TBM隧道掘進(jìn)施工綜合技術(shù)方案一、施工準(zhǔn)備階段（一）工程地質(zhì)勘察與分析采用三維地質(zhì)雷達(dá)對(duì)隧道軸線50米范圍內(nèi)進(jìn)行全斷面掃描，結(jié)合鉆孔巖芯取樣，重點(diǎn)分析以下指標(biāo)：巖體力學(xué)參數(shù)：測(cè)定單軸抗壓強(qiáng)度（≥60MPa為硬巖，30-60MPa為中硬巖）、RQD值（巖石質(zhì)量指標(biāo)）及裂隙發(fā)育密度，繪制沿程地質(zhì)縱斷面圖不良地質(zhì)識(shí)別：標(biāo)注斷層破碎帶（寬度＞2m需專項(xiàng)處理）、富水層（滲透系數(shù)＞10?3m/s）、軟弱夾層（厚度＞0.5m）等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域地應(yīng)力評(píng)估：通過水壓致裂法測(cè)試最大水平主應(yīng)力，當(dāng)σ?＞30MPa時(shí)需采取巖爆預(yù)防措施（二）TBM設(shè)備選型與配置根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果選擇機(jī)型，本工程采用雙護(hù)盾TBM（適應(yīng)IV-V級(jí)圍巖），主要參數(shù)如下：|項(xiàng)目|技術(shù)參數(shù)||---------------|---------------------------||刀盤直徑|6.28m（預(yù)留3%擴(kuò)挖余量）||驅(qū)動(dòng)功率|7×315kW（總功率2205kW）||最大推力|6000kN||刀盤轉(zhuǎn)速|(zhì)0-5rpm（變頻調(diào)速）||管片拼裝行程|1.5m/環(huán)|刀具配置：中心滾刀：19英寸背裝式（單刃抗壓強(qiáng)度300kN）邊滾刀：楔齒型（適應(yīng)曲線段開挖）鏟斗斗齒：合金材質(zhì)（耐磨系數(shù)HRC60）（三）始發(fā)井施工結(jié)構(gòu)施工：采用C30鋼筋混凝土澆筑始發(fā)基座，安裝精度控制在±2mm/m反力架采用Q345B型鋼焊接，預(yù)埋件抗拔力≥800kN設(shè)置導(dǎo)向軌系統(tǒng)，初始姿態(tài)偏差≤5‰場(chǎng)地布置：組裝區(qū)（20m×28m）：30cm厚C25鋼筋混凝土硬化配套設(shè)施：45T門吊2臺(tái)、拌合站（產(chǎn)能60m3/h）、轉(zhuǎn)碴場(chǎng)（容量500m3）二、TBM掘進(jìn)施工流程（一）設(shè)備組裝與調(diào)試組裝順序：刀盤吊裝→主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝→前護(hù)盾定位→伸縮護(hù)盾連接→后配套臺(tái)車（1-8號(hào)）依次對(duì)接調(diào)試內(nèi)容：激光導(dǎo)向系統(tǒng)校準(zhǔn)：軸線偏差≤3mm/100m液壓系統(tǒng)測(cè)試：工作壓力16MPa，保壓30min無泄漏空載試運(yùn)行：刀盤旋轉(zhuǎn)30min，軸承溫度≤65℃（二）掘進(jìn)作業(yè)循環(huán)（單循環(huán)1.5m）1.全斷面開挖破巖控制：硬巖段（σc＞60MPa）：推力4500-5000kN，轉(zhuǎn)速3rpm軟巖段（σc＜30MPa）：推力2000-3000kN，轉(zhuǎn)速5rpm出渣系統(tǒng)：螺旋輸送機(jī)（直徑800mm）→皮帶機(jī)（速度2m/s）→有軌礦車（容積15m3）出渣能力≥200m3/h2.管片拼裝與支護(hù)管片參數(shù)：C50預(yù)制混凝土，厚度300mm，每環(huán)6片（封頂塊1片，標(biāo)準(zhǔn)塊5片）拼裝流程：真空吸盤抓取→定位調(diào)整→螺栓緊固（扭矩350N·m）→同步注漿（水灰比1:1.2，注漿壓力0.3-0.5MPa）初期支護(hù)（敞開段）：噴射混凝土：C25，厚度15cm（初凝時(shí)間≤15min）錨桿支護(hù)：Φ22mm中空注漿錨桿，L=2.5m，間距1.2m×1.2m3.輔助系統(tǒng)作業(yè)通風(fēng)除塵：壓入式通風(fēng)（風(fēng)量≥1500m3/min），配合布袋除塵器（除塵效率99%）排水系統(tǒng)：掌子面積水坑（容積5m3）→離心式水泵（揚(yáng)程100m）環(huán)向排水盲管（直徑100mm，坡度2‰）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)：地質(zhì)雷達(dá)（探測(cè)距離30m）+超前鉆探（取芯直徑100mm）當(dāng)探測(cè)到涌水量＞10m3/h時(shí)，啟動(dòng)超前注漿止水（三）特殊段施工技術(shù)1.斷層破碎帶處理（以F1斷層為例，寬度5m）超前加固：Φ42mm小導(dǎo)管注漿（長(zhǎng)度6m，間距30cm），采用水泥-水玻璃雙液漿（凝膠時(shí)間30s-2min）掘進(jìn)參數(shù)調(diào)整：降低推進(jìn)速度（10mm/min）減小刀盤扭矩（≤3000kN·m）加強(qiáng)護(hù)盾支撐力（支撐壓力12MPa）2.曲線段掘進(jìn)（最小曲線半徑350m）割線法推進(jìn)：每環(huán)偏移量≤30mm刀具補(bǔ)償：外側(cè)邊刀超挖量50mm管片選型：采用楔形管片（最大楔形量40mm）（四）同步施工工序施工階段平行作業(yè)內(nèi)容銜接要求掘進(jìn)作業(yè)管片運(yùn)輸、錨桿安裝滯后掘進(jìn)面50m管片拼裝同步注漿、盾尾密封檢查緊跟掘進(jìn)面（≤2環(huán)）出渣作業(yè)渣場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)、棄渣處理出渣能力匹配掘進(jìn)速度三、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（一）隧道軸線控制平面偏差：≤50mm/100m（采用激光導(dǎo)向系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)）高程偏差：≤30mm/100m（每50m進(jìn)行導(dǎo)線復(fù)測(cè)）（二）管片安裝質(zhì)量環(huán)面平整度：≤3mm（用2m靠尺檢查）接縫間隙：≤2mm（允許局部5mm）螺栓扭矩：350±50N·m（采用扭矩扳手檢測(cè)）（三）注漿質(zhì)量充填率：≥95%（通過超聲波檢測(cè)）強(qiáng)度要求：28d抗壓強(qiáng)度≥10MPa（每50環(huán)取芯檢測(cè)）四、施工風(fēng)險(xiǎn)控制（一）地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)1.巖爆預(yù)防（高地應(yīng)力段）主動(dòng)措施：超前鉆孔卸壓（孔徑50mm，深度10m，間距1.5m）掌子面噴射2cm厚鋼纖維混凝土被動(dòng)防護(hù)：人員佩戴防沖擊頭盔設(shè)備加裝防護(hù)鋼板（厚度10mm）2.涌水處理（富水段）分級(jí)控制：涌水量＜5m3/h：加強(qiáng)排水5-20m3/h：掌子面注漿（采用WSS工法）＞20m3/h：立即停機(jī)，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案（二）設(shè)備故障預(yù)防刀盤卡滯處理：反轉(zhuǎn)刀盤（轉(zhuǎn)速1rpm）啟動(dòng)脫困油缸（行程300mm）局部爆破清除巖渣（控制裝藥量＜1kg）主軸承過熱：監(jiān)測(cè)溫度（正?！?5℃，報(bào)警值75℃）檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)（油量≥80%，粘度指數(shù)VI≥140）（三）安全管理措施人員防護(hù)：進(jìn)入隧道必須佩戴四合一氣體檢測(cè)儀（O?/CO/CH?/H?S）高壓電氣設(shè)備設(shè)置防觸電警示（安全距離≥1.5m）應(yīng)急演練：每月進(jìn)行1次涌水應(yīng)急演練每季度進(jìn)行1次TBM拆機(jī)逃生演練五、施工進(jìn)度計(jì)劃（一）關(guān)鍵線路工期工序工期（天）備注TBM組裝調(diào)試30含空載試運(yùn)行正洞掘進(jìn)365日均進(jìn)尺10m（IV級(jí)圍巖）管片安裝365與掘進(jìn)同步二次襯砌180滯后掘進(jìn)面100m竣工驗(yàn)收30含缺陷修復(fù)（二）進(jìn)度保障措施設(shè)備保障：儲(chǔ)備關(guān)鍵備件（主軸承1套、滾刀20把）人員配置：采用三班制（每班8h），配置TBM操作手6名（持證上崗）備用方案：當(dāng)TBM故障停機(jī)＞48h時(shí)，啟動(dòng)鉆爆法輔助施工（日進(jìn)尺3m）六、環(huán)境保護(hù)措施（一）噪聲控制TBM設(shè)備加裝隔音罩（降噪量≥25dB）施工場(chǎng)界噪聲限值：晝間≤70dB，夜間≤55dB（二）粉塵治理采用布袋除塵器+噴霧降塵系統(tǒng)（粉塵濃度≤2mg/m3）出渣車輛必須覆蓋篷布（防止遺撒）（三）廢水處理施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀