TBM转场长距离快速步进施工技术

1、TBM转场长距离快速步进施工技术XX【摘 要】分析了目前国内外TBM的转场中普遍存在TBM步进情况，但是步进距离均较 短，对如何实现超长距离快速步进的介绍很少。研究在超长距离施工中如何实现快速步进， 同时能有效的降低成本，可为类似项目施工时提供有益的借鉴和指导。【关键词】TBM超长距离 转场1、工程概况成都市某重点市政工程下穿隧道全长2793m,使用明挖基坑+双侧单排降水井降水方法 施工，且工程紧邻江河8-40米，基坑挖深约9-16米，基坑宽度40-60米。赋存于第四系卵 石层中的孔隙潜水为整个场地主要含水层，对工程影响较大；其主要补给源为大气降水及区 域地下水。2、关键技术2.1步进方案的对

2、比优选参考以往项目转场步进，本项目最初考虑三种步进方式：滑板步进方式、滚轮步进方式、 推进油缸步进方式。以下是三种方式步进效率的比较。步进方案直接投入资金完成1个循环所用时间理论步进效率实际步进效率主要影响因素工期滑板步进方式无15分钟120米/天80米/天后配套轨道延伸61天滚轮步进方式设备100多万；轨道440万12分钟150米/天90米/天后配套轨道延伸54天推进油缸步进无15分钟120米/天80米/天后配套轨道延伸61天通过以上步进方式的对比，三种步进方式每循环时间均控制在15分钟之内，步进效率 均受限于后配套轨道延伸，而且三种步进方式实际步进效率相差不大。但滚轮步进方式直接投入的资金

3、为540多万，需要提前预埋钢轨，施工难度大，成本高， 步进效率受限，不能达到预期目的；推进油缸步进方式需要在TBM撑靴外表面加装垫块，使 TBM可以像掘进作业一样前进，但是对两侧洞壁宽度和开挖断面有较高要求，且需要高压供 电支持，仅适合短距离步进，不符合本项目要求。为节约施工成本及考虑现场施工配置，决 定结合Robbins厂家进行滑板步进方式研究。滑板步进机构主要由步进泵站、后支撑架、水 平推进油缸、举升油缸、钢板等部件组成。步进伸缩油缸和举升油缸的动力来自于独立的液 压泵站，TBM向前步进的同时进行后配套轨道的延伸，步进效率比较高且稳定，便于快速 步进。步进机构如图1.1所示。图1.1步进机

4、构结构图操作时，当水平推进油缸完全收回时，先后回收举升油缸、后支撑，确定举升油缸底座、 后支撑脱离地面广2cm后（如果举升油缸回收到位，举升油缸底座仍接触地面，打开新装侧 护盾节流阀，调整护盾位置，然后关闭节流阀；如果后支撑已脱离地面，支撑架仍未完全接 触地面，需增垫钢板），伸出水平推进油缸，推进过程中举升油缸旋钮保持在回收位，刀盘 慢慢向前滑动；待刀盘滑动到达步进底板标记位置后（防止刀盘支撑下小滑板滑出底板，在 底板侧面标记刀盘最大推进距离位置），伸出举升油缸，确保刀盘支撑轻脱离开底板弧面， 落下后支撑，确定支撑架完全脱离地面广2cm，回收水平推进油缸，支撑架及底板同时向前 移动。油缸收回到

5、位后，完成1个步进循环。2.2提高TBM后配套轨道铺设效率由于TBM步进底板和后配套轨道高程不一致，后配套轮子比刀盘支撑底部高997mm，随 着TBM步进，需在后配套通过处铺设轨道，轨道固定在钢枕上。为节约成本，减少钢轨、钢 枕的用量，步进钢枕、钢轨循环使用，即后配套步进通过一根钢轨后，将TBM后方钢轨、钢 枕拆卸倒运至连接桥第一个轮组前进行铺设。中间两条轨道直接铺设在底板上，供小马机车 倒运材料行驶。2.2.1步进前准备TBM步进前，按照刀盘尺寸制作了土建断面测试机构，由人工推动测试机构，由下游贯 通面推至上游掌子面，遇到障碍岩壁时，及时处理，避免TBM步进时刀盘被钻爆开挖的岩面 卡住。并对

6、步进导向槽进行测量清理，防止步进时导向轮被卡住或损坏，影响步进效率。2.2.2机车行走钢轨安装TBM步进时，中间机车轨道需要随TBM 一直延伸，方便衬砌时使用。步进期间，尽量保 证轨道延伸至后支撑处，便于倒运安装后配套钢枕及轨道。为节约中间钢轨倒运时间，提高 步进效率，提前将中间铺设的轨道放置在TBM前方，靠向洞壁纵向摆放，TBM步进同时，将 钢轨由两侧拖拉至中间铺设位置，确定安装位置后，采用18*350mm冲击钻打眼，装入M16*150 膨胀螺栓，每对膨胀螺栓对称于轨道，前后每对膨胀螺栓间距50cm，然后安装小压板固定 中间轨道，轨道小压板为加工特制小压板，每组钢轨之间用022螺纹钢做拉筋（

7、间距为3m）。图2.1机车行走钢轨安装2.2.3步进特殊钢枕的制作TBM步进时，后配套轨道采用循环使用方式，由于后配套台车轨道与机车轨道不在同一 高程，需加工特殊钢枕，供后配套钢轨铺设使用。特殊钢枕的数量计算：按照从连接桥第一 个轮组开始至后备套全部通过，长度约135m，单侧钢轨数量135/12.5约为11根，加上供 循环倒用的轨道2根，总计需要钢轨（11+2）*2=26根；相邻两匹特殊钢枕间距设为70cm， 每根钢轨下可安装钢枕16匹。考虑到钢轨接头处需要支撑和备用，多制作14匹，特殊钢枕 的数量为26*16+14=430匹。特殊钢枕具体形式如下图所示。钢枕正视图钢枕俯视图钢枕倒视图2.2.

8、4轨排整体吊装工艺施工中决定采用钢轨、钢枕整体吊装。将钢轨固定在钢枕上后，轨枕循环利用时，并不 拆分钢轨和钢枕，对轨排进行整体吊装。为节约成本用废弃刀体作为转轴，焊接在平板车上， 再用H150型钢制作前后对称的两个吊梁支架，焊接在刀体上，在每个吊梁上安装左右两个 滑轮。待TBM步进通过一根钢轨后，将平板车停至要拆卸钢轨之间，将同一侧前后两个滑轮 同时滑至型钢外侧钢轨上方，用导链将钢轨及钢枕整体吊装悬挂在平板上，两侧钢轨全部吊 放好后，同时倒运至需要铺设轨道处，整体吊卸并安装。图2.3轨排整体转运2.2.5步进前对步进班进行培训。2.2.5.1操作手进行培训，规范操作步骤，避免因操作失误造成的结

9、构件损坏。2.2.5.2步进过程中各个移动部位必须安排专人进行观察，并及时和工班长联系，将设 备的情况及时报告，由工班长根据具体情况进行控制。2.2.5.3步进过程中，对主机各个移动部位进行注脂、抹油，避免移动部位干磨而损伤。2.2.5.4步进过程中，时刻注意电气、液压等部件防护。2.3结构件加固TBM组装完成后，步进500m到达14#上游掌子面，步进底板磨损严重，而且支撑架横梁、 纵梁出现轻微变形、弯曲。一阶段段贯通后，需要步进4432m才能到达13#上游掌子面，步进距离较长，一旦步进 机构出现故障，可能导致长时间停机维修步进效率和施工进度。为提高步进效率，加快步进 速度，减少步进机构故障及维修时间。步进前，用三角筋板加固焊接支撑架横梁，并加固步 进机构拉杆；步进过程中，需要重点检查主受力横梁，并且持续对焊缝进行焊接，发现异常 及时停机进行加固。施工现场并无步进机构备件，需要对易损坏零部件进行购买储备，如主受力横梁、提升 小油缸、千斤顶、泵站、阀组、管路等。避免TBM步进期间零件损坏后，因无备件更换而