1、基于單護盾的復合式TBM在城市軌道交通工程的應用研究與實踐中鐵十八局集團隧道工程有限公司二o 一二年十二月1課題概況課題研究的背景、目的及意義國內外城市軌道交通隧道掘進機施工， 絕大多數(shù)采用盾構機施工，管片背后采 用同步注水泥砂漿的方式回填管片與開挖洞壁之間的間隙，主要存在返漿、卡盾、 管片上浮、堵管、收縮率較大形成空洞等諸多通病，并且尚無有效的克服手段。如何避免城市軌道交通單護盾掘進機施工過程中管片背后回填注漿存在反漿、堵 管、卡盾等施工難題以及管片上浮、錯臺、空洞等質量通病，已成為城市軌道交 通施工中急需解決的一棘手難題，也成為一項重要研究課題。銅鑼山隧道復合式 TB就洞端為28%的下坡，

2、并且為曲線結構，步進距離較長，采用安全快速高效的 步進方式，為提高在多山城市軌道交通掘進機施工效率具有積極意義。課題研究現(xiàn)狀目前，國內外城市軌道交通掘進機施工，絕大多數(shù)采用盾構機施工，且同步注 漿無吹填豆礫石和灌水泥漿施工先例。目前國內外TB忸進方式主要單機架式、雙機架式，輪對式等步進模式，軌道 交通領域中盾構機步進幾乎全部采用托架式的步進技術。存在的問題管片背后回填注漿就目前掌握的其他項目的情況和我部對復合盾構掘進機性能的研究，單護盾 硬巖掘進機要實現(xiàn)同步注水泥砂漿，主要存在：返漿、卡盾、管片上浮、收縮率 較大等諸多通病，并且目前尚無有效的克服手段，且國內及國際尚無應用先例。 分析如下：1）

3、易造成返漿、導致卡盾通常情況下同步注水泥砂漿適用于土壓平衡盾構或泥水盾構。土壓平衡盾構或泥水盾構刀盤帶壓作業(yè)，盾體與洞壁之間有介質填充，盾體與洞壁無間隙， 水泥砂漿不會向刀盤方向返漿。本項目復合式TBMK地質主要是砂巖、泥巖，自穩(wěn)能力好，圍巖基本無收斂， 設備在掘進時是全程皮帶出渣，刀盤處于常壓狀態(tài)，盾體與圍巖間隙2550mm如采用同步注水泥砂漿，盾體與圍巖的間隙處很容易返漿，導致砂漿浪費和卡 盾現(xiàn)象發(fā)生。如果卡盾，一般需要 710天進行處理，嚴重影響施工進度。2）管片上浮現(xiàn)象嚴重根據計算，底拱130。范圍的漿液浮力剛好平衡管片重量，同步注漿至中間位置產生29.4噸的最大浮力，超過自重21.4

4、噸的C型管片，會產生很大的上 浮力。3）水泥砂漿的收縮率通常在 0.81%,豆礫石注漿基本不收縮。4）目前國內及國際上的單護盾機型（硬巖掘進）沒有使用同步注水泥砂漿的先例，同時，詳細咨詢了設備的制造商羅賓斯公司，設備制造商也不建議采 用同步注漿。基于以上同步灌注水泥砂漿的諸多問題，結合銅鑼山隧道的具體地質情況，我部決定 采用豆礫石吹填灌漿方案。復合式TB帔進銅鑼山隧道復合式TBM進洞端為28%的下坡，并且為曲線結構，步進距離較 長，采用托架式步進對方向的控制和安全均具有較大的挑戰(zhàn)。主要研究內容該課題主要針對城市軌道交通施工中單護盾掘進機（TBM管片背后回填注漿 過程中存在返漿、卡盾、管片上浮、

5、錯臺等現(xiàn)象，以重慶軌道交通六號線二期銅 鑼山隧道施工為依托工程，主要解決施工過程中管片背后注漿存在反漿、管片上 浮、錯臺，節(jié)約工期和縮短施工成本等方面進行相關研究。針對銅鑼山隧道步進洞段曲線結構以及 28%的下坡，結合以往TBM進經驗, 提出多種步進方案進行分析、比較、論證。研究的方法首先在洞外進行管片背后吹填豆礫石試驗，試驗成功。在掘進階段，管片拼 裝完成后，進行管片全環(huán)豆礫石吹填，并進行底部 90。范圍同步注水泥凈漿，隨 后在距尾部首環(huán)140m范圍開始對管片兩側、頂部梯度注水泥凈漿，封堵注漿孔。 通過檢驗，根據情況分析判斷是否需要二次注漿（補漿）。多種步進方式經過反復的比選，結合銅鑼山隧道

6、步進洞實際情況，最終采用 了混凝土弧形槽導向和滑動的步進技術。主要研究成果復合式TB標用管片背后豆礫石回填注漿工藝后，管片上浮將得到有效控制， 減少管片錯臺現(xiàn)象及管片安裝循環(huán)時間，很好的解決了重慶雨水豐富管片易產生 滲漏水問題，極大地提高了成洞質量采用混凝土弧形槽導向和滑動摩擦步進技術，實現(xiàn)了日步進110米的好成績,比通常采用的托架式步進節(jié)約時間 5天。在步進過程中采用預埋鋼軌上安裝可拆卸牛踢腿，減少了預制管片的使用費 用，節(jié)約了成本200萬元。主要創(chuàng)新點管片背后豆礫石回填注漿1、返漿、卡盾通病得到很好的解決。吹填豆礫石順序：先吹填底部90 ,并進行底部900范圍同步注水泥漿，底 部900護盾

7、與圍巖最大間隙 7.3mm同時盾尾刷也起到部分止?jié){作用，因此基本 可以阻止?jié){液的返漿，也就降低了返漿凝固卡盾現(xiàn)象的發(fā)生。2、克服了管片上?。旱撞?0。范圍注水泥漿不足以使管片上浮。3、豆礫石吹填灌漿后收縮率明顯減小。4、豆礫石混凝土強度容易滿足設計強度。5、克服了管片上浮，減少了循環(huán)時間：同步全環(huán)注水泥砂漿，為了減少管片 上浮，必須需要控制注漿速度，而豆礫石吹填灌漿克服了管片上浮，減少了循環(huán) 時間。6、同步全環(huán)注水泥砂漿的堵管率高，而水泥漿大大降低了堵管率，且工藝簡 單。7、豆礫石吹填有利于管片的穩(wěn)定，加快了掘進速度。復合式TB帔進施工技術1、在復合式TBM進施工首次采用一種新的步進方式一一混

8、凝土弧形槽導向 和滑動摩擦步進。2、在步進過程中采用預埋鋼軌上安裝可拆卸牛踢腿，三塊管片循環(huán)使用，減 少了預制管片使用的費用，節(jié)約成本。.工程概述工程概況重慶軌道交通六號線二期工程銅鑼山隧道工程位于重慶市南岸區(qū)，與軌道交 通六號線一期工程起點相接。隧道采用復合式TBM鉆爆法進行施工，隧道全長5633.373m。復合式 TBMg起訖里程為：左線 ZDK6+108ZDK8+800總長 2692m 右線YDK6+108YDK8+844總長2736m左右線間距較小，平行設置，線間距 15m 區(qū)間共設九處聯(lián)絡通道。本區(qū)間段小里程端與銅鑼山隧道進口段鉆爆法區(qū)間相連， 大里程端與銅鑼山隧道出口段鉆爆法區(qū)間相

9、連。隧道最大埋深371m洞身線路先S1銅物市論道/.舞圍站妖等譯站茶曲北站K劃嘉理站以28%的下坡入洞，隨后是3%的上坡及24.4 %的下坡。為了滿足隧道通風要求， 于線路里程YDK6+370左線左側設計 一處深21.613 m的通風豎井；于線 路里程YDK8+90山線右側設計一斜 井，長為621.83m,作為復合式TBM 拆卸后運輸通道，于右線隧道 YDK6+261處北側設計一處永久泄水 洞，長度551.438m,坡度-5%,將洞 內匯水通過泄水洞自然引排至洞外 杭家彎河。工程特點銅鑼山隧道TBM施工段橫斷面型式為圓型，開挖直徑6.28m,襯砌厚度300mm 凈斷面尺寸（直徑）D = 5.7

10、m,管片形式由3片標準塊+2片鄰接塊+1片封頂塊（具 體結構見管片示意圖一）。預制襯砌背后與圍巖四周之間的空腔均為140mm襯砌背后的回填介質及回填方法直接關系到回填綜合質量，隧道管片襯砌設計承載能 力的前提條件是襯砌與圍巖密貼，具有止堵水能力，共同承受內外部荷載，所以 隧洞襯砌背后與圍巖之間的空腔進行回填灌漿保證均勻密實。在不良地質條件下各部位空腔 會發(fā)生較大變化，如塌方、結構圍巖擾動、富水、山體裂隙、溶洞等，對回填質 量會產生重要影響，應采取有效措施提高回填質量。圖一管片結構示意圖.復合式TB嫡介本工程所采用的2臺復合式硬巖TBM由美國羅賓斯公司專門針對重慶地鐵特 殊地質設計制造，刀盤直徑

11、6.28m,主機長度9.4m,后配套共九節(jié)，整機長100m 單臺總重約500t,裝機總功率2120KW采用先進的PLC控制系統(tǒng)，同時配備激光 導向系統(tǒng)，管片安裝、豆粒石及注漿系統(tǒng)、瓦斯及有害氣體檢測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控 系統(tǒng)等。出磴方式為礦車出磴。k圖二復合式TBMfc體結構.復合式TBM礫石回填注漿施工技術工藝流程圖管片底部90范圍豆礫石吹填一管片底部90范圍同步注水泥漿一管片兩側、頂部吹填豆礫石- 管片兩側、頂部梯度注水泥漿一封堵灌漿孔-質量檢驗一補灌一重新質檢一 合格預留孔編序號原設計管片注漿孔（兼吊裝孔）孔徑為 3.5cm,孔徑小，不能滿足豆礫石吹填 要求，豆礫石粒徑為5-10mm為了快速方

12、便施工，增設豆礫石吹填孔為7.5cm。為了方便施工組織、工程量統(tǒng)計，按 TBM掘進方向，對襯砌管片上預留的 6個孔按逆時針方向進行編序號，詳見下圖三、圖四。圖三 預制管片襯砌縱向結構示意圖圖四預留孔編序號圖.豆礫石回填施工生產前期試驗為了豆礫石回填灌漿工作的順利進行，在施工前期做好充分的各項準備工作, 對材料進行檢驗、設備精心測試、人員嚴格培訓。1）對進場的水泥、豆礫石、砂等材料做好計量驗收、指標檢測工作。施工試 驗配合比必須進行前期試驗，按監(jiān)理工程師批準的施工配合比進行施工。2）對豆礫石回填灌漿設備、臺架等進行性能試驗，尤其是空壓機和豆礫石噴 射機要進行風壓、風量測試，以滿足豆礫石回填能力；

13、灌漿泵要進行壓水試驗， 檢查儀表狀態(tài)是否正常；高速制漿機的自動控制系統(tǒng)定量加水泥、加水的準確程 度要進行驗證。3）對施工人員進行崗前培訓，各工種必須熟悉豆礫石回填灌漿的全部施工流 程、操作規(guī)范、實施方法、質量保證、安全防范等知識技能進行系統(tǒng)教導學習， 使每一個施工人員具有崗位責任能力。設備布置TBM后配套2#臺車一側布置砂漿攪拌機1臺、砂漿泵2臺；3#臺車一側布置 豆礫石噴射機2臺；4#臺車一側布置皮帶上料機1臺；6#臺車一側布置空壓機2臺；10#臺車一側布置儲漿罐1臺、活塞式液壓注漿泵2臺。見圖五圖五豆粒石吹填系統(tǒng)材料運輸運輸?shù)牟牧现饕嵌沟[石和水灰比 0.6的水泥漿等。1）豆礫石運輸洞外上

14、料工事先將豆礫石定量放入運輸豆礫石罐車中，由調度中心組織調配 運送到后配套4#臺車部位。2）水泥漿運輸水泥漿采用洞外集中拌合，儲存在水泥漿罐車中，由調度中心組織調配送到2#臺車及10#臺車。起始環(huán)回填（豆礫石、水泥漿）起始環(huán)回填是豆礫石回填灌漿的基礎，根據現(xiàn)場施工實際情況，當預制管片襯砌第一環(huán)露出盾尾時，從第一環(huán)0孔位進行管片底拱豆礫石吹填，（量控為主， 壓力控制為輔），并同時對底拱進行水泥漿的回填。掘進 3-5環(huán)后，對管片兩側及 拱頂進行豆礫石回填。豆礫石回填豆礫石回填是在起始環(huán)回填（豆礫石、水泥漿）的基礎上進行，在管片脫離 護盾后立即進行，管片外側與圍巖之間的空腔應充填密實，豆礫石底拱回填

15、堅持“脫離護盾一環(huán)就必須回填一環(huán)”的原則進行。將豆礫石運輸罐車與豆礫石噴射圖六底部豆粒石回填機上料系統(tǒng)聯(lián)接，打開放料閥使豆礫石放入皮帶機的上料口，啟動皮帶機將豆礫 石輸送到豆礫石噴射機上方料斗，通過控制料斗下方的放料閥門，將豆礫石均勻 輸送到豆礫石噴射機接料口，在放料的同時啟動豆礫石噴射機，這時豆礫石有序 的分配到豆礫石噴射機內各料腔，通過壓縮空氣豆礫石經管道壓送到噴頭至管片 外側與圍巖之間的空腔中。底部豆礫石回填底部豆礫石回填是回填的關鍵環(huán)節(jié)。管片露出盾尾的管片如果封頂塊在正拱頂，則底部吹填豆礫石從 0孔位開始吹填，如果封頂塊在拱頂左側 360位置，則 從兩側拱的1、1孔位進行灌注（見示意圖

16、六），當豆礫石工感覺到管道內沒有豆 礫石流動時停止灌注，取下噴頭將0孔位或1、1孔位臨時封堵，以后的管片底部 吹填依此方式進行。兩側拱豆礫石回填在豆礫石吹填時為防止產生偏壓使管片發(fā)生錯臺或損壞，必須做到自下而上。雙機對稱灌注。兩側拱回填滯后尾盾 3環(huán)開始。具體方法：將聯(lián)接噴豆礫石管道 的噴頭先、后裝入兩側拱的3、3孔位進行灌注（見示意圖七），2、2孔位作為觀 察孔。當豆礫石工感覺到管道內沒有豆礫石流動時停止灌注，取下噴頭將3、3孔位臨時封堵，完成一次兩側拱的豆礫石回填，依次配合掘進、襯砌向前推進。頂部豆礫石回填在滯后兩側拱豆礫石灌注部位 5環(huán)后實施。具體方法：將聯(lián)接噴豆礫石管道 的噴頭先、后裝

17、入頂拱部的預留孔 4孔一4孔灌注（見示意圖八），當豆礫石工感覺到管道內沒有豆礫石流動時停止灌注，取下噴頭將4、4孔位臨時封堵。將噴頭裝入頂拱部5孔位灌注（見示意圖九），在灌注過程中機械手和豆礫石工要密 切配合，尤其是豆礫石工要認真觀察灌注情況，當豆礫石工感覺到管道內沒有豆 礫石流動時停止灌注，取下噴頭將 5孔用及時臨時封堵，完成了一次頂拱部豆礫 石回填。依次將0、1 1 3 3 4 4 5孔灌注，完成一個循環(huán)的且礫石回填。圖七管片兩側3啊1豆粒石回填圖八管片兩側4#孔豆粒石回填圖九5#孔豆礫石吹填管片勾縫為保持預制管片襯砌整體結構穩(wěn)定、防止在灌注水泥漿時漏漿。預制管片襯 砌之間預埋膨脹止水條環(huán)

18、向形成的接縫，要及時用聚氨酯材料勾縫。尤其是底拱 部勾縫必須密實，防止在注漿時有壓水泥漿液冒出。底拱部勾縫在預制管片襯砌 完成后實施，由于各種原因底拱部長期有一定的積水存在，因此要使用水泵局部 排水，并用氯丁膠乳水泥勾縫，以保證勾縫質量。必要時使用速凝砂漿勾縫，即 在原施工配合比的基礎上建議添加水泥用量 2%勺速凝劑。兩側、頂拱部預制管片 接縫勾縫在TBMt部適當平臺實施。抹灰工在勾縫前對接縫進行清理，使用專用 工具用微膨脹砂漿將接縫填充密實，注意保護好止水條。管片嵌縫材料及要求復合式TBM預制管片嵌縫材料在變形縫處以高模量聚氨酯密封膠嵌填，其它 （除襯砌變形縫外的環(huán)縱縫或有積水時聚氨酯無法嵌

19、填情況下）采用氯丁膠乳水 泥嵌填。嵌縫必須在復合式TBM隹進缸影響范圍外及隧道穩(wěn)定后進行，施工要求:（1）凡有滲漏處均應先進行封堵。（2）嵌縫槽槽口有嚴重缺碎需先做修補。（3）嵌縫槽內面不得有積水或殘存污物。（4）聚合物水泥嵌縫前，槽壁先用界面劑處理。其材料各項性能指標如下：表一氯丁膠乳水泥技術指標粘結強度（MPa）1.2抗拉強度（MPa）1.6抗壓強度（MPa）10極限延伸值水泥砂漿的2-3倍表二氯丁膠乳技術性能指標項目指標備注外觀白色乳狀液以測含固量為重點。膠乳在配入各種助劑 后，其PH值應在堿性 范圍（9-12 ）內。PH值3-5比重1.085含氯量35%含固量30表三 高模量聚氨酯密封

20、膠技術性能指標100哪量（MPa）1.12抗拉強度（MPa）3.5斷裂伸長%30撕裂強度（MPa）100pit邵氏硬度（MPa）50+5在實際施工中根據檢驗原材料的變化情況和選購的外加劑及時進行適當調 整，并通過現(xiàn)場試驗確定施工配合比，選定的施工配合比必須進行生產性試驗,根據現(xiàn)場情況協(xié)商調整，以達到滿足設計要求和現(xiàn)場施工要求，最終按監(jiān)理工程師批準的施工配合比執(zhí)行。嵌縫材料的制拌采用布置在TBM后配套前部100型砂漿攪拌機來制拌砂漿，將稱量好的袋裝 灰砂混合干料以及各種添加劑加入攪拌桶內，攪拌5-10分鐘均勻后使用。非灌漿孔封堵豆礫石回填灌漿的效果受到豆礫石空隙率、漿液滲透能力、灌漿壓力、用漿

21、等因素的影響，該方案提出在灌漿前有序的將預制管片上的部分預留孔用AEA微膨脹水泥砂漿封堵。即確定為非灌漿孔，封堵孔見示意圖 十所示，底拱1、1孔位 全部封堵；兩側下拱部的2、2排孔位隔一孔封堵一孔；兩側拱中部的 3、3排孔 隔一孔封堵一孔；兩側拱上部的4、4排孔位隔一孔封堵五孔；頂拱部的 5孔位隔 一孔封堵五孔。圖十非灌漿孔封堵示意圖非灌漿孔（灌漿孔）封堵非灌漿孔（灌漿孔）用 AEA散膨脹水泥砂漿封孔，具體指標如下表四AEA膨脹水泥項目指標AEA摻里水泥重量的12%抗壓強度（MPa30抗?jié)B等級S10封堵砂漿的制拌采用布置在TBM后配套100型砂漿攪拌機來制拌砂漿，將稱量好的袋裝灰砂混合干料以及

22、各種添加劑加入攪拌桶內，攪拌5-10分鐘均勻后使用。水泥漿填充施工水泥漿配合比按設計要求兩側、頂拱270水泥漿灌注，結石強度等級 M15建議施工試驗 配合比見表五。表五水泥漿施工配合比名稱配合比（重量比）容重(誤差v 3%(kg/ m 3)水泥（kg ）水（kg ）水泥漿液0.6 : 117571077646通過現(xiàn)場試驗確定施工配合比，選定的施工配合比必須進行生產性試驗，據 現(xiàn)場情況協(xié)商調整，以達到滿足設計要求和現(xiàn)場施工要求。最終按監(jiān)理工程師批 準的施工配合比執(zhí)行。制漿水泥漿拌制在洞外拌合站進行，通過自動計量系統(tǒng)按照試驗配合比進行拌制， 通過水泥漿罐車運輸進洞。底拱水泥漿的灌注管片露出盾尾即進

23、行底拱水泥漿灌注。底拱水泥漿灌注是用水泥漿泵將水泥 漿壓送經管道到底拱回填部位。機械手要做到水泥漿進料與水泥漿泵聯(lián)動，同時 要和灌漿工密切配合，機械手在灌漿工的指令下，啟動水泥漿泵0孔位進行壓灌,量控為主，壓力控制為輔，灌注完畢抹灰工用封孔砂漿及時把灌漿孔封堵。兩側、頂拱270水泥漿灌注兩側拱下部灌漿由灌漿工分別將注漿塞安裝到第 1環(huán)（機器尾部后面50m范圍內）兩側拱下 部的2孔位-2孔位，同時依次安裝第5環(huán)、第9環(huán)。2-2,（觀察、用漿、 注漿）孔位的注漿塞。機械手打開高速制漿的放料閥，將攪拌均勻的漿液放入儲 漿罐，機械手在灌漿工通過對講機指令下，機械手分別啟動注漿泵開始灌注，在 灌注過程中

24、灌漿工要嚴密觀察用漿情況，發(fā)現(xiàn)依次第5環(huán)、第9環(huán)。的2-2孔位有比較混濁水泥漿液漏出時將注漿塞閥門關閉。注漿壓力一般為1.11.2倍的靜止土壓，施工中根據地層特性進行調整。通常情況下控制在0.3-0.6MPa,達到壓力要求后恒壓5分鐘漿液不再進入時停止灌注，同時關閉注漿塞閥門，視該 孔灌注結束。灌漿工取下灌漿管接頭分別接到第5環(huán)、第9環(huán)。的2-2,孔位的注漿塞上，依次向前灌注到 TBM 10裕車為止，（大約灌漿水平距離50m ） 的2-2孔位有比較混濁的水泥漿液漏出時停止 2-2,孔位的灌注，完成兩側拱下 部的水泥漿灌注。詳見注漿示意圖4圖十一豆礫石灌漿順序示意圖兩側拱中部灌漿由灌漿工分別將注

25、漿塞安裝到第1環(huán)兩側拱上部的3孔位和3孔位，同時依 次安裝第5環(huán)、第9環(huán)。3-3（觀察、用漿、注漿）孔位的注漿塞。機械 手打開高速制漿的放料閥，將攪拌均勻的漿液放入儲漿罐，機械手在灌漿工通過 對講機指令下，機械手分別啟動注漿泵開始灌注，在灌注過程中灌漿工要嚴密觀 察用漿情況，發(fā)現(xiàn)依次第5環(huán)、第9環(huán)。的33孔位有比較混濁的水泥漿 液漏出時將注漿塞閥門關閉。注漿壓力一般為1.11.2倍的靜止土壓，施工中根據地層特性進行調整。通常情況下控制在0.3-0.6MPa ,達到壓力要求后恒壓5分鐘漿液不再進入時停止灌注，同時關閉注漿塞上的閥門，視該孔灌注結束。灌漿工取下灌漿管接頭分別接到第 5環(huán)、第9環(huán)。的

26、33孔位的注漿塞上，依 次向前灌注到距TBMt部10#車的余坡段10 m處（大約灌漿水平距離40m）的 3-3孔位有比較混濁的水泥漿液漏出時停止3-3孔位的灌注，完成兩側拱上部的水泥漿灌注。兩側拱上部灌漿由灌漿工分別將注漿塞安裝到第1環(huán)兩側拱上部的4孔位和4孔位，同時依 次安裝第7環(huán)、第13環(huán)。4-4（觀察、用漿、注漿）孔位的注漿塞。機 械手打開高速制漿的放料閥，將攪拌均勻的漿液放入儲漿罐，機械手在灌漿工通 過對講機指令下，機械手分別啟動注漿泵開始灌注，在灌注過程中灌漿工要嚴密 觀察用漿情況，發(fā)現(xiàn)依次第7環(huán)、第13環(huán)。的44孔位有比較混濁的水泥 漿液漏出時將注漿塞閥門關閉。注漿壓力一般為1.1

27、1.2倍的靜止土壓，施工中根據地層特性進行調整。通常情況下控制在0.3-0.6MPa ,達到壓力要求后恒壓 5分鐘漿液不再進入時停止灌注，同時關閉注漿塞上的閥門，視該孔灌注結束。灌漿工取下灌漿管接頭分別接到第 7環(huán)、第13環(huán)。的44孔位的注漿塞上， 依次向前灌注到距TBMt部10#車的余坡段20 m處（大約灌漿水平距離30m ） 的4-4孔位有比較混濁的水泥漿液漏出時停止 4-4孔位的灌注，完成兩側拱上 部的水泥漿灌注。頂拱中心灌漿頂拱中心灌漿是單機工作，由灌漿工將注漿塞安裝到第1環(huán)頂拱中心5孔位，同時依次安裝第7環(huán)、第13環(huán)。5 （觀察、用漿、注漿）孔為的注漿塞。 機械手打開高速制漿的放料閥

28、，將攪拌均勻的漿液放入儲漿罐，在灌漿工通過對 講機指令機械手啟動注漿泵單機工作開始灌注，在灌注過程中灌漿工要嚴密監(jiān)視 灌漿壓力和用漿情況，發(fā)現(xiàn)依次第 7環(huán)、第13環(huán)。的5孔位有比較混濁水 泥漿液漏出時，將注漿塞閥門及時關閉。注漿壓力一般為1.11.2倍的靜止土壓，施工中根據地層特性進行調整。通常情況下控制在0.3-0.6MPa ,達到壓力要求后恒壓5分鐘漿液不再進入時停止灌注，同時關閉注漿塞上的閥門，視該孔灌注結 束。灌漿工取下灌漿管接到第 7環(huán)、第13環(huán)。的5孔位的注漿塞上，依次 向前灌注到距TBMt部10#車30 m處（大約灌漿水平距離20m ）的5孔位有比 較混濁的水泥漿液漏出時停止 5

29、孔位的灌注，完成頂拱中心區(qū)的水泥漿灌注。下一個施工循環(huán)依次按照梯度平行作業(yè)。灌漿孔封堵灌漿孔封堵按非灌漿孔封堵的施工配合比制拌的砂漿實施，抹灰工取下注漿 塞將灌漿孔清理干凈，用抹灰工具填充搗實，灌漿孔封堵表面光潔平整，同時做 好養(yǎng)護工作。特殊情況處理）灌漿過程必須具有連續(xù)性，因故中斷應及時恢復灌漿，中斷時間大于30min 時，機械手要盡快做好灌漿泵清洗和棄漿工作，灌漿工清理原灌注孔恢復灌漿。2）當結構圍巖擾動有塌方發(fā)生時，豆礫石回填量減少、吃漿增大的情況下， 提請監(jiān)理工程師批準后，可適當提高灌漿壓力，使水泥漿液穿透結構圍巖空隙， 以提高結石強度。3）當結構圍巖有富水發(fā)生時，提請監(jiān)理工程師批準后

30、，可適當提高水泥漿的密 度，以增強抗離析能力、降低水泥漿的損耗。4）當發(fā)現(xiàn)有山體裂隙、溶洞情況時，提請監(jiān)理工程師批準后，砂漿回填是很 有效的辦法。.復合式TB帔進施工技術復合式TBM進工藝流程圖如下所示。圖十二步進流程圖（1）總體步進施工方案在軌道交通領域中盾構機步進幾乎全部采用托架式的步進技術，即將主機安 裝在預先制作好的托架上，通過輔助的推進機構實現(xiàn)設備的步進和始發(fā)，而盾構 機的步進距離通常較短且場地平整。銅鑼山隧道復合式TBM進洞端為28%的下坡，并且為曲線結構，步進距離較 長，采用托架式步進對方向的控制和安全均具有較大的挑戰(zhàn)。經過反復的比選， 最終采用了混凝土弧形槽導向和滑動的步進技術

31、。該方案為：根據隧道線形在步 進洞段預制與主機相匹配的混凝土弧形槽，為了減小步進過程中的阻力，在弧形 槽兩側預埋200*200H型鋼，使主機在步進過程中重量主要落在型鋼上，步進過程 中在型鋼上涂抹潤滑脂，減小阻力。該方案可以通過控制弧形槽的施做的精度來 控制設備的方向，具有很高的精確性和安全性。采用混凝土弧形槽導向和滑動摩擦步進技術為一種新型、快捷步進方法。采 用此技術實現(xiàn)了日步進110米的良好成績，僅用了兩天半就完成了步進，為設備盡 早試掘進創(chuàng)造了條件。(2)TBM步進推力計算步進段隧道坡度為28%下坡，當TBM!止時下滑力 p=G*Sina =5000*28/1000.4=139.94KN

32、摩擦力為 R=G*Cos * = =5000*1000/1000.4* = =440KNP 一下滑力R 一摩擦力G一整機重量a 一隧道坡度L 摩擦系數(shù)RP,摩擦力大于下滑力，步進時緩慢前移，所以不用考慮坡度問題，步進 是安全的，不會產生自動滑行問題。復合式TBMS體重270t,后配套重230t ,總重為G=500t,鋼與鋼的摩擦系數(shù) 為0.1-0.15 ,主機步進時為滑動摩擦，在弧形臺預埋 H0鋼上涂抹黃油以減少摩擦 力，有潤滑狀態(tài)下滑動摩擦系數(shù)取 0.12;由于后配套為輪對在鋼軌上滾動前進， 產生滾動摩擦力，滾動摩擦系數(shù)為0.05 ,步進時的總推力為 F=2700KN*0.12+2300KN

33、*0.05=440KN 牛腿提供推力按 500KN+算。牛腿加工牛腿采用20mr#鋼板焊接加工成箱型，以保證整體受力及剛度（已通過模擬實驗，單個牛腿至少可承受25t推力）。牛腿加工4個，備用兩個。為了防止管片受力不好，在兩個牛腿中間（弧形臺底部中間）另外增加一個預留孔（210*210mm,可以安裝H200鋼作為臨時反力支撐。TBMJH1時如果兩個牛腿提供反力時變形過 大，不能滿足施工時，可采用4個牛腿同時使用，兩組牛腿采用I16工字鋼連接。牛腿在預留孔內與預埋型鋼采用 4顆8.8級M20*75mm強螺栓連接，牛腿加工及安 裝見下示意圖十三、十四：圖十三牛腿加工示意圖圖十四牛腿安裝示意圖鋼枕加工

34、、管片準備復合式TBMfi裝時，主機位置一定要擺放準確，TBMt機長9.4m,刀盤擺放位 置里程為YDK5+821組裝前測量組做出顯著標示，防止TBME機組裝位置偏移。TBM&機步進通過后，為鋪設TBM5配套及運輸軌線，需在弧形臺內安裝鋼枕 鋼枕鋪設間距800mm共計需要450根鋼枕。配合TB班進用管片循環(huán)使用，每個循 環(huán)步進1.5米（牛腿的預留槽間距2.9米），共計需要管片3塊（步進用管片采用報 廢的標準塊），預先初裝1塊，2塊步進時循環(huán)使用。鋼枕加工圖詳見下圖十五：35a5iATAATA產?14 X。78 一 j? RO 產2時1 * . 1/msB三.圖十五鋼枕加工示意圖復合式TBMJH

35、1復合式TB晌盾盾體外徑6230mm刀盤在步進時，為避免與巖壁發(fā)生刮擦，不 安裝邊刀及刮板，此時刀盤的外徑略小于前盾的尺寸，為避免步進時前方的突臺、 出露鋼筋頭、大的石塊等障礙物卡住刀盤，對主軸承造成偏載，增大推進的阻力， 步進前將暗挖隧道內清理干凈、突臺打磨平滑。復合式 TBM&裝前，在主機位置的 軌道床上的預埋鋼軌面上均勻涂抹黃油，復合式 TBM進前在預埋鋼軌面均涂抹黃 油，以減小復合式TBM進的阻力。復合式TBM&裝調試好后，預先安裝二塊管片及反力牛腿。鋪設鋼枕及運輸軌 道，把軌道延伸至合適位置。為防止 TBM進過程中管片向上移動，牛腿加工時考 慮前擋板向前傾斜5。，（為防止牛腿破壞管片

36、接觸面，在牛腿與管片間加設橡膠 墊片）如果還是不能阻止管片上浮滑動，可在牛腿頂部焊接爪勾（類似管片翻轉 機上的掛鉤）。一切準備工作就緒后，開始復合式TBMJHl。TBM主推進油缸完全收回，反力 牛腿及第一塊和第二塊管片安裝就位（此時管片安裝機上抓存一塊管片），開始利用底部主推進油缸頂住管片向前步進，完成 1.5米步進后，收回油缸，安裝第三塊 管片。再利用油缸步進1.5米，收回油缸，把靠近油缸處的二塊管片利用管片安裝 機前移到合適位置，后部一塊管片由管片安裝機抓起，空出后面位置，前移牛腿并固定，再步進1.5米，安裝管片安裝機上的管片，再步進。循環(huán)施工，達到復合 式TBM8機向前步進的目的。復合式

37、TB麻環(huán)步進步驟見下圖十六、十七、十八:圖十六TBM步進初始位置5m .牛翼圖十七TBM步進1.5m后安裝第三塊管片位置圖十八TBM再次步進1.5米后前移二塊管片位置步進軌道延伸復合式TBMfc步進的同時，進行軌道延伸。由于 TBMt進時，對1#臺車輪對進 行了相應改造，把1#臺車兩組輪對由原來行走在管片上，改造成在軌線上行走。這樣就把原來預留延伸軌線的空間給占用了。目前每次延伸軌線只能縮短至6.25米。在軌線延伸時，和TBM進的反力牛腿有一定的干擾，在軌線延伸時，注意鋼 枕位置和牛腿避開，防止干擾。(3)主要施工技術措施通過上述計算，TB峨進需要的支撐反力最大50t ,主要牛腿及管片與軌道

38、床上的預埋型鋼提供反力。通過計算，一對牛腿提供的支撐反力能滿足需要，另 一對牛腿備用。TBMJH1:為了減小步進推力，減輕反力裝置壓力。TBMJH1時，在混凝土弧形槽兩側預埋的鋼軌面上均勻涂抹黃油，減小摩阻。管片拆除：管片拆除時，應從與油缸接觸的第一塊開始。再松出反力裝置。由于空間有限，充分利用管片安裝機存放管片。軌道鋪設：隨著TBW斷的步進，后面的軌道相應延伸。鋼枕鋪設時，由于 暗挖隧道的不平整，必須把鋼枕安平墊實，鋼軌安裝牢固，所有螺栓緊固到位。TBM進時，推進速度不能過快，防止管片尾部上翹滑出牛腿。推進過程中 需有專人時刻觀察反力裝置的情況。(4)步進施工安全技術措施在步進前，派專人檢查弧形臺預埋 H型鋼接頭是否平順，如有錯臺或變形 打磨平順，并安排專人進行 H型鋼上螺栓孔的鉆孔，鉆孔孔位要定位準確。派專人安裝牛腿及管片，保證牛腿及管片的位置準確，螺栓擰緊，保證受 力均勻，步進時不偏向，步進過程中觀察管片及螺栓受力情況，螺栓如有變形及 時更換。在步進過程中，派專人檢查 TBM兩側及前方有無障礙物，型鋼是否打黃油 潤滑，TBMS型鋼上滑行情況，如果發(fā)現(xiàn)問題及時向工班長或現(xiàn)場領導報告處理。在步進過程中，定人定崗，安排液壓，電氣及機械工程師檢查步進中機械 運轉是否正常，各項數(shù)據是否符合要求。在步進過程中，派專人檢查鋪設的鋼枕加固是否牢固，鋼枕間距是否符合要求