长距离双护盾TBM施工探讨

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２８卷第４期　碰莲建谨　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｖｏ１．２８　Ｎ０．４　Ａｕｇ．　２００８　２００８年８月　长距离双护盾ＴＢＭ施工探讨　蒙先君　（中铁隧道股份有限公司，河南新乡４５３０００）　摘要：双护盾ＴＢＭ在国内外很多工程中得到了成功的应用，但同时也有一些项目存在一些问题，使工程施工未能按规划要求实施。　介绍双护盾ＴＢＭ在中国的使用情况，分析施工中存在的问题，通过工程实践，提出确立设备采购、项目策划、施工中的组织、技术管　理等作为长距离双护盾ＴＢＭ施工控制要点，并对要点的确立原因辅以案例，对如何做好长距离双护盾ＴＢＭ施工中的各环节相关的　工作做了阐述和说明。同时对双护盾ＴＢＭ发展的趋势提出个人的看法，并针对长距离双护盾ＴＢＭ施工中的问题提出建议和意见。　关键字：长距离；双护盾ＴＢＭ；施工控制要点　中图分类号：Ｕ４５５．４３　文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７２—７４１Ｘ（２００８）０４—０４２９—０５　Ｃｏｍｍｅｎｔｓ　ｏｎ　Ｌｏｎｇ－ｄｉｓｔａｎｃｅ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　Ｄｏｕｂｌｅ—ｓｈｉｅｌｄ　ＴＢＭｓ　ＭＥＮＧ　Ｘｉａｎｊｕｎ　（Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｓｔｏｃｋ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｘｉａｎｇ　４５３０００。Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｏｕｂｌｅ—ｓｈｉｅｌｄ　ＴＢＭｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｍａｎｙ　ｗｏｒｋｓ　ｂｏｔｈ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ａｎｄ　ｆｏｒｅｉｇｎ　ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ．Ｈｏｗ—　ｅｖｅｒ，ｓｏｍｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｈａｖｅ　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｉｎ　ｓｏｍｅ　ｗｏｒｋｓ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｕｓｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｓ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｂｅ　ｅｘｅｃｕｔｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｌａｎ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ—ｓｈｉｅｌｄ　ＴＢＭｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｃｃｕｒ—　ｒｉｎｇ　ｄｕｒｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｉｔ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｏｎ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈａｔ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｐｕｒｃｈａｓｉｎｇ，　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｐｌａｎｎｉｎｇ，ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｔａｋｅｎ　ａｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｌｏｎｇ－－ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ・－ｓｈｉｅｌｄ　ＴＢＭｓ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｗｏｒｋｓ　ｃａｓｅｓ　ａｒｅ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ｅｘｐａｔｉａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｍａｄｅ　ｏｎ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｄｏ　ａ　ｇｏｏｄ　ｊ０ｂ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｔａｉｌｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ—ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ—ｓｈｉｅｌｄ　ＴＢＭｓ．Ｐｅｒｓｏｎａｌ　ｏｐｉｎｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｍａｄｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ—ｓｈｉｅｌｄ　ＴＢＭｓ　ａｎｄ　ｅｏｕｎｔｅｒｍｅａｓ—　ｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ・・ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｄｏｕｂｌｅ－－ｓｈｉｅｌｄ　ＴＢＭｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｏｎｇ—ｄｉｓｔａｎｃｅ；ｄｏｕｂｌｅ—ｓｈｉｅｌｄ　ＴＢＭ，Ｉ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　０　引言　能力差），设备的选型配置、施工组织、技术管理等环　自“引大入秦¨＿，’开始，双护盾ＴＢＭ因其掘进速　节的疏忽对一些工程的顺利施工造成很大的影响。如　度快、地质适应能力相对较强、隧道一次成型等特点在　何做好双护盾ＴＢＭ施工，特别是施工距离长的双护盾　中国得到越来越多的应用。目前在国内已成功使用双　ＴＢＭ工程中各个环节的相关工作，从一定程度上减少　护盾ＴＢＭ完成的工程主要有甘肃“引大入秦”、山西　甚至规避施工风险，是一个亟待解决的问题。结合实　万家寨“引黄人晋　ｌ＇’；使用不是很成功的主要有台湾　际施工经验，对如何做好长距离双护盾ＴＢＭ施工提出　坪林隧道　（又名雪山隧道）、云南掌鸠河引水供水工　个人的建议和意见。　程上公山隧洞；目前在建的有新疆“八十一大阪隧　１　长距离双护盾ＴＢＭ施工几个控制点　洞”、青海引大济湟调水总干渠隧洞工程、陕西“引红　１．１　设备采购　济石”引水工程；拟采用的项目有铁路兰渝线、向莆线　ＴＢＭ属于大型综合性设备，集中采用了大量机　等。　械、电气、液压及ＰＬＣ自动控制等领域的先进技术，设　随着双护盾ＴＢＭ在更广泛的地质条件下使用，　备的设计、制造、组装调试有一个客观的周期。根据经　ＴＢＭ工法的局限性（对地质依赖性高、不良地质通过　验一般从合同签订初步设计开始，经过２～３次设计联　收稿日期：２００８—０３—２５；修回日期：２００８—０６—３０　作者简介：蒙先君（１９７７一），男，四川南充人，２０００年毕业于西南交通大学机械工程及自动化专业，工程师，现从事ＴＢＭ施工技术管理工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com 麾遁建霞　第２８卷　络、工厂制造到完成工厂组装调试的时间应在１　１—１２　线改采钻炸法Ｄ＆Ｂ施工，用于服务隧道的ＴＢＭ前后　个月左右。但国内很多的采购或工程招标留给ＴＢＭ　制造商的时间太短，往往要求其在更短的时间内提供　设备，由此导致一系列问题产生。一则这不符合设备　制造的客观规律：ＴＢＭ属于专用设备，根据隧道地质　条件和施工条件专门设计，针对性很强，没有通用性，　设计需考虑的因素很多，加工和制造的部件多、难度　大，部件的制造、采购等需要一定的时间；二则在实际　的设备采购过程中，一般需要进行国际招标采购，从编　制招标文件到确定供应商至少需要经过发布招标文　件、开标、质疑、公示、合同谈判等过程，应考虑２～３个　月的时间；三则目前很多ＴＢＭ制造商为了节约成本，　受困多次，共用时ｌ２年完成隧道掘进。引黄人晋摩天　岭大断层是南干７　洞内一区域性大断层，其影响带大　约为３００ＩＴＩ长，为构造角砾岩，１９９９年５月２８日，掘进　机开挖至摩天岭断层影响带，发生了卡机事故，不得不　停止掘进　。因此，对于ＴＢＭ的进度应有一个客观的　认识：设备不是万能的，其对地质的适应范围很窄，对　地质的依赖性很强，遇到ＴＢＭ适合掘进的地层，掘进　速度能达到甚至超出预期的指标；超出适应范围之外　的，掘进能力将受到很大的考验。如在“引大济湟”施　工中，在围岩较软、较破碎的地层中，ＴＢＭ的贯入度能　达到１７～１８　ｍｍ／ｒ，掘进１．５　ｍ只需１５—１８　ｍｉｎ；在石　并应国内客户的要求，将很多业务和工作内容放到国　内，采用的方式为国外提供核心部件（电气控制系统、　主驱动系统、液压系统等）和设计，国内负责结构件的　制作（刀盘、盾体、后配套结构件等），若双方合作不默　契或在某些问题上存在分歧，在要求交货时问很短的　情况下，很难满足合同要求，并且最终很可能会影响系　统的稳定性和设备总体的质量。　从最近掌握的工程信息，很多工程的设备存在上　述问题：交货期得不到保证、完整的工厂组装调试无法　进行（部分设备甚至大型结构件都没有完全的拼装，　到现场组装发现有问题），从而导致设备的性能不能　在条件较好的工厂环境下得到很好的调试和验证。到　达工地后，来自官方、业主等各方面的压力，尽管设备　质坚硬、裂隙不发育的地层，Ｔ　掘进．ｍ最长ＢＭ．的贯入度仅能达到　０　９　１　１　ｍｍ／ｒ　１　５　需２００　ｍｉｎ，由此带来　的因刀具磨损、异常损坏产生的刀具检查和更换时间　～．．　，占据了工序时间的１３％一２０％，若能将其中的大部分　时问用于掘进，ＴＢＭ的利用率将能提升１０％（据了解，　在其他项目，刀具每周检查一次；最短每５００　ｍ换一次　刀具，长的有几公里不更换刀具的记录）。　１．３　施工难点和控制要点　１．３．１　更详尽地了解地质资料　ＴＢＭ施工对地质的依赖性或者说针对性很强，获　得详尽的地质资料，做有针对性的设计对顺利完成工　程有很重要的意义。工程前期做详细的地质勘测，掌　握可能出现的不利于ＴＢＭ施工的地质并尽可能采取　还没有完全达到满足施工的设计要求，现场也不得不　用最短的时间让设备运转起来，由此导致在后续的施　工过程中设备故障频发，要经过很长的时间才能缓解　和控制，有些功能甚至因为盲目的使用而永远无法修　复，结果因设备原因造成工期的一步步延误。　１．２　正确评估双护盾ＴＢＭ的进度能力　很多项目在策划期做规划时，对双护盾ＴＢＭ的施　提前处理措施对ＴＢＭ施工尤为关键。有时为更有利　于ＴＢＭ施工，常选择服务隧道先行，探明地质条件，同　时对不良的地质提前处理，如英吉利海峡隧道、台湾雪　山隧道等。对于掘进距离长、埋深大的隧道，做详细的　地质勘察，费用高、难度大，有时可根据地表地貌的情　况来推断内部地质条件，但若岩层分布变化大，此种推　断的准确率就会很低，不利于ＴＢＭ施工。在已知的地　质条件中，断层破碎带及其影响带、大埋深带来的高地　应力（硬岩地段）和围岩收敛变形（软岩地段）、高水压　及可能的大涌水、溶洞、媒系瓦斯地层等会对ＴＢＭ施　工产生不良的影响。　工进度有很高的期望值，对此作者结合自身施工的经　验认为：对双护盾ＴＢＭ的进度能力需要有一个正确的　认识和客观的评价。双护盾ＴＢＭ在“引大人秦”、“引　黄人晋”及国外很多工程中得到了很成功的应用，“引　黄入晋”更是创造了月掘进１　８２１．５　ｍ的世界纪录，但　在许多情况下，除了设备本身原因（设计不合理、调试　不理想、ＴＢＭ故障率高等）影响进度外，地质条件（围　岩类别、水文地质等）对施工进度造成了很大的制约。　从已知的工程中，很多项目ＴＢＭ的实际进度低于ＴＢＭ　１．３．２　ＴＢＭ选型及设备配置　ＴＢＭ对工程地质的适应性决定了工程的成败，在　尽可能详细了解地质条件及施工边界条件的基础上，　做好ＴＢＭ选型及其设备配置工作非常重要。在ＴＢＭ　制造商承诺的进度，也低于预期指标，甚至很多项目因　为各种原因受困或不得不中止。如台湾雪山隧道北上　选型及设备配置时，应兼顾表１所示内容，选择的设计　应能满足在隧道大部分地质条件下顺利施工的要求，　对可能出现的不良地质，要求有针对性的预案和解决　措施，设备要给预案／措施的实施提供可能性（动力、　空间等）。　线主隧道ＴＢＭ于１９９６年５月１日开始全断面开挖，　于１９９７年１２月１５日，ＴＢＭ遭遇上新断层发生抽坍灾　变（涌水量７５０—８００　Ｌ／ｓ，水压１８　ｂａｒ），ＴＢＭ毁坏，全　维普资讯 http://www.cqvip.com

第４期　蒙先君：　长距离双护盾ＴＢＭ施工探讨　４３１　表１　ＴＢＭ选型及配置要点　Ｔａｂｌｅ　１　Ｋｅｙ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｔｙｐｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＴＢＭｓ　１）管片安装困难　选型要点　开挖、支护能力　具体要求　具备不同岩石条件下快速掘进的　能力，支护简单、快速　般在管片尺寸确定的情况下，结合工程的线路　要求（平面曲线、竖直曲线）及设备的结构布置要求，　会尽可能采取措施来减少ＴＢＭ的开挖直径以降低开　一结构设计合理　不良地质通过能力　选择通用型设备配置　足够的结构强度，抵御围岩变形带　来的压力及脱困所需的大推力；便于　拆装和日常维护　具有辅助措施实施的能力　技术成熟，使用简单可靠　挖和回填的成本。若掘进方向控制不好，偏差过大，本　来受盾尾间隙影响，较困难的管片安装工作会变得更　困难，因为在一定区域内可调整的间隙已经被开挖偏　差消耗，常常会出现在某１～２个方向上，管片紧贴盾　尾的内壁进行强行安装，导致管片安装过程中易破损　掘进机的系统设计满足　后配套内快速错车，辅助工作快速　连续快速掘进　同步　１．３．３　辅助设备选型及配置　ＴＢＭ施工属于工厂化的流水线作业方式，开挖、　衬砌与相关的辅助工作同步进行，保证ＴＢＭ连续快速　掘进不但需要ＴＢＭ本身具备良好的性能（设计合理、　总体质量好、故障率低），与其配套的设备也应具有强　大的配套能力，特别是长距离隧道施工项目，对ＴＢＭ　的供配电、通风、供排水、施工运输组织提出了很高的　要求，也是工程中应关注的重点。在确定ＴＢＭ配套设　备时，应充分考虑适宜性，配置要点见表２。　表２　ＴＢＭ施－ｒ￣ｐ．套设备配置要点　Ｔａｂｌｅ　２　Ｋｅｙ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｆ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｐｐｏｓｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ＴＢＭ　ｎｎｓｔｒｕｃｔｉ０ｎ　配置要点　具体要求　距离高压　电电　嚣　麓　韶囊器　～　延伸简单、快速，连接安全口Ｊ靠　长距离碴土运输求　黍纂　丞　组织设计的要　长距离供排水系统　求　蓖　星　长距离通风　尺霉　窘　供风要求　据隧洞　特殊环境　耍案譬高寒等地带对设备功率配置、防寒　１．３．４　ＴＢＭ施工技术管理　双护盾ＴＢＭ在施工过程中应着力做好方向控制、　豆砾石回填／灌浆、掘进参数和模式选择的工作。　１．３．４．１　ＴＢＭ方向控制　隧道掘进方向的控制与工程的质量有直接的关　系，无论是钻爆法还是掘进机施工的隧道，加强并严格　控制成型隧洞的方向均非常重要。相对于钻爆法而　言，掘进机施工的项目若出现开挖偏差过大，采取措施　处理的难度很大，特别是采用双护盾ＴＢＭ和盾构施工　的项目，因隧道掘进后安装管片一次成型，要采取措施　对其进行处理，成本、时间、处理难度均是需要面临的　问题。双护盾ＴＢＭ施工中，若掘进方向控制不好，会　在以下几个方面给施工带来影响：　并且安装时间很长、部分管片螺栓无法全部安装的情　况出现。　２）管片安装质量不可控　由于上述掘进方向控制不好对管片安装带来不良　影响的原因，管片破损、错台等现象便很难得到控制，　当错台、破损尺寸或面积过大时，管片之间的止水条无　法起到止水作用，水及填充的水泥浆液从管片接缝中　不断渗漏出来，严重影响隧道质量。　３）设备通过能力受影响　由于设备布置的需要，设备与管片之间的间隙十　分有限，特别是小直径的双护盾ＴＢＭ，若开挖偏差过　大，设备的某些结构部分在ＴＢＭ换步时将与管片发生　干涉不能正常通过，严重时不得不对结构做出处理。　在施工中做好ＴＢＭ的方向控制首先要让所有的　ＴＢＭ主司机对设备有一个全面的了解，工程技术人员　要提前做好掘进方向控制的技术交底，从设备（控制　系统、推进系统、测量系统）、地质、掘进参数选择等方　面做好相关的准备和保障工作。　施工中的ＴＢＭ需要调向时最忌讳调向猛、快，　ＴＢＭ设计的转弯能力大于管片设计的转弯曲线，控制　较好时，ＴＢＭ将沿缓和的Ｓ型曲线前进，见图１（ａ）；控　制不好，ＴＢＭ前进的曲线将类似于ｚ型曲线见图１　（ｂ）。　一般ＴＢＭ在软弱围岩和软土地层掘进时的方向　控制难度较大，一是ＴＢＭ易出现机头下沉现象；二是　此类地层掘进速度较快，左右发生偏差后，在快速掘进　的状态下ＴＢＭ姿态不易控制和调整。对于一，在掘进　时应随时保证下部的油缸推力大于上部油缸的推力，　若下降趋势仍不能控制，需要停机采取注浆加固等辅　助措施处理后方能通过；对于二，需要降低刀盘的转　速，减小推力，在ＴＢＭ低速掘进的情况下将ＴＢＭ偏转　的趋势逐步控制和扭转。　１．３．４．２　豆砾石回填、灌浆　豆砾石回填和灌浆主要用于支撑管片和固结止　水，目前主要有两种模式：豆砾石＋水泥浆和豆砾石＋　水泥砂浆。不同的工程地质条件，特别是水文地质条　件，可选择不同的填充模式。从以往双护盾ＴＢＭ施工　维普资讯 http://www.cqvip.com ４３２　膳莲建霞　第２８卷　的案例看，对于隧洞出现大涌水的地段，如何保证固结　用。对于管片外部水压高及涌水量大的地段，可以考虑　采用注浆止水和限量排放相结合的方式，将渗水、排水　灌浆的效果及在ＴＢＭ快速掘进的情况下，如何保证豆　砾石的填充／灌浆质量是一个比较难的课题。就工程本　身能够控制的，首先应把管片安装的质量抓好，控制错　量降到最低以满足固结灌浆的要求。但这也取决于设　备在设计时是否考虑到此项功能，在不影响掘进的基础　台和破损，使管片止水条能真正起到密封和止水的作　上如何布置，包括动力、空间等条件是否满足等因素。　０．０４ｌ　０．０３２　０．０５８　０．０４１　（ａ）Ｓ型曲线　０．０３９　０．１Ｏ０　０．３９０　０　ｌ５ｌ　Ｏ．０１９　０．０４５　０　３０　ｔ　（ｂ）Ｚ型曲线　注：图中所示偏差为某双护盾ＴＢＭ工程实际偏差量，单位为ｍ。　图１　ＴＢＭ掘进曲线示意图　Ｆｉｇ．１　Ｓｋｅｔｃｈ　ｏｆ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ＴＢＭ　ｂｏｒｉｎｇ　ｒｏｕｔｅｓ　１．３．４．３　掘进参数和模式选择　困难，且外圈刀具单位时间内运转的距离长，二次破碎　ＴＢＭ掘进参数应根据地质条件和设备能力合理　的次数多，导致刀体因刀圈弦磨后被磨损。根据记录，　选择。刀盘转速、掘进总推力、刀盘扭矩和贯入度要综　在掘进时贯入度最大已达１８　ｍｍ／ｒ，刀盘转速７．１　ｒ／　合考虑，并结合出碴情况动态调整。经过培训的操作　ａｒｉｎ，其推进的速度已经超过ＴＢＭ设计的极限值１００　司机一般能按操作要求合理选择和进行控制，但当出　ｍｎｒ／ｍｉｎ，超出了刀盘的出碴极限（刀盘结构设计开口　现一些特殊情况时，掘进参数的选择会显得很关键，选　有限），由此造成掘进与出碴之间不匹配，出碴不畅而　择不好会导致刀具损坏而中断掘进，严重的还会造成　大面积损坏刀具。因此上述参数中，刀盘转速的选择　刀盘结构件磨损（通常为刮板座、刀座及高刀位面　存在问题，在此类较破碎的地质中应适当降低刀盘转　板）。ＴＢＭ制造商也考虑到掘进司机不规范的操作可　速，控制贯入度不能太大。　能会给设备造成损坏，在ＰＬＣ程序中设定了最大推力　当围岩破碎存在塌方现象时，会在ＴＢＭ换步时表　停止的功能以保护刀具　Ｊ。但在软岩掘进模式下，只　现出辅助油缸和主推油缸压力大，液压泵站工作不稳　要刀盘扭矩值不超过电　液压马达在该转速下的极　定，油泵负荷大，有时甚至会将泵站电机顶跳闸。遇到　限值，便没有其它的限制（此时刀盘推力不大），此时　这种情况，ＴＢＭ主司机首先应停止正在进行的换步／　若掘进参数选择不当，刀具将遭到严重损坏。以某工　掘进作业，通过伸缩护盾区域的观察孔观察围岩情况　程实际施工情况为例：多次出现刀具因刀体弦磨而报　及伸缩护盾特别是外盾的情况，以此来判别采用何种　废的情况，损坏的刀具分布在刀盘外圈的高刀位上，选　择的掘进参数见表３。　掘进模式，一般主要有２种方式：“短进尺，勤换步”和　单护盾模式推进。有时为更有利于ＴＢＭ在此种情况　表３　某工程ＴＢＭ掘进参数　下掘进，不得不牺牲掘进方向使设备沿约束最小的方　Ｔａｂｌｅ　３　ＴＢＭ　ｂｏｒｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｉｎ　ａ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｃａｓｅ　向掘进。　１．３．５　ＴＢＭ施工组织　施工过程中合理的组织能最大程度地减少工序衔　接产生的延误，使施工按预计方式运行。施工组织中　尤其应注意对关键岗位（值班调度、工班长、设备维保　从表中的参数来看，推力比较小的情况下，刀具贯　人员、ＴＢＭ主司机、管片调运安装人员）和关键工序　人度能达到１０．１～１２．４　ｍｍ／ｒ，说明围岩的强度不高，　（掘进、管片安装、设备维保、轨线／管线延伸、编组列　且节理发育，此类地质围岩受扰动后易剥落、掘进速度　车运行及连续皮带机管理）的组织和管理，同时应加　快，单位时问碴土量大，掉落刀盘底部的碴土受快速推　强施工预案的编制，必要时应预演，以保证措施制定合　进的挤压作用将刀盘外圈的刀孔堵塞，致使刀具转动　理，执行没有偏差。　维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期　蒙先君：　长距离双护盾ＴＢＭ施工探讨　４３３　２　双护盾ＴＢＭ的发展趋势　２．１　自动化程度更高　随着技术的不断进步，ＴＢＭ自动化程度会不断提　开式，最后一段用封闭式　。　３　结束语　随着ＴＢＭ（包括盾构）在中国的不断应用，对ＴＢＭ　高，实现大部分作业具有遥控功能，以减少操作人员，　降低人员劳动强度。这在一定程度上还将有利于企业　的成本管理、生存和发展。　２．２开挖直径大／可变　施工的认识也越来越深，同时也认识到ＴＢＭ工法本身　存在局限性。如何提高ＴＢＭ的使用水平，需要不断的　摸索与总结。任何ＴＢＭ在条件允许的情况下应坚持　同一个原则：尽可能地快速通过。此原则对双护盾尤　随着制造能力的不断提高，开挖直径大的ＴＢＭ越　来越受到重视（目前盾构机的最大开挖直径已经突破　其重要，当遇到机头下沉、围岩收敛、大的涌水、塌方等　不良地质，快速通过危险地段之后，再想办法采取处理　了１５　ｍ）。随着对交通要求的不断提高，大断面的公　路、铁路隧道已是一种趋势，其最大的断面要求可能达　到直径２０　ｍ，国外正在研究直径２０～３０　ｍ的大断面　ＴＢＭ设计、制造的可行性　Ｊ。预计今后ＴＢＭ的直径　将更大化。为节约资源，通过更换刀盘、主轴承等方式　使１台ＴＢＭ能适应多种断面的掘进要求，即ＴＢＭ开　挖直径可变的设计将得到更广泛的应用。　２．３适应长距离掘进　随着经济的发展，长大隧道的修建已是一种必然　的趋势。国内拟建的南水北调西线工程，隧洞总长　超过１　０００　ｋｍ，渤海湾海峡隧道长５７　ｋｍ，琼州海峡隧　道长３０　ｋｍ，台湾海峡隧道长１４４　ｋｍ等，这些长大隧道　的建设对ＴＢＭ的设计制造提出了更高、更多的要求。　１）ＴＢＭ功能设计：适应长距离掘进中可能遇到的　各种不利的地质条件；　２）耐磨性：刀盘、盾体等结构件有足够的耐磨性，　以抵御长距离掘进对结构件造成的磨损；　３）耐久性：选用的主轴承、液压、电气产品使用时　间满足长距离掘进要求。　２．４双模双护盾ＴＢＭ　隧道施工不可预知的地质条件往往会给施工带来　很大的困难。对双护盾ＴＢＭ施工而言，遇到软土、高　压富水、大的断层破碎带等不良地质段设备受困的几　率较大。为更好地规避这些风险，将来的隧道施工可　能采用同时具备两种掘进模式的双护盾ＴＢＭ，既能采　用敞开式掘进，利用皮带机出碴，又能采用密闭式掘　进，利用螺旋输送机出碴。当然，这要保证两点：一是　设备的空间足够布置两套出碴系统，即设备直径大；二　是因为螺旋输送机的磨损原因，利用密闭式模式掘进　的距离不能过长。　目前在盾构上已经成功实现敞开式与土压平衡模　式之间的相互转换。西班牙巴塞罗那９号线地铁ＩＶａ　路段，由ＮＦＭ直径１１．９　ＩＴＩ双模式硬岩盾构施工，该盾　构可在敞开模式工作，使用皮带输送机出碴，也可在封　闭式时采用螺旋输送机从土仓出碴。该隧道长４．３　ｋｍ，第一段２．４　ｋｍ采用封闭式，然后约有１　ｋｍ采用敞　措施。长距离、大埋深隧道双护盾ＴＢＭ施工从技术、　设备、施工组织模式上还需要不断的实践，积累和总结　更多、更好的经验相互交流，以促进中国整体的双护盾　ＴＢＭ施工技术。　在未来长大隧道的双护盾ＴＢＭ施工过程中，建议　做好以下工作。　１）做好ＴＢＭ设备的选型和调试工作。业主方在　做项目策划时，要根据设备的实际需要给施工方和设　备的制造商留有足够的时间，毕竟“磨刀不误砍柴　工”，一台设计合理、性能完好的设备是工程顺利开展　的根本保证。同时，施工方在工程项目投标时应与　ＴＢＭ制造商很好的交流，对设备的设计、制造要有很　好的认识和理解，不要对业主做一些无法兑现的承诺，　使自己在实际的操作中处于被动的局面。　２）在规划项目时，应根据具体工程的地质条件、　设备条件、施工环境、施工的边界条件来综合的评估适　用于本项目的ＴＢＭ进度能力和指标。建议将ＴＢＭ施　工的各个环节予以分劈，对各环节实行合理的预测，在　计算的基础上编制理性的指标（一般对ＴＢＭ来说，设　备的利用率按５０％～６０％考虑已是上限）。　３）为保证下一步采用ＴＢＭ施工的长大隧道项目　施工顺利，建议加大地质勘测的力度，尽可能增加钻孔　的密度和深度，使ＴＢＭ制造商和施工方能更清楚地了　解地质情况，做针对性的设计或采取防范和处理措施。　４）在双护盾ＴＢＭ施工中对地质条件的变化，特别　是即将进入破碎带／富水地段应有足够的敏感性，应结　合掘进参数、出碴情况及可能观察到的围岩变化来合　理调整掘进参数及选择掘进模式。在施工现场应配置　专业的地质工程师，做好ＴＢＭ司机的培训工作，以保　证这种变化有专人负责收集、整理和分析地质资料，给　出的掘进指令能很好地得到执行，并在过程中具备合　理调整的能力。　参考文献　［１］　薛继洪．在软弱、不稳定围岩条件下的双护盾硬岩掘进机　［Ｃ］／／大直径隧道与城市轨道　（下转４７５页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

第４期　翟进营，等：　“新意法”在国外隧道工程中的应用４７５　（上接４３３页）　交通工程技术一２０ｏ５上海国际隧道工程研讨会论文集．　上海：上海市土木工程学会，上海隧道工程分会，２００５．　［２］佚名．艰辛而辉煌的历程［Ｎ］．中国水利报，２００２—１０—　１９．　［５］　蒙先君．隧道掘进机刀具管理［ｃ］／／隧道掘进机刀具刀　盘维修与应用研讨会资料．中国新乡：中铁隧道股份有限　公司，２００７．　［６］　佐勇次郎．日本盾构施工法之现状［Ｊ］．土木技术（日　本），１９９１（１０）．　［７］　侯放鸣，乔世珊．南水北调西线工程对ＴＢＭ施工的特殊　要求初探［Ｊ］．中国水利，２００４（８）：４１—４３．　［８］　佚名．巴塞罗那采用直径１１．９　ｉｎ双模式硬石盾构施工９　［３］　冷耀东，谢玉山．台湾雪山隧道主隧道ＴＢＭ工法［Ｃ］／／　第六届海峡两岸隧道与地下工程学术及技术研讨会论文　集．隧道建设，２００７（增刊）：５４２．　［４］　张镜剑．长隧道中隧道掘进机的应用［Ｊ］．华北水利水电　学院学报，２００１，２２（３）：４０—４９．　号线地铁ＩＶａ段［Ｊ］．国际隧道与隧道工程，２００５（１０）．　（上接４６４页）　［７］　ＪＴＪＯ４２－－９４公路隧道施工技术规范［Ｓ］．北京：人民交通　出版社，１９９４．　［４］　庄宁，廖少明，孙忠成，等．大跨度小净距群洞隧道施工方　案优化研究［Ｊ］．地下空间与工程学报，２００７，３（１）：９６—　１０ｏ．　逢萍．小洋山大跨度双连拱隧道中墙优化及现场　［８］　迟建平，测试［Ｊｊ．山西建筑，２００７，３３（３０）：３１４—３１５．　［９］　国家质检总局．ＧＢ６７２２－－２００３爆破安全规程［Ｓ］．北京：　中国标准出版社，２００３．　［１０］　孙宝全．小洋山隧道爆破振动监测技术［Ｊ］．铁道建筑，　２００６（１）：４６—４８．　［５］刘小兵．双跨连拱隧道中墙结构合理形式的研究［Ｊ］．施　工技术，２００４，３３（１Ｏ）：１５—１７．　［６］王春梅．小洋山隧道设计［Ｊ］．铁道勘测与设计，２００４　（２）：４９．