中铁隧道集团成功破解TBM掘进与衬砌同步的世界性难题

中铁隧道集团在南疆铁路吐库二线中天山隧道施工中解决了TBM掘进与衬砌无法同步的世界难题，实现了TBM掘进与衬砌施工同步进行，获得TBM施工工艺的重大改进和突破。目前中铁隧道TBM掘进与同步衬砌施工工艺已申报国家工法专利。     

仰拱台车施工技术在大伙房输水工程TBM2标的研究与应用

为解决辽宁省大伙房水库输水一期工程二次衬砌施工进度与TBM快速掘进相匹配这一问题,降低TBM工厂化作业施工成本,通过对TBM施工配套仰拱台车施工方案与仰拱预制块施工方案的对比论证,最终选择了与传统施工工艺所不同的仰拱台车施工方法,确定了现浇仰拱施工组织形式及施工工艺的研究、仰拱模板台车及其它配套机具的研发、洞内施工运输组织的优化以及现浇仰拱混凝土施工质量控制等关键性问题。仰拱台车制造成功后,通过试验段的检验,先后解决了仰拱台车及配套机械的流水线作业、台车整体上浮、长距离单线运输、冬季混凝土施工质量控制及渗漏水段衬砌施工质量控制等问题,实现了TBM开挖仰拱衬砌施工的高效快速、降低了TBM工厂化作业的施工成本。     

中天山隧道TBM法掘进同步衬砌施工技术

由于中天山隧道具有独头掘进距离长,工期紧的特点,传统单工序作业的工法已不能满足项目要求,因此结合现场实际情况,提出了TBM法掘进同步衬砌施工的施工思路,为保证运输车快速安全的通过衬砌作业区,在台车的设计和边墙基础施工工艺上进行了创新,由于TBM施工段14km需独头掘进,常规的供水供电方案已不能满足要求,根据实际情况,进行了方案创新。为保证施工进度,对施工组织进行了细化,最后明确了需要进一步研究解决的问题,凸显该技术的经济、社会效益及发展前景。     

在软弱围岩中TBM法隧道预加固技术

主要研究了TBM在软弱围岩中的施工技术，并通过现场试验，分析了一些主要技术参数，为TBM在软岩中快速施工积累了资料。     

客运专线25 km长隧TBM施工运输论证

根据高速铁路特长隧道圆形断面尺寸,提出了25 km长隧采用TBM全断面施工的基本思路.分析了隧道内采用皮带+轨道运输(进料)和独立轨道运输方案的特点及适应性,提出了客运专线25km长隧TBM施工轨道运输系统建议,重点对洞内轨道布置、设备选型、列车编组、卸渣方式、运输组织、衬砌混凝土运输、横通道施工运输及两平行隧道问的应急运输等进行了论述,可供客运专线TBM的施工设备配套和施工运输设计参考.     

大跨径地铁车站TBM与暗挖交叉施工技术

在大跨径地铁车站TBM与暗挖交叉施工中,为最大程度地减小车站施工与TBM施工的相互影响,使车站和TBM均能安全、连续不中断地施工。以重庆轨道交通六号线红土地车站为例,采用TBM从下部掘进过站后再进行上部核心土开挖,先施作拱部二次衬砌混凝土,再进行下部开挖及边墙衬砌施工,即大跨径暗挖车站采用先拱后墙的施工方法。通过设置临时仰拱,在施工过程中加强对各部位的监控量测。实践证明:通过先拱后墙的施工方法,很大程度上减小了车站施工与TBM施工的相互影响,保证了TBM硐室及车站拱部的施工安全和施工质量。     

厄瓜多尔CCS水电站输水隧洞优化设计总结及体会

24.8 km输水隧洞工程是厄瓜多尔CCS水电站工程控制工期的关键项目，由2台双护盾TBM施工。从工程概念设计、基本设计、详细设计直至现场施工，设计工程师转变依照规范进行工程设计的传统设计模式，分析梳理原设计方案，依据工程合同、工程地质及水文地质、现场施工环境条件及其变化等，并结合TBM施工隧洞工程技术特点，将TBM设备特性和TBM施工技术高度融合于隧洞工程设计中，对输水隧洞设计方案、隧洞施工规划方案及TBM管片类型等进行全过程动态优化设计，为TBM快速掘进，高效成洞，安全、环保施工提供便利的隧洞设计施工方案。该方案的实施，能保证CCS水电站工程质量和工期， 并有效控制EPC模式下的CCS水电站工程投资。     

TBM隧道施工SPS（持续、均衡、快速）作业法研究及应用

TBM法隧道施工技术在我国已经得以大力推广,同时施工的TBM数量已达40余台（套）,有TBM施工业绩的企业近20家。TBM法隧道施工规模的扩大,并未能带动整体施工水平的全面提升,TBM掘进施工速度差异巨大且不均衡已经成为较为显著的问题,导致工期延迟、成本增加,造成巨大的经济和社会效益损失。结合近20年的TBM施工实践,探索并实施SPS作业法,即TBM持续、均衡、快速施工技术,提出“3个基础”“10项措施”实现适宜地质条件下TBM持续、均衡、快速施工;而在恶劣地质条件下,通过完善设备功能与性能、改进施工工艺,提升TBM工程适应性; 从而促进TBM工法科学、可持续发展。     

锦屏电站引水隧洞12.43m大直径TBM组装洞室设计与施工

据地质条件和TBM的形式、安装方式及采用的吊装设备, 以及刀盘直径、TBM组件尺寸等因素, 在充分考虑扩大洞室的功能特性、施工方法、衬砌结构等的组装、始发需要, 并考虑TBM主机大件的摆放、部件转运所需的卸车区域等设计洞室的断面、长度、支护形式、衬砌结构、桥吊运行基础等,就施工过程提出有力的措施,以保证施工质量、安全与速度。上述设计方案与施工措施,为确保大直径TBM洞内顺利组装奠定了基础。     

锦屏电站引水隧洞Ф12．43m大直径TBM组装洞室设计与施工

据地质条件和TBM的形式、安装方式及采用的吊装设备,以及刀盘直径、TBM组件尺寸等因素,在充分考虑扩大洞室的功能特性、施工方法、衬砌结构等的组装、始发需要,并考虑TBM主机大件的摆放、部件转运所需的卸车区域等设计洞室的断面、长度、支护形式、衬砌结构、桥吊运行基础等,就施工过程提出有力的措施,以保证施工质量、安全与速度。上述设计方案与施工措施,为确保大直径TBM洞内顺利组装奠定了基础。     

开敞式TBM隧道仰拱衬砌同步施工关键技术

为实现TBM掘进与仰拱衬砌同步施工,缩短工程关键线路工期,提高隧道施工效率,设计出双通道仰拱同步衬砌台车。台车断面为非对称结构形式,以满足TBM掘进施工及其相关配套设施的布置及运行。台车采取"前斜坡段+前道岔段+4个标准段+后道岔段+后斜坡段"的布置方式,台车下方划分成多个作业面,具备仰拱混凝土浇筑准备、浇筑、养护等的功能;根据施工支洞距离长、坡度大以及TBM掘进段交通条件受限的特点,采用支洞轮式运输和主洞有轨运输的联合运输方式,保障物料运输快捷有序;台车前后采用升降坡轨道搭接装置,实现TBM配套标准轨道竖向搭接的平顺过渡。工程实践表明:仰拱同步衬砌台车应用效果较好,施工进度最大可达到648 m/月,在不影响TBM正常掘进的前提下可有效缩短关键线路工期。     

长大隧道开敞式TBM同步衬砌施工技术应用前景及发展趋势

目前我国所使用的TBM以开敞式为主,通常情况下,隧道掘进之后需要施作初期支护以及二次模筑混凝土衬砌,隧道施工总工期较长。为了解决开敞式TBM不能同步施作现浇混凝土二次衬砌的难题,结合南疆铁路吐库二线中天山隧道和兰渝铁路西秦岭隧道工程实例,研发了有轨运输出渣（开挖直径88 m）和连续皮带机出渣（开挖直径1023 m）2种工况条件、2种断面下的开敞式TBM同步衬砌施工技术,并成功应用。探讨了该技术的应用前景及发展趋势,指出： 该技术具有重大的推广意义和广阔的应用前景,下一步需要深入地、系统地研究不同工况、不同断面条件、不同作业范围的同步衬砌施工技术,如小断面同步衬砌、现浇混凝土仰拱同步衬砌、全断面同步衬砌等施工技术,使之形成系列工法,推动我国长大隧道TBM施工技术的全面发展。     

TBM集群化施工项目设备采购与施工过程管理模式探析——以辽宁重点输水工程为例

为解决多台TBM集群化施工项目在TBM设备采购、施工全过程TBM管控、刀具和配件供应、设备维护维修及TBM重大技术方案论证等方面存在的问题，总结辽宁重点输水工程8台TBM采购及施工过程中TBM设备运行管控的管理模式和管理经验，提出以建设单位为主导的TBM设备集中统一管理模式，统一组织承包商进行TBM集中采购招标，全过程参与TBM设计联络会议、设备监造、现场组装调试及试运行、施工运行等管理工作，协调建立刀具和备件统一供应机制，主导TBM重大技术方案研讨论证，为施工承包商提供全方位的资金、技术和管理支持。实践证明，TBM集群化施工项目采用以建设单位为主导的TBM设备集中统一管理模式，以专业技术团队为后盾，可为TBM设备正常运行提供有力的技术支持，为加快施工进度、缩短工期提供有力保障。     

《全断面岩石隧道掘进机械施工关键技术研究》课题通过验收

由我国隧道股份技术中心承担的《全断面岩石隧道掘进机（TBM）施工关键技术研究》项目已于2006年7月7日通过验收。该课题报告共有5篇：1.课题总报告；2．TBM选型技术研究；3．TBM施工参数选择、匹配及地层适应性研究；4．TBM施工典型技术难题及对策研究；5．TBM施工组织设计。报告系统地分析了目前国内外TBM最新施工技术。参加验收会议的专家认为：课题预研资料齐全，数据可信，成果具有先进性和实用性，达到项目计划任务中的内容和目标，一致同意通过验收。建议今后结合国内具体工程做进一步深化研究，为TBM工程项目提供理论基础和技术支撑，可作为今后承接国家863计划项目的技术储备和参数的依据。     

浅埋大跨隧道衬砌施工技术

针对临江门车站隧道跨度大、高差大、工序多且受力复杂等施工特点，必须一套适应满足其施工特点并能确保施工质量及施工安全的隧道衬砌施工技术，着重介绍了轨行式模板台车超前强制衬砌施工技术，对浅埋暗挖、大跨、岩层自稳差的隧道衬砌施工有一定的参考价值。     

西秦岭隧道连续皮带机出碴下的同步衬砌施工组织管理

为减小衬砌施工与掘进施工的相互干扰,提高衬砌施工进度、缩短工期、降低工程安全风险,从设备管理、施工管理、劳动组织管理3方面介绍了TBM正常掘进时连续皮带机在出碴情况下的同步衬砌情况。通过合理的协调组织,实现了TBM掘进与衬砌施工的同步,有效缓解了本工程工期压力。     

HSP法在引汉济渭TBM隧道地质预报中的应用

为了解决超前地质预报与TBM快速施工之间的干扰,结合TBM的施工特点,分析地质预报的难点,介绍适用于TBM施工的HSP声波反射法原理和探测方案。该方法创造性地利用刀盘剪切岩石产生的振动信号为震源信号,采取阵列式布极,获取前方地层特征参数,来预报TBM施工前方的地质条件,来达到TBM快速施工的目标。通过HSP在陕西省引汉济渭工程TBM施工段应用案例的解析和实际情况的对比分析,表明HSP声波反射法对不良地质结构面的存在具有较好的正相关响应,是适用于TBM施工时地质预报的高效方法之一。     

重庆轨道交通开敞式TBM施工问题及对策

重庆轨道交通六号线一期五里店—山羊沟水库敞开段节点工程是开敞式TBM首次应用于城市轨道交通工程。基于TBM试验段工程实践,存在初期支护较强、二次衬砌施工及工期控制难度大等问题,针对这些问题,提出基于"动态设计、动态施工"优化初期支护设计,采用"同步衬砌"方案组织二次衬砌施工,优化开敞式TBM项目工程筹划等措施,保证了开敞式TBM在试验段及后期工程的顺利掘进,并证明了重庆轨道交通地下区间隧道采用开敞式TBM施工的可行性。     

西秦岭特长隧道TBM施工有轨运输系统工程实践

西秦岭特长隧道出口段采用TBM掘进、连续皮带机出碴和同步拱墙衬砌,施工运输运量大,运输距离长达20 km,为配置合理的有轨运输系统确保TBM安全快速施工,从运能分析、列车编组、轨线布置和调度系统配置等方面介绍了整个运输系统设置的方法和调整过程。结果表明： 1）在进行临时工程设计时要综合考虑生产设施和轨线的相互配套,重视洞外车场的布置; 2）在施工过程中应不断地对列车编组形式进行调整,并应提高调度系统的信息化程度以使各种施工信息能快速地得到处理。最终,通过项目实施的进度数据验证了所采用的有轨运输系统的可行性,达到了快速施工的目的。     

对TBM施工现场管理工作的几点建议

秦岭隧道施工在我国铁路隧道施工中首次应用TBM，本身就是科技进步的体现，通过实际使用，我集团创造了日掘进，月掘进全国最高纪记，而且在施工中培训和锻炼了一支掌握最新技术的管理队伍，为了使隧道施工再上新台阶，更广泛地应用TBM，用好TBM，对施工现场管理工作提出了建议。