在掘进软弱围岩或破碎带时，通过TBM上设置的支护设备来完成对隧洞的初期支护，它们是：锚杆钻机、混凝土喷射机、钢拱架安装机、超前钻机等。

TBM掘进方向采用ZED激光导向系统来控制。此系统由带激光的电子经纬仪系统、目标单元、控制单元、接口单元、中继单元等组成。 7.3.2 配套设备

根据所选主机设备的配制，结合现场实际情况，机械配套本着“性能可靠、技术先进、满足需求、略有富余的原则进行，根据以往长大隧道设备配套的成功经验和我单位的现有装备实力，结合本工程的具体特点，设备选型采用无废气污染的电动设备，现场施工应完善的辅助设备有；

1）针对洞内安装，场地狭窄、运输和安装受场地、空间限制的实际，设计相应的运输进洞平车，起吊重量达2×75T的桥式走行梁。

2）依据施工方案，设计主、支洞运碴转换设备，二次衬砌支护设备，支洞出碴设备；长距离通风和水、电供应设备等。

3）完善出碴列车、矿车、皮带机、等辅助设备。 7.4 补充地质探测

TBM施工对地质非常敏感，地质超前预报也就非常关键。提前做好详细、准确的地质调查，掌握前方地质情况，提前采取防范措施是确保快速、安全掘进的关键环节，特别是地质不良地段，一定要对围岩的自稳能力、TBM设备的适应性等方面有一个较为准确的评估，以便及时调整掘进参数和采取有效的支护手段进行高效率地施工是非常必要和关键的。

7.5 场地布置

隧道施工是以掘进、支护、装运等三项工作为基础进行的。TBM施工与钻爆法施工相比在作业序列上有着很大的不同。TBM施工是作为工厂化的施工系统来

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…………………………………………………….. 第3篇 TBM施工 运行的，它有三个基本的特点：协调性、连续性和密集性，这三点决定了其施工组织的原则。为此，我们在施工方案的布置上做了通盘的考虑，从硬件上对掘进、弃渣外运、支护、能源、保证安全上做了大量的分析研究和计划布置；在软件上对各环节进行了各项管理方面的研讨，特别是在场地布置方面，重点考虑了三个不同施工阶段的场地利用和规化，即：在支洞掘进施工时的场地布置；TBM到场、进洞安装阶段的场地布置和TBM掘进过程中的场地布置。 7.5.1 洞外场地布置

TBM施工时开挖、出碴、运输、支护等工序平行连续作业，要求洞外配套设施的能力必须满足TBM掘进的需要，并且布局合理。TBM施工工序较多，施工前将编制实施性施工组织设计，制定关键工序作业指导书，加强工序衔接，确保连续性。同时，针对当地的气候条件，要有针对性的制定切实可行的防寒措施。

按照工程策划及招标文件规定的施工场地移交时间，进场后，在T1、T2支洞口即展开总体的规化和布置，这期间，除重点考虑T1、T2支洞正常的掘进、出碴外，还需对TBM的到场、拼装占用空间，后期的TBM掘进期主洞出碴、材料运输等多种因素进行安排和布置。各施工段不同对场地的需求也不一样；

支洞掘进期间；洞外场地应满足钻爆法施工出碴的需要，拌合站和储料场的布置、无轨运输和风、水、电的接入，还需为TBM到场留出充足的临时存放场地。

TBM组装期间；要满足临时拼装场的占地需要，保证支洞皮带机的安装和洞外皮带机弃碴场地的设置，汽车运输设备的装、运卸作业，进洞材料的运输和临地工程材料的堆放等。

TBM掘进施工阶段；洞外应保证皮带机及其弃碴场地、设备和转运设备的正常运作，还需确保混凝土浇注、锚喷支护、钢拱架、轨道材料等的运输进洞。洞外材料应有一定的存放场地。

洞外配套设施的重点是TBM临时拼装场和混凝土拌合站。 7.5.2 洞内TBM施工场地布置

洞内TMB施工场地布置重点在TBM施工的三个阶段，即TBM进洞安装阶段，TBM洞内维修保养阶段和TBM的拆卸出洞阶段。各阶段的洞内布置及规化针对不同的使用范围而设置。

TBM进洞安装阶段；主要是满足TBM的安装要求，主机安装洞长40m，较主

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…………………………………………………….. 第3篇 TBM施工 机整体结构长15m，完全可以保证安装工作的顺利进行。

TBM洞内维修保养阶段；TBM完成施工掘进后，在通过支洞处安排了一个月的维修保养阶段，此时洞室不必按扩大洞室的尺寸开挖，只要能保证TBM机的正常维修就行了。

TBM的拆卸出洞阶段；按拆卸洞设计尺寸开挖，保证TBM的拆卸工作能顺利展开，拆卸洞尺寸可比照安装洞尺寸进行开挖。 7.6 辅助管、线规化

通风：

施工通风采用管道压入式通风为主、射流风机和局扇辅助送风的形式进行。通风主要使用在机器散热和工作人员对新鲜空气的需要。TBM通风由主风管供给，通过后配套的助推风机增加，经过接力风机送到TBM各个工作区域。除尘通过刀盘喷水和除尘装置来实现，净化后的空气作为清洁空气吹回隧道。掘进期间，通风、除尘系统一直处于工作状态。施工中注意检查风管有无漏风现象，检查并更换除尘风机的过滤网罩，创造良好舒适的工作环境。

供水：

施工供水工程主要是为保证TBM机的掘进而进行的冷却、除尘、钻机、降温、清洗和喷射混凝土料的拌合等而设置。施工中将通过洞外供水系统通过管道将水引入隧道施工作业面。主供水管；采用φ100的钢管、法兰盘连接，管道直接引入TBM后配套车上的储水箱中。为满足如仰拱现浇、喷射混凝土、二次模筑衬砌等后续工程施工作业用水的需要，洞内每150米设一处φ50闸阀。

排水：

为保证施工环境的良好，我部计划采取人工抽排的方式进行洞内污水的排放处理。

施工中沿隧道纵向每隔1000米设一处集水井，各井间铺设φ200的钢管管道通过抽排的方式逐步分段排出。

主洞与支洞交叉处设高扬程污水泵向洞外排送，支洞内高扬程污水泵设二级或三级接力传送。

供电：

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…………………………………………………….. 第3篇 TBM施工 整个TBM施工供电系统结合全工程项目的总体供电综合考虑，洞内由一根10kv电缆统一供电，电缆直接接入TBM后配套车的总供电设备上，由此对整个TBM机、后配套设备及其附属设备进行电力供应。全洞按每1.5km设置一处变压器、5km左右设一处电力补偿器考虑，变压器容量视施工段工程用电设备的布置和用电量而设。变压器出线沿隧洞纵向向前、向后各750m设电缆，该电缆上每隔100m设一配电盘，安装插座、闸刀等，满足施工中洞内施工、抽水、二次模筑衬砌等工作的需要。在安装洞、拆卸洞、后配套施工段等工作较集中的地段，需另设配电盘和供电插座、闸刀等。

洞内的照明按每25米设一高压钠灯布置，对二衬混凝土及模型施工地段、安装洞作业区段，主机及后配套车范围内均采取每10米设一高压钠灯，以加强照明。

轨道与管线延伸：

洞内有轨运输采用石碴道床、木枕、43kg/m标准铁轨进行线路的铺设，设计轨道的依据是在考虑了进料、出碴所需的运输能力对轨道的要求，后配套车辆走行的需要、列车平稳运行的要求及施工现场空间位置的有效利用等多方面因素。

TBM施工中根据TBM的换步长度，结合仰拱混凝土铺筑进度，每25m即应进行一次运输轨道的延伸。

TBM后配套车上风管储存筒内存有风管100m，自带?100mm水管50m，10kV高压电缆300m，均盘在卷筒上。施工中随后配套系统的前移，风、水、电管路自动向前延伸。完全可满足施工掘进的需要。 7.7 接口协调

本工程外部接口协调内容多，必须解决好与现场施工有关的所有接口问题，确保工程在任何时候都能顺利进行，因此，对接口内容的统计与接口工作协调作预先安排，按部就班，各行其责，使现场施工不受接口工作的客观影响。在整个施工过程中，严格执行合同协调工作中的要求，对所有接口协调工作所采取的措施预先按业主的规定书面报告监理工程师审批。

对外接口协调工作由一名副经理统一负责，每一项接口协调工作均安排专人负责，详细安排见总体安排。

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…………………………………………………….. 第3篇 TBM施工 第8章 TBM的运输、安装、调试、检修、拆卸

8.1 概述 TBM是一个设备庞大，多环节紧密联合的作业系统。自重达1000多吨，它的运输、安装、调试也就变得相当繁杂。根据设计要求，本标段TBM主机与后配套零部件需先由支洞运抵主机及后配套安装洞，然后在安装洞完成安装、调试。结合工程特点及工程总体施工组织设计，经过几个安装方案的反复对比、筛选。确定采用以下方案。见运输、安装平面布置图10-1-2。 本标段TBM施工采用矿车出碴，TBM主要有以下几段构成，各部分长度如图10-1-1所示： 22.5m 24.5m133m 主机连接桥 1-16＃台车 图8-1-1 TBM主机及后配套的零部件先行在支洞口预组装成总成件，总成件的外形尺寸应不影响其运输为宜，在对运输有影响的情况下，将散件运抵安装洞，在洞内组装成总成件后，再将总成件安装到机器上。

TBM主机零部件先由支洞运抵主机安装洞，在安装洞完成主机的安装、调试。 TBM主机安装的同时进行后配套台车的安装，首先将道叉斜坡段的尾部组件运抵后配套安装洞，在那时完成安装后，将其移动至本标段起点位置(以下简称后方)。接着再将16＃台车的散件运抵后配套安装洞，完成安装后，也将其向后方移动，依次完成1-16＃后配套台车及支护桥的安装。

主机安装完毕后，接上临时动力泵站，靠自身的液压驱动，使TBM步进进入始发洞。空出来的位置用于完成牵引机车的吊装。

后配套台车安装完毕，经初步检测后，将整列后配套台车前移，然后完成所有TBM的连接、检测、调试。在后配套台车前移与主机进行连接、检测、调试的

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…………………………………………………….. 第3篇 TBM施工 过程中，将碴车、平台车、混凝土运输车等洞内运输设备送往后配套安装洞，在那里完成组装、调试。为TBM的始发做好准备。

8.2安装准备

安装工作的前期准备工作主要有技术培训、场地处理、设施就位等几个方面。 8.2.1技术培训:

TBM施工是一个系统工程，包含多领域、多学科的尖端技术。多年前，我们就设立了专门的机构从事这项技术的追踪与研究。多次开展了技术交流，请专家讲学，已经培养了一批对这项技术极为熟悉的技术人才。

TBM设计制造过程中，我们会派遣这些人员前往制造工厂进行监造和培训，参与在工厂中进行试拼装的全过程，并由制造商安排到即将施工或正在施工的工地进行实地考察，现场培训。在今后的TBM安装作业中，这些人将成为安装作业的技术骨干，在外方技术人员的指导下完成TBM的全部安装。

拟投入本工程TBM组装人员如表8.2-1

表8.2-1

人员组合 职务 TBM主机 后配套系统 TBM主机 后配套系统 备注 (厂方) (厂方) (我方) (我方) 主管工程师 2 2 6 机械工程师 2 2 6 8 液压工程师 2 6 4 电气工程师 2 6 4 程序工程师 2 仅在机器启动时 合计： 8 4 24 16 中铁一局集团有限公司 Tel: 029-2235179 Fax: 029-2239567 Add: 西安市雁塔北路1号 9

……………………………………………………. 第3篇 TBM施工 8.2.2场地处理

TBM设备庞大，为满足其主机及后配套系统的组装和存放要求，需要有较大的组装和散件的临时存放场地。掘进机部件较重，而且体积庞大，运输、吊装对宽度要求较高，为了完成组装及初始掘进，必须满足掘进机对拼装场地长度及宽度的最小要求。

维尔特TB800E掘进机，主机安装洞口场地宽度要求不小于12m，最小长度不小于40m，才能满足组装的要求。 8.2.3 设备就位

本安装方案的设备使用主要集中在支洞口、主机安装洞及后配套安装洞。 在支洞口主要完成TBM主机及后配套零部件的装卸车，部分零部件在支洞口先行组装成为总成件，再运往安装洞进行安装。故采用一台100t的履带式起重机来完成TBM刀盘及主轴承这些大件的吊装，4台叉车配合作业来完成零部件到总成件的组装及部分零部件或总成件的装车。一台30台的汽车起重机来完成叉车无法完成的吊装作业。

在主机安装洞主要完成主机零部件的卸车、摆放，主机的拼装、调试。采用一台27×5t（主钩）+10t（副钩）的桥式起重机来完成上述作业。

在后配套安装洞采用一台20t桥式起重机来完成所有后配套台车零部件、总成件的卸车、拼装。

TBM安装所需设备及分布情况如下表8.2-1：

表8.2-1

序号 设备名称 型号 规格 数量 使用地点 备注 1 桥式起重机 QD2×75/10 2×75/10t 2台 主机安装洞 3 桥式起重机 QD20 20t 2台 后配套安装洞 4 履带式起重机 QUY100 100t 2台 支洞口 5 汽车起重机 QY30C 30t 2台 支洞口 6 叉车 CPCD5T 5t 8台 支洞口 7 平板运输车 80t 2台 8 平板运输车 20t 2台 中铁一局集团有限公司 Tel: 029-2235179 Fax: 029-2239567 Add: 西安市雁塔北路1号 10

……………………………………………………. 第3篇 TBM施工 9 载货汽车 EQ1154 8t 4台 10 装载机 ZL50 2.3m3 2台 11 常用工具 4套 12 专用工具 2套 8.2.4 安装洞起吊设备的安装：

主机安装洞内的起吊设备选用双箱梁桥式起重机，起重机的最大件为单片箱梁，长方体结构，长×宽×高为：14×0.8×1m，重约20吨，单片梁往安装洞的运输参见TBM主机架的运输。

在洞内的安装采用简易的安装支架来完成，见下图8-2-1、8-2-2、8-2-3： 桥式起重机的轨道基础上安装三角支架，在支架的顶部安装滑轮组，在隧道底部安装定滑轮及卷扬机，开始安装时，因桥式起重机的梁的长度比隧道宽度要大，此时梁可倾斜摆在安装洞内，待提升到一定高度再将其在水平面内摆动一定的角度，即可摆放在轨道上，同理，可完成后配套安装洞内起重机的安装。 图：8-2-1 中铁一局集团有限公司 Tel: 029-2235179 Fax: 029-2239567 Add: 西安市雁塔北路1号 11

……………………………………………………. 第3篇 TBM施工 图：8-2-2 图：8-2-3

8.3 TBM主机与后配套的运输 8.3.1 运输条件

TBM主机与后配套在完成组装之前为零部或总成件，全部需通过支洞运往安

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……………………………………………………. 第3篇 TBM施工 装洞，在那里完成组装、调试。其中最大件为刀盘和主轴承，其外形尺寸及重量见下表8.3-1：

表8.3-1

最大件名称 外形尺寸(米) 重量（吨） 备注 刀盘 7.4x4.35x2.1 65 半块 主轴承 φ4.0x1.5 33 整体 8.3.2 运输方式 刀盘及主轴承采用平板车运输，平板运输车板长10m，板高不大于1.5m，轴距6.8m，车宽为3m，后面的平板部分可以与车头分开。

刀盘及主轴承在支洞口按一定的要求摆放在平板车上，进行必要的固定后，在车头的牵引下，到达主洞，因此时平板车的前进方向与主机安装洞相反，平板车倒退进入主机安装洞。运抵主机安装洞后，先由吊车将刀盘或主轴承吊起，然后放在待安装的位置，接着再将平板与车头分开，用吊车将平板吊起，车头调向后，再将平板水平旋转180°放下。将车头与平板连接，平板运输车先倒退行驶，通过主支洞交叉点后，变倒退为前进自行开出。

刀盘与主轴承二者的运输顺序为：先运刀盘，再运主轴承。其它零部件的运输根据TBM的组装顺序进行确定。

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…………………………………………………….. 第3篇 TBM施工

8.4 TBM的组装 8.4.1 组装进度安排

设备组装前，项目部组织有关专家和技术人员编制了《TBM组装施工组织设计》，制定了组装工艺和操作细则。我方工作人员将在维尔特公司(Wirth)技术人员指导下，预计用8周的时间来完成TBM组装调试工作。（详见8.4-1 TBM组装调试进度图）

本工程TBM的组装要在洞内完成，安装的空间有限，为防止已装配的部件与待安装部件在吊装时产生干涉，需对TBM的各主要零部件安排合理的吊装次序，并在安装洞内进行合理的摆放，使整个TBM的组装有机的进行，避免因安排不当而出现返工。见图：8-4-1

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……………………………………………………….. 第3篇 TBM施工 10.4-1

项目 交货及设备布置 TBM机械部件 TBM液压设备 TBM电气设备 钢拱架安装器 锚杆设备 超前钻机 与后配套台车连接 启动试车 后配套台车安装 第1周 第2周 第3周 第4周 第5周 第6周 第7周 第8周

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……………………………………………………….. 第3篇 TBM施工 16000813040m2×75t安装洞 始发洞105004150 12000 8130TBM在安装洞安装洞A-A 1:10035° 35°25°起重机吊钩行程35m碴槽前内凯后内凯刀盘护盾弓形块 35° 16 17m8130 始发洞后上外凯刀盘侧护盾主轴承下护盾前下外凯后下外凯后支撑刀盘护盾内块前上外凯图10-4-1 安装洞室平面图中铁一局集团有限公司 ……………………………………………………….. 第3篇 TBM施工

8.5 TBM在检修洞的检修

支洞口附近设置检修洞。检修洞的断面形状、几何尺寸、隧洞长度与主机安装洞完全相同，保证TBM在这里能够得到全面彻底的检修，以免在TBM掘进中，TBM出现故障而使施工陷入困境。

TBM检修的主要工作有：

1).对TBM主机及后配套进行必要的清洗；

2).由TBM生产厂家、主轴承制造厂家及国内的TBM专家联合组成的专家组，根据刀盘转动情况及在TBM掘进过程中扭矩变化情况以及主轴承润滑油的油质化验结果等，对TBM的主轴承的工作情况进行分析和寿命预测。确保TBM的后续施工；

3).对TBM的主轴承密封进行检修，必要时更换；

4).对刀盘进行检修，更换已严重磨损的耐磨片，焊修磨损部位； 5).对刀盘铲斗及刀盘内部的受料斗进行检修、更换； 6).检修刀具的磨损情况，进行必要的更换和紧固； 7).检修刀盘上的水喷嘴，必要时更换； 8).检修护盾，必要时焊修； 9).对除尘通道进行清理；

10).对主机及后配套的附属设备进行检修，如：钢拱架安装器、锚杆钻机、超前钻机、混凝土喷射装置、材料提升设备及供水、供电、通风设备等；

11).对液压系统进行全面检修、调试； 12).对电气系统进行全面的检修； 13).更换液压油、润滑油及其滤清器； 14).进行整机调试，

15).完成洞内运输设备及相关辅助设备的检修、调试。

10.6 TBM的拆卸出洞

为完成TBM的拆卸出洞，在TBM完成开挖的位置设置拆卸洞。拆卸洞的断面形状、几何尺寸及隧洞长度与主机安装洞完全相同。参见主机安装洞的设计。

17 ……………………………………………………….. 第3篇 TBM施工 TBM贯通后，首先进行桥式起重机的拆卸、运输和安装，将桥式起重机从检修洞移往拆卸洞。在桥式起重机在拆卸洞进行调试的过程中，利用绞车将TBM主机移入拆卸洞，并拧松部分紧固螺栓。待桥式起重机调试完毕后，正式进行TBM的拆卸。

拆卸的零部件、总成件自支洞运出，运输方式与运输的保障措施与安装运输相同。

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图10-8-2

超前钻机 锚杆钻机 钢拱架安装器 TBM电气部件 TBM液压部件 TBM机械部件 材料运输桥 后配套台车 第1周 第2周 第3周 第4周 第5周 第6周 第7周

19 …………………………………………………… 第3篇 TBM施工 第9章 掘进

采用TBM开挖技术性强，工序繁多。其掘进作业循环主要由：开挖、通风防尘、出碴运输、测量导向、风水电管路及轨道延伸、机械维修保养等组成。一个完整的掘进周期分为两个阶段：

第一阶段为推进阶段；支撑靴通过液压油缸和顶紧装置系统，牢牢地撑紧在隧洞岩壁上，为主机推进提供反力。主推进油缸给刀盘提供推力，变频电机通过齿轮传动装置给刀盘提供扭距。后配套和后续活动平台维持不动（部分后续工作可在工作平台上运作）。TBM刀盘转动时带动59把直径为17``的滚刀通过旋转来完成破岩工作，破碎的岩碴由周边铲斗不断铲起，通过漏斗排卸到皮带运输机系统输送到出碴矿车上转输送到洞外。TBM完成一个推进行程。

第二阶段：换步阶段；松开支撑靴，前后支承承载，主推进油缸收缩行程，带动主梁前进，将后配套及后续辅助设备、设施向前方牵引，当主推进油缸行程最小时，定位，再撑紧中间支撑靴，完成一个步进循环。 9.1 TBM的始发

9.1.1 TBM机始发工艺流程图见图9.1-1。 9.1.2 TBM始发前准备工作

TBM掘进循环主要由开挖、出碴、运输、支护、TBM换步、激光定位、通风除尘、风水管路及轨道延伸等工序组成。施工中必须建立统一的调度指挥系统，协调洞内外各工序的关系，保证施工的连续性。TBM施工前的准备工作也应围绕着TBM掘进循环工作而展开。

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 TBM始发工艺流程图下达始发命令始发准备1、详细了解地质状态。2、岗前培训、技术交底已进行。3、隧道控制测量完成、TBM定位准确。4、初始掘进参数已选定。易损配件已备足开车前检查5、施工措施已制订并落实。电通供液出支润供力风水压碴撑滑应系系系系系系系系统统统统统统统统水平支撑前移稳固前部支撑座起动出碴系统主控撑紧前后支撑靴仰拱刮板轻触岩面送水降尘制室监控运行状态刀盘起动、运转推进液压缸推进通风降温检查掘进参数调整掘进参数调整1#皮带机位置正常掘进

图9.1-1

9.1.3 正式始发

在做好各项准备、系统检查、TBM定位、人员培训、参数设定后，正式的TBM施工即将可以展开了。

TBM始发应有指定的各作业操作手进行，现场由TBM施工掘进班班长统一指

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 挥，按操作程序进行正确的规范操作；

始发操作顺序和步骤如下：

①起动总控制电源，检查各项设备控制仪表显示是否正常；

②起动TBM机下液压缸，按测定隧道轴线控制定位，机下支座就位并固定； ③起动后配套设备；皮带运输机运转，

④运转风、水、油系统，提供掘进所需的冷却、除尘、润滑、减振、通风等外部环境。

⑤运行后支撑，并调整支撑靴就位，检查支撑力是否达到设计撑力； ⑥起动大刀盘运转，检查主轴承运转是否正常；

⑦检查TBM机稳定状态，重点检查：支撑靴、后配套连接等； ⑧掘进液压缸缓慢推进；检查出碴皮带机运转及出碴情况； ⑨调整掘进液压缸推力，刀盘转速， ⑩调整出碴皮带机处于较好状态； ⑾接碴矿车准备就位；

9.2 TBM试验段施工 9.2.1 试验段的目的

设置TBM掘进施工试验段的目的主要为：

1、通过初期的TBM掘进，进一步完善和了解TBM的性能、操作方法和施工工艺流程。

2、针对现场不同地质状态，确定掘进参数。

3、协调后配套与TBM主机间各工序、各系统、各流程之间的关系，完善其间的相互配合。

4、规范施工人员的操作程序，熟练TBM施工过程，完善组织、人员、设备配套。

9.2.2 掘进施工的操作过程

TBM掘进每循环进尺初步计划按1.80m，平均循环时间30~35min。正常施工过程中，每一循环进尺受围岩类别，节理发育程度等影响，循环时间作为开挖管

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 理的重要环节，其核心是掘进参数的选择和掘进方向的控制。要求主司机根据地质条件的变化，选择合理的推力和扭矩，提高掘进效率。

9.2.3 掘进参数的选定 .1 掘进模式的选择；

TBM提供了在三种工作模式，自动扭矩控制，自动推力控制和手动控制模式。根据转速可分为高速模式（5.4rpm）和低速模式（2.7rpm）两种。自动扭矩控制只适用于均质软岩，自动推力控制办适用于均质硬岩，手动控制模式操作方便、反应灵活、适用于各种地质，故一般选用手动模式控制。使用高速对周围岩石振动较大，易引起周围岩石松动，所以在地质情况较差时，采用低速掘进，围岩较完整时采用高速掘进。 .2 初期掘进长度的确定

本工程初期掘进长度设定为200米。 .3 初期掘进速度控制

TBM施工对现场的施工组织要求很高，所以需要业主、设计、监理和施工单位间各方面的密切配合，需要施工单位的精心组织、合理调度，需要施工人员有较强的责任心、事业心和丰富的施工经验的良好的操作技能，同时也需要TBM制造厂家的细心指导和完善服务。TBM施工初期机械设备也需有一个维护、保养和磨合过程。所以初期施工进度不宜过快。

TBM在遇到不良地质地段时，往往需要采取超前钻探，超前预注浆、超前支护等必要措施，会影响施工进度，但同时也降低了TBM风险。TBM一味冒进很容易使TBM设备本身遭遇不测。

另外，与常规法施工不同的是，TBM施工开始时往往需要一个相对很长的学习期，在学习期中，设备、人员、现场条件以及整个系统的方方面面都要有一个动态的相互适应过程。这期间，施工进度很慢，质量也需不断改进。因此在进度计划和总体安排上我们充分考虑了各方面的不利因素。

初期掘进为TBM施工中技术难度最大的环节之一，不可操之过急，要稳扎稳打，此间的施工效率按比一般正常掘进低30%-40%安排。本工程初期TBM掘进计划安排168米/月，按5m~8m/天计。

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 .9.2.4 掘进速度的分析 1、TBM施工速度的影响因素

TBM施工速度主要由掘进速度和有效运转率来体现，掘进速度快，有效运转率高，施工速度就快，月进尺就多。

2、影响纯掘进的因素

在TBM施工速度的影响因素中，除有效运转率外，纯掘进速度至关重要。 在TBM转速一定的情况下，要提高纯掘进速度，就必须增加刀盘每转的切深。影响切深的因素有：一是地质方面的因素，二是掘进参数的选择（机型一定的情况下）。

①地质因素；岩石类别和矿物成分，岩体抗压、抗拉、抗剪强度、岩体的硬度等。

②掘进参数；刀盘推进速度、刀盘推力、刀盘扭矩、刀盘转速等。 在实际掘进中，上述因素综合作用。围岩条件一定的情况下，提高刀盘的推力和转速，可以提高纯掘进速度。但刀具、刀盘等承受载荷的能力有限；随推力和转速的增加，刀具的更换和损耗也会增大，既要纯掘进速度最快，又要刀具损耗最低，达到技术与经济的统一，就需要在不同的围岩条件，选择最佳掘进参数。

9.3 TBM正常掘进

通过始发和试验段的施工，为TBM掘进积累了经验、培训了人员、提高了操作水平、规范了操作程序、为TBM快速施工掘进打下了良好的基础。

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 TBM掘进循环工艺流程图施工准备超前钻探管棚、导管或注浆TBM测量定位材料准备材料运输到位风管延伸喷射混凝土TBM机掘进水管延伸钢拱架吊装电力线延伸皮带钻孔、锚杆安装轨道延伸机出碴设备维修TBM换步挂网、复喷砼出碴列车接运下一循环TBM机掘进

图9.3-1

9.3.1 正常掘进中应把握的几个主要环节

TBM工厂化施工生产的管理表现在对宏观大系统的作业序列协调组织，和对微观单项作业的时间、质量等的控制。系统作业及工序管理包括对硬件系统的监控、生产系统的施工组织、保障系统运作组织、异常状态下故障处理等等。

TBM做为集程化的施工管理，机械设备的运转是否良好，施工调度运输是否顺利，配套系统是否到位，衬砌、支护与地质预报是否能同TBM机械化运转施工进行有机结合、物质供应与后勤保证能否及时到位等等，是TBM施工成败的关键，也是一个单位施工管理水平的最好体现。只有良好的管理，有序的操作，充分发挥机械的效率，才能取得TBM施工的高效，质量的保证，成本的控制和进度的加快。

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 9.3.2 掘进方向与姿态控制

1）、掘进中方向控制原理

轴线控制是TBM法施工中一个非常重要的环节，由于本工程输水隧洞较长，断面均处于埋深较大的群山中，因而TBM在掘进过程中的周边阻力和承受围岩压力一直处于大幅度变化中，在TBM掘进过程中要严格控制并及时调整液压缸的编组和各区域液压缸的行程、流量及油压，加强各施工参数的设定管理，防止因参数设定不当造成隧洞轴线产生大的偏离。施工中要作到随偏随纠、勤纠小纠。

TBM掘进采用ZED激光导向系统来控制。 2）、方向调整

操作员通过驾驶室内ZED显示屏提供的TBM位置状态来校正机器的方位，掘进机的方向调整由操作室内的两个操作手柄（前支撑、后支撑控制手柄）实现。

3）、调向限度

①每次调向动作不能使边刀移动量超过3mm，否则造成边刀冲击洞壁而损坏。 ②TBM的导向角控制在10mm/m以内，否则会造成仰拱铺设困难，后配套难于通过的后果。

③每次调向的导向角变化量控制在2mm/m以内，特硬岩地段，导向角变化量还应适当减小，以防造成边刀的损坏。

正确导向状态下，洞壁表面规则（即看不到因为偏向造成的痕迹或标记），导向正确时，洞壁上不产生屋脊状表面。台阶是过度调向的标志，如果出现，应校正调向作业的方式。

4） TBM测量仪器的补充

隧洞掘进机（TBM）段施工时，除掘进机本身配有ZED-260隧洞激光导向系统，此外，还需配备T2经纬仪，DI1600测距仪，DS3000水准仪，徕卡TC1800全站仪及配套仪器，施工时用常规导线测量方法为ZDE系统提供坐标。这样，ZED-260激光导向系统就可以快速、连续、准确地为TBM提供其轴线与隧洞设计轴线的相对关系，并以TBM刀盘位置偏差的形式，数字化地显示于操作室，使操作人员能及时知道TBM的空间位置并及时调向，保证了TBM高精度地掘进。

用常规测量方法将TBM的仰角、滚动角、导向（水平）角三个数据测出，并将目标靶单元相对于TBM的位置（X；Y）测得并输入控制单元。激光/经纬仪/

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 测距单元固定在隧洞边墙上，通过接口单元与位于操纵室中的控制单元相连，所发出的激光束位于隧洞设计轴线左侧3760mm，下侧400mm。由于TBM后配套太长，故选择在不掘进、通视好、无机车在后配套上运行时测量，坐标须用导线测量方法测得。

9.3.3 刀具检查、更换与维修

TBM掘进机是一种旋转的岩石隧洞开挖设备，并将以一定的速度开挖下来的碴石从刀盘迎头转运出来，该掘进机除刀盘、机头架和大梁、支撑与推进系统外，还包括一系列的各类系统和设备，将所有这些系统组合在一起形成一部机器，完成设计的隧洞掘进及相应作业。要保证机器的正常运转，就必须随时注意检查和保养设备，使它始终处于良好的作业环境中，才能发挥TBM掘进机的效率。这其中刀具的维修和更换、主轴承的保养和密封检查由为重要。 9.3.4 主轴承及主密封的检查保养

主轴承的内外迷宫环，特别是内迷宫环，直接受到岩碴的冲击，磨损的可能性较重，设计时采用避免或减少岩碴不能进入迷宫体，否则将造成迷宫唇的急剧磨损，导致迷宫失效，进而损坏三道唇形密封的方法。若岩碴进入主轴承，造成主轴承滚道和滚动体的磨损，污染润滑油，进而造成其他部件的损坏，最为严重的是造成主轴承的早期损坏，因此确保迷宫转动体与静止体的间隙，不断地向迷宫内注入适量的润滑指，显得极为重要。对此部位进行日常检查，严格按保养要求进行。

9.3.5 TBM维修、保养规程和工艺

TBM施工进度的提高，与设备的完好率、利用率有着不可分割的联系，根据以往施工中对机械设备的保养经验，针对本项工程的工厂化、机械化流水作业特点，TBM在施工中的使用、维修、保养采取两班掘进、一班维修保养机制。同时，根据现场实情和能力，多种维修保养模式并存、灵活结合，按照维修费用最小的原则进行测算和取舍，决定所采用的最佳维修方式”原则。 9.3.6 TBM在不良地质段的施工技术

TBM1标段全长范围内共有多条断层破碎带，施工中将对TBM掘进产生一定的影响和干扰，如何处理和通过断层破碎带，是TBM施工中地质影响的关键。

1、TBM通过断层破碎地段施工技术

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 TBM在通过断层破碎带时，可适当减少TBM的推进速度，刀盘转速等掘进参数来减少对围岩的扰动，从而减少或避免塌方的发生。

2、软弱地带处理

根据前方地质情况，如果遇到软弱层时，基底承载力不够会导致机头下沉时，可先进行预注浆加固处理，达到一定的强度后再掘进通过。如在掘进中发生机头下沉，可先将TBM后退到断层软弱区外，然后装上枕木垛，用千斤顶对TBM进行姿态校正，再浇注混凝土置换，待置换的混凝土达到一定强度后再通过。

3、岩爆段施工

在埋深较大或破碎带时，石质坚硬、岩体完整性较好的情况下，受高地应力及斜坡应力的影响，经常出现岩爆现象。

对轻微岩爆，施工中采取锚杆钢筋网加自制格栅拱架的支护方式。锚杆间距按1.2m，加钢筋网的目地是为防止岩石弹落伤害人员和设备。

在中等岩爆地段，为防止岩石碎块弹射和提高结构整体支护作用，可在锚杆钢筋网、槽钢拱架支护基础上，人工喷射混凝土约5cm厚，基本上可以控制岩爆的发展。

9.3.7 TBM的解体及外运

1、概述

TBM机的解体吊装施工在拆卸洞进行，TBM施工段结束，主机后移，按厂家指定及设计要求进行拆卸洞施工。待拆卸洞完成后，将TBM移入拆卸洞后开始拆卸作业。后配套部分可在施工拆卸洞时部分拆除。所有拆除均通过T1支洞运输出洞。支洞运输为无轨运输。主要大件可通过推土机拖动平车运输的方式，将主机件拖运出洞外，其它部分可通过汽车运输或经过有轨运输到支洞经汽车运出洞外。

2、解体顺序及方法 拆卸顺序

（1）先清除刀盘泥碴。

（2）断开TBM机风、水、电供应系统。 （3）管线与小型组件拆除。

（4）TBM主机运出洞后，运往指定地点再组装或拆卸、解体、检修、包装。

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 （5）后配套系统分节拆卸外运出洞。 （6）零部件清理、喷漆、包装、储存。 方法：

拆卸工作由TBM操作司机、技术人员和机械工人进行，运输系统配合，首先对整个TBM机组的拆卸编制详细的拆卸作业指导书，在拆卸作业指导书的总体拆卸思路指导下进行。

首先，对TBM主机、前后支撑、支撑靴、注浆机、锚杆机、超前钻机及后配套部分进行分解，分解成几大部分，随后按电气系统、液压系统、供应系统、支撑系统等顺序进行拆卸作业。

施工中应明确分工，责任到人，组成几个拆卸小组，各自负责一部分，从拆卸到运输均需保证设备的完好。

3、洞内运输

洞内运输以先拆的先运，后配套部分可直接用列车拖运到安装洞处去进行拆卸，拆卸后由吊车吊装在汽车上或推土机拖拉平板车通过支洞运至洞外整备场。也可直接拆卸后通过T1支洞用汽车运输出洞。

主机在拆卸洞分解后，通过平车运输至T1支洞处，随后吊装在无轨运输平车上，用推土机拖拉经T1支洞运输至洞外整备场。

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 第10章 TBM施工洞内运输

10.1 TBM施工运输特点

本标TBM施工地段洞内运输工作，是在充分考虑了本工程的特点、地质、开挖断面、运能和施工进度要求后综合评定所决定的。特别是在需二次衬砌的基础上，采用皮带运输方式难以解决皮带机与二次模筑模板台车间的相互干扰时，有轨运输就更加显示出了它的优越性。根据现场实际情况，我单位采取了， TBM施工在主洞为有轨运输、支洞采取皮带机运输，地面汽车转运。 10.2 TBM出碴运输

TBM主洞出碴

TBM主洞出碴采用轨道、内燃机车牵引矿车出碴的有轨运输方案，施工中为保证出碴施工作业的连续性，TBM掘进时在支洞与主洞的交叉点附近（安装洞）设置矿车卸碴、储碴仓。

支洞出碴

支洞采用四轨两线制。 洞外运输

洞外运输主要采取无轨运输方案，在洞外卸碴场皮带机卸碴口处，设5m×5m×3m的积碴箱，皮带机卸碴到积碴箱内，汽车在积碴箱下装碴后运往设计的弃碴场。计划出碴汽车为15t/辆，安排6辆车可完全满足出碴运输的需要。 10.2 进料运输

材料的运输中重点是怎样保证TBM在掘进过程中的支护用料和二次模筑混凝土衬砌用料的运输，这些材料的运输关系着整个工程的施工进度、工程质量和经济效益。做好这二种工程用料的运输工作，就要减少与掘进出碴等运输工作的干扰，特别是在运行图的调整上，要满足出碴运输和工程进料之间的关系，将是一个用科学技术组织、行政手段管理的综合运作过程。 10.2.1 进料 进料的类型

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 隧道掘进过程中需要往洞内输入大量的材料，这些材料主要包括：注浆料、喷浆料、钢轨、钢拱架、格栅拱架、网片、锚杆、锚固剂、TBM刀具及TBM配件等。除此之外，二次衬砌混凝土的运输工作量也是非常大的。 喷浆料及注浆料

喷浆料及注浆料输入的输入流程为：洞内通知→洞外拌合站生产→汽车运输进入主洞→空矿车顶入→吊装入矿车→运输→吊机吊至卸料平台→卸料→空罐吊下→随车出洞。 钢轨及其他材料

在材料运输车的两端安设有活动支架，上面可放置钢轨、钢筋网及钢拱架等。材料由机车顶入至连接桥吊机下部卸掉。连接桥材料吊机起重为5t，吊臂可旋转360度，钢轨可由此吊机吊装在右侧的钢轨存放架上。钢轨的铺设工作也是由材料吊机及仰拱吊机配合进行的。其他的上部支护材料如锚杆、网片、格栅、钢拱架等则通过升降平台运到上部平台，分区堆放好，支护时钢拱架可通过上部小材料吊机吊至纵向拱架运输平台，运至刀盘护盾后用拱架安装器进行安装。其他的锚杆、网片、格栅等则由人工运至工作面。 10.2.2 支洞进料

1、支洞进料方案

采用支洞进料，主要的进料施工顺序为；洞外材料准备、装汽车、汽车运输通过支洞、材料二次转装卸、主洞内有轨道运输、到达现场卸车利用。主要使用的设备有；洞外装车设备、吊机、汽车运输设备、洞内换装设备、轨道和列车运输、现场吊卸。对于混凝土或注浆、喷射混凝土等有一定时效和流动性的材料，还需有一定的运输时间限制和保护材料不抛洒的设备。

支洞进料除原洞内有轨道运输系统不变外，重点是在支洞的无轨运输和洞外材料的整备、洞内的二次卸装倒运。

支洞无轨运输的组织由运输作业班的无轨运输小组负责。 中铁一局集团有限公司 Tel: 029-2235179 Fax: 029-2239567 Add: 西安市雁塔北路1号 31

…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 第11章 TBM隧洞初期支护

11.1 编制说明

本工程喷射混凝土工作分为二个阶段进行，第一阶段，TBM掘进后，利用主机上的喷射机对围岩进行初喷，以封闭围岩，减少围岩应变。第二阶段利用后配套上的混凝土喷射机对围岩进行二次复喷施工 11.2 初期支护形式

初期支护分为；初喷混凝土、钢拱架安设、锚杆钻安、挂网和复喷混凝土，施工中将依据地层结构的不同，采取相应的支护方式和必要的处理措施。其中，初喷混凝土将在本段全段内实施，以及时封闭岩面，减少围岩应变。

按设计要求，支护方式包括超前预支护和初期支护两种。根据围岩类别的不同采用不同的初期支护方式。如遇到不良地质地段，经钻孔探测，有必要进行超前预支护的，必须进行超前预支护；超前预支护的方式分为超前小导管注浆、超前管棚、超前锚杆和超前小钢管等。

隧洞的支护方式主要为锚杆支护和钢拱架的支护

支护的原则是开挖出围岩断面马上进行初期喷射混凝土，由于TBM掘进机自带钢拱架安装器和钢筋网片安装器，为了使之能配合TBM的掘进，故初期支护必须紧跟开挖断面进行。 11.3 支护方式 11.3.1 超前预支护

对于围岩中特殊的不良地质洞段（包括自稳时间较短的软弱破碎岩体、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段），为确保施工安全，经过超前地质勘察,如有必要需进行超前预支护，超前预支护的方式包括：超前锚杆和超前小钢管支护、超前小导管注浆和管棚三种，通过对地质情况进行分析和结合现场实际情况，选用其中一种或两种方式有效的进行超前预支护。

超前探孔采用TBM机上的超前钻机进行钻孔。采用TBM机上的超前钻机进行一定范围内的锚杆的布设，其它范围的锚杆、钢管由专用器械完成。超前钻机工

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 作时掘进机必须停止运转，超前钻机处于外机架上方，撑靴之间。在掘进行程结束时，可移动到合适的位置。刀盘护盾上有导向圆锥孔用于引导和稳定钻杆。可以钻探最大直径65mm，长度30m的超前孔（不取岩芯）。超前钻机由独立的液压装置操作。 11.3.2初期支护

在TBM机进行掘进的同时，TBM机及后配套附助设备完成一个循环的初期支护作业，隧洞喷锚支护包括布设锚杆、钢拱架、钢筋网、喷射混凝土。初期支护紧跟开挖面及时施做，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩短期内松驰剥落。

初期支护完成后对围岩破碎段初衬背后进行注浆，注浆时的注浆管与钢拱架焊在一起，外漏端用棉纱封堵加以保护。

初期支护作业流程如图11.4-2。

开挖面处理初 喷定位锚杆挂钢筋网中线、标高测量清除底角浮碴钢拱架加工、试拼安装钢拱架钢拱和定位锚杆焊连定位架设鞍形垫块打系统锚杆安装拱架纵向连接筋隐蔽工程检查验收复喷混凝土至设计厚度

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 图11.4-2 初期支护施工程序图

11.3.3 钢拱架的安装

（1）本隧洞钢拱架采用H125型钢拱架，间距100cm~50cm。在TBM护盾后安装有钢拱架贮藏齿圈，钢拱架移动平台。在主机和连接桥上安装有钢拱架运输装置，可将一榀钢拱架从材料车上卸下并运至护盾后。在TBM掘进开始前，利用主机上的移动小车将拱架安放在圈内，并将每片之间用螺栓连接，固定好（每5片为1榀）到达掘进支护位置，用钢拱架移动平台上的四个油缸将拱架托起并移出贮藏齿圈，移到支护位置后，用油缸将拱架撑紧在洞壁上（该位置余碴清理干净），然后把各连接处焊接牢固，拱架安装完毕如需继续支拱架，而重复上述过程，拱架之间距离可以自由选择确定。 11.3.4 锚杆的布设

1、锚杆形式与工艺

隧洞锚杆设计有二种形式。一种为辅助施工的超前锚杆，采用Φ25的MnSi钢筋，长度为3.5m；一种为系统锚杆，采用Φ22注浆局部锚杆，长度L=250cm间距为1.2m一根。

系统锚杆均在初喷砼5cm后进行打设安装；超前锚杆在开挖前沿隧道轴线外插打设安装。施工时，系统锚杆和超前锚杆均采用TBM机锚杆钻机钻眼；施工时，其眼口圆而顺直且孔口岩面平整，并使岩面与钻孔方向垂直，不垂直时可用垫板调整，使托板密贴岩面。锚杆安装后外露长度不大于10cm，锚杆的孔位、孔径、孔深及布置形式均符合设计要求。超前砂浆锚杆则沿隧道中线打设，其施工工艺和系统锚杆相同。

中空注浆锚杆施工时，要注浆饱满，其水泥砂浆的配合比，注浆的压力、设备、方法及浆液所掺外加剂均符合设计规范要求并报请监理工程师批准。

11.3.5 铺设钢筋网

本隧洞钢筋网均采用Φ8的光面钢筋制做网片，按施工图纸要求和工程师的指示，在指定位置喷射混凝土前布设钢筋网，钢筋网的间距应为150～200mm网格大小均为15×15cm。

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 安装时，钢筋网紧贴受喷岩面的起伏铺设。钢筋网的混凝土保护层大于2cm，不小于40mm，且与锚杆连接牢固，在进行喷射作业时不颤动。钢筋网喷射混凝土支护厚度不应小于80mm，亦不应大于250mm，其喷射混凝土应符合有关规定执行。钢筋网在洞外进行加工，网片大小以方便安装为原则，在洞内由人工进行网片拼装。安装时用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上，以防喷射砼时晃动。钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜，网片间搭接长度不小于20cm。 11.3.6 现浇仰拱段施工

1、概述

根据施工整体安排，现浇混凝土铺底作业，在主机与后配套的后面约200m处进行。

2、仰拱浇注施工

施工前首先清除基底杂物、浮石等，做好施工缝防水等设施，用特制支撑加固支牢轨道，保证列车的通过。

铺筑作业采取立模现浇的施工方法，每次现浇混凝土仰拱铺筑长度按设计的16m为一段。施工中视TBM掘进速度可加快浇注混凝土速度或减慢浇注混凝土速度。施工应尽可能在TBM维修保养期间进行，施工的重点是接缝防水和保证轨道行车安全。

3、铺底混凝土运输

现浇铺底仰拱段作业用混凝土同样采用洞外拌合，混凝土拌合运输车运入主洞后，改用有轨运输方式，通过轨上的自拌式混凝土运输斗车运到待浇混凝土段已完成仰拱处，通过泵送混凝土机和输送混凝土管道将混凝土浇到前面的仰拱模型内。

4、混凝土的配合比

水泥混凝土配合比设计的任务是将各项原材料合理地加以配合，使所得的混凝土既满足强度、耐久性、和易性等技术要求，又尽量节约水泥。最佳混凝土配合比应满足：水泥用量少、砂率合适，易于操作，而水灰比小等要求。

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 第12章 衬砌的施工

12.1 衬砌施工人员与设备

衬砌施工作业将在完全满足和保证TBM掘进施工正常的情况下进行，保证在围岩变形最小、支护封闭围岩后实施。

复喷做为永久支护手段完成对围岩的防护，将安排在后配套通过后进行，已减少对TBM机的掘进干扰，实施过程中，将通过自制桁架做为升高或喷射的支架，其它所有喷射设备与方式同初喷相同。

除在软弱类围岩段将在后配套通过约200m处开始跟进施工外，其余地段均可拖后施工。

二次模筑衬砌支护工作共计划配备，穿行式全断面模板台车二套四组。两套模板台车相错布置，交替进行衬砌作业。

衬砌施工人员与设备安排如下：

衬砌施工主要设备配置如下表

表12.1.1

机械名称 规格型号 额定机械 数功率 状况 生产厂家 量 进场日期 砼运输车 6m3 完好 4台 自拌运输车 6m3 完好 6台 砼输送泵 HBT50 50m3/h 完好 武汉 3台 双液注浆泵 M400 完好 西德 2台 穿行式模板台车 自制 完好 2台 衬砌模板 自制 完好 4套 多功能台车 自制 完好 2台 交流电焊机 BX3-300-2 完好 西安 1台 直流电焊机 AX1-165 完好 西安 3台 风动凿岩机 7655型 完好 4台 中铁一局集团有限公司 Tel: 029-2235179 Fax: 029-2239567 Add: 西安市雁塔北路1号 36

…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 人员配备

安排一名富有隧道施工经验的TBM工区副主任直接负责衬砌施工的作业。在施工过程中实行工期目标管理责任制，加强施工全面协调工作。衬砌施工配备人员共45人，其分工与职能见表12.1-2。

人员配备如下表

表12.1-2

支护 施工队 班组 人员组成 备 注 衬砌施工班 混凝土工8名，模型工8名、注浆施工5名、制浆工人3名 模型 加工班 木工3名、焊工1名 TBM衬砌班 隧道工程师 1名 二班人员 施工技术员 2名 拌合站 10名 运输班 司机4名 12.2 二次模筑衬砌施工

为保证隧洞TBM施工的连续性，本施工段衬砌的仰拱部分也先实施浇注，在TBM掘进后及时修筑仰拱。本隧道二次衬砌采用模板台车配合混凝土输送泵进行施工，二次衬砌混凝土模型采用2套自制穿行式门架分离模板台车，4组衬砌模板，其本身刚度、强度及模板表面的光滑程度均要符合砼衬砌的质量要求，二衬砼采用洞外拌合站集中供应，洞外和支洞内由砼运输罐车运输,洞内轨行式砼输送罐车运送，混凝土采用泵送混凝土，震捣采用附着式震动器和插入式震动器联合振动，混凝土养护采用洒水养护。

12.3 复喷混凝土

复喷混凝土工作将在后配套上或后配套后面进行，通过安装在后配套上的喷混凝土机械手来完成，或采用另外配备的喷射混凝土机械进行作业。施喷方法与初喷时相同，施工前首先清理喷射面，用高压风、水冲洗岩面，然后采用机械手

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 湿喷机进行喷射砼作业，喷射时，喷嘴正对受喷面作均匀顺时针方向螺旋转动，螺旋直径20-30cm，以使砼喷射密实。当岩面有较大坑洼时，先喷凹处，然后喷平。初喷厚度，掺速凝剂时，拱部达到3～5cm，墙部7～10cm。喷射时，可插入比较喷射砼厚度大5cm铁线，约1～2m设一根，作施工控制之用。详见第十三章初期支护部分。 12.4 隧洞注浆 12.4.1 钻孔

（1）钻孔的孔位、深度、孔径、钻孔顺序和孔斜均按施工图纸要求和工程师指示执行。

（2）在钻孔过程中，应进行孔斜测量，并采取措施控制孔斜拱斜应符合规范规定

（3）钻孔结束，经监理工程师检查验收，检查合格经监理工程师签认后，方可进行下一道工序。 12.4.2 注浆

（1）灌浆操作应按照规定进行。（2）超前灌浆部位及孔深根据地质条件而定，超前固节灌浆，待浆液凝固后方可进行开挖作业。

（3）回填灌浆应在衬砌混凝土强度达到70％设计强度后进行，固节灌浆应在该部位的回填灌浆结束7天后进行。

（4）灌浆结束后，灌浆孔在设计最大压力下进行闭浆待凝，待凝时间不少于24h

（5）灌浆时应密切监视围岩及衬砌混凝土的变形。 12.4.3 注浆方式

TBM施工段灌浆主要包括固结止水注浆和回填注浆,依据围岩类别及设计的不同采用不同的注浆方式。

1、固结止水注浆

在围岩相对软弱的地段, 为了使初期支护后的围岩保持稳定,就需要对其进行固结止水,在各类围岩固结灌浆的位置及孔深根据地质条件经工程师制定执行方案，其施工工艺如下：

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 锚杆制作机械设备保养各项工前准备准备注浆材料锚孔测量放样钻孔台车就位注浆机搅拌部位钻孔角度就位开钻打锚孔锚孔冲洗搭设作业平台锚孔成孔检查安置锚杆排气管注浆搅拌砂浆插锚杆锚杆抗拔力检查锚杆竣工验收 图12.2-1

2、回填灌浆

（1）回填灌浆应在衬砌混凝土达到70％强度后方可进行，。

（2）回填灌浆孔排距3m梅花形布置,灌浆孔深入岩石10cm,孔径75mm，回填灌浆孔与排水孔应错开布置。

（3）遇有围岩坍塌、超挖较大等情况时，必须制定特殊的灌浆措施，由监理工程师认可和审批。

（4）灌浆压力和浆液水灰比应根据灌浆试验确定。回填灌浆的压力，不宜大于0.5MPa，一序可灌注水灰比0.6(或0.5):1的水泥浆，二序可灌注水灰比1：1和0.6(或0.5):1两个比级的水泥浆，空隙大的部位应灌注水泥砂浆，但掺量不应大于水泥重量的200％。

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…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 （5）回填灌浆在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆继续灌注5min即可结束。 （6）回填灌浆因故中断时应及早恢复灌浆，中断时间超过30min，应设法清洗至原孔深后恢复灌浆，此时若灌浆孔仍不吸浆，则应就近钻孔灌浆。

（7）灌浆结束后，应排除钻孔内污物，采用浓浆将全孔封堵密实和抹平，漏出衬砌混凝土表面的埋管应割除 12.5 隧洞防、排水

隧洞衬砌砼前先按设计要求做好各种防排水设施。施工前，根据设计文件和调查资料，估计可能出现的地下水的水量，选择排水方案。施工中，对隧道的出水部位，水量大小、补给情况、变化规律、水质成份等随时做好观察测试记录，提出改善防排水措施。隧道防水原则是以排为主、防排结合、综合治理。主要是通过排水孔道以及沉降缝、施工缝的止水带来完成的，达到隧道内基本干燥的要求，保证结构和设备的正常使用和行车安全。

二次衬砌的防水由布置橡胶止水条来完成，防渗要求由混凝土掺加外加剂-达到其防渗要求。

a 掘进中洞内大面积渗漏水时，采用钻孔将水集中汇流，设集水井，用水泵将水泵往洞外集中排放，为防止施工排水携带的泥砂、油污等污染环境，在洞外设污水处理系统，所有施工污水经净化处理达标后排至河沟。排水孔采用￠56的钢管，并将钻孔部位的数量、孔径、深度方向和渗水量等作详细记录，以确定在衬砌时设置拱墙背后的排水设施。

b 洞身开挖后，岩层地下水出露处，或在初期支护后渗露水较多时，在出水部位设置引水或排水管（槽），引至集水井。

c 其余排水措施均按设计图纸要求办理。

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