東山供水工程雙護(hù)盾TBM步進(jìn)方案比較

任力強(qiáng)

（山西省中部引黃水務(wù)開發(fā)有限公司 山西太原 030002）

0 引言

近年來，隨著雙護(hù)盾TBM在水利、高鐵、地鐵山嶺隧洞、市政、煤礦、石油等領(lǐng)域的大量推廣應(yīng)用，由于雙護(hù)盾TBM在始發(fā)掘進(jìn)前需要穿越洞口坡積物以及沖洪積地層、長距離的鉆爆法支洞洞段、主洞鉆爆法處理的不良地質(zhì)洞段等洞段，通過雙護(hù)盾TBM步進(jìn)技術(shù)研究，對促進(jìn)雙護(hù)盾TBM施工工藝完善，提高雙護(hù)盾TBM步進(jìn)效率，降低施工成本，確保施工安全意義重大。

東山供水工程施工十一標(biāo)為輸水線路9#洞出口段（YD14+418.86 m～YD29+879.30 m），長 15460.44 m，縱坡i=1/2700，其中9#洞出口樁號YD29+854.30 m～YD29+054.30 m，長800 m，為TBM進(jìn)洞步進(jìn)段。該洞段為城門洞型，開挖斷面4.7 m×4.8 m。

1 步進(jìn)方案選型主要考慮要素

1）技術(shù)方面:主要考慮雙護(hù)盾TBM步進(jìn)底板的方式；雙護(hù)盾TBM步進(jìn)所采用的步進(jìn)機(jī)構(gòu)；雙護(hù)盾TBM步進(jìn)過程的方向控制；雙護(hù)盾TBM步進(jìn)過程的軌道延伸；雙護(hù)盾TBM步進(jìn)進(jìn)入始發(fā)洞是否需要安裝負(fù)環(huán)管片；始發(fā)洞尺寸；步進(jìn)始發(fā)的準(zhǔn)確性；作業(yè)程序復(fù)雜性等方面。國內(nèi)TBM項目始發(fā)步進(jìn)的方案主要有以下四種，如:萬家寨引黃工程國際Ⅴ標(biāo)古交連接段采用滑槽步進(jìn)方案、蘭州市第二水源地TBM1標(biāo)采用滑板步進(jìn)方案、新疆一項工程采用夾軌器步進(jìn)方案、遼寧大伙房TBM2標(biāo)采用DOLLY滾輪步進(jìn)方案。采用何種方案應(yīng)進(jìn)行分析研究綜合考慮確定。

2）進(jìn)度方面:

滑板步進(jìn)方案:主要考慮埋件安裝軌道定位、鋼筋混凝土底板澆筑、滑板步進(jìn)日進(jìn)尺、拆除負(fù)環(huán)管片和步進(jìn)器等方面。

滑槽步進(jìn):主要考慮鋼筋混凝土底板澆筑、滑槽步進(jìn)日進(jìn)尺等。

夾軌器步進(jìn):主要考慮埋件安裝軌道定位、鋼筋混凝土底板澆筑、夾軌器步進(jìn)進(jìn)尺、拆除負(fù)環(huán)管片和步進(jìn)器等方面。

DOLLY滾輪步進(jìn):主要考慮鋼筋混凝土底板澆筑、滾輪步進(jìn)日進(jìn)尺、拆除負(fù)環(huán)管片和步進(jìn)器等方面。

3）安全方面:主要考慮步進(jìn)安全風(fēng)險和后配套臺車的穩(wěn)定性。

2 雙護(hù)盾TBM步進(jìn)方案技術(shù)特點分析

各種雙護(hù)盾TBM步進(jìn)方案技術(shù)特點見表1及圖1、2、3、4。

表1 雙護(hù)盾TBM步進(jìn)方案的技術(shù)特點

圖1 方案一（滑板步進(jìn)）

圖2 方案二（滑槽步進(jìn)）

圖3 方案三（夾軌器步進(jìn)）

圖4 方案四（DOLLY滾輪步進(jìn)）

3 雙護(hù)盾TBM步進(jìn)方案經(jīng)濟(jì)分析

各種步進(jìn)方案的經(jīng)濟(jì)分析見表2。

根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果分析，滑槽步進(jìn)成本最低，滾輪步進(jìn)成本最高。

4 雙護(hù)盾TBM步進(jìn)方案進(jìn)度分析

1）埋件安裝，軌道定位需要8 d；鋼筋混凝土底板澆筑需要16d；滑板步進(jìn)日進(jìn)尺約80～100m，800m隧洞需要約8～10 d，始發(fā)需要3 d，拆除負(fù)環(huán)管片和步進(jìn)器需要2 d；

2）鋼筋混凝土底板澆筑需要16 d；滑槽步進(jìn)日進(jìn)尺約200，800 m隧洞需要約4天；

3）埋件安裝，軌道定位需要8 d；鋼筋混凝土底板澆筑需要16 d；夾軌器步進(jìn)進(jìn)尺約80～100 m，800 m隧洞需要約8～10 d，始發(fā)需要3 d，拆除負(fù)環(huán)管片和步進(jìn)器需要2 d；

表2 各種步進(jìn)方案的經(jīng)濟(jì)分析

4）鋼筋混凝土底板澆筑需要16 d；滾輪步進(jìn)進(jìn)尺約150 m，800 m隧洞需要約5 d，始發(fā)需要3 d，拆除負(fù)環(huán)管片和步進(jìn)器需要2 d。

5 雙護(hù)盾TBM步進(jìn)方案安全性分析

各種步進(jìn)方案的安全性分析見表3。

6 結(jié)論

通過東山供水工程雙護(hù)盾TBM步進(jìn)方案綜合分析，滑槽步進(jìn)方案從技術(shù)特點上分析作業(yè)程序簡單可控，經(jīng)濟(jì)性較好，步進(jìn)速度快，安全性好，與其它三種步進(jìn)方案相比具有很大優(yōu)勢，屬于優(yōu)先推薦方案。

7 應(yīng)用效果

通過上述對TBM步進(jìn)方案從前期準(zhǔn)備到現(xiàn)場實施全過程的綜合分析，采用滑槽步進(jìn)方案與滑板步進(jìn)方案相比，能夠節(jié)省設(shè)備采購和現(xiàn)場施工費用約1 010 224元，極大的減少前期投入和后期運行費用，對項目的資金運行壓力起到有效的緩解作用；縮短步進(jìn)工期約9～11 d，能有效緩解工期緊張狀況，避免窩工損失約150萬元。

通過對步進(jìn)方案的綜合分析研究，對于解決護(hù)盾式TBM長距離步進(jìn)具有重大意義，將有力地推進(jìn)隧洞TBM施工行業(yè)的快速發(fā)展。