引洮供水工程9#洞TBM施工中常見問題的解決方法

郭興忠

(中國水利水電第四工程局有限公司，西寧810007)

引洮供水工程9#洞TBM施工中常見問題的解決方法

郭興忠

(中國水利水電第四工程局有限公司，西寧810007)

根據(jù)甘肅供水一期工程總干渠9#隧洞施工情況，對在TBM掘進施工過程中出現(xiàn)的掘進軸線與設(shè)計不相符、停機時機頭后退、管片拼裝環(huán)面不平整、管片接縫滲漏等一些常規(guī)問題，從產(chǎn)生的原因進行分析，對采用的應(yīng)對方法及施工措施進行總結(jié)，最后提出了預(yù)防此類問題發(fā)生的施工措施。這些問題的及時解決，為保證TBM順利施工、保證施工質(zhì)量和工期計劃奠定了基礎(chǔ)，取得了較好的經(jīng)濟及社會效益，也可為今后類似工程的施工提供一些借鑒經(jīng)驗。

隧洞;TBM施工;常見問題;原因分析;解決措施

1 概述

甘肅引洮供水一期工程總干渠9#隧洞全長18 275 m，TBM開挖直徑5.75 m，隧洞進口50 m、出口810 m和中部斜井前后920m采用鉆爆法開挖，斜井主要做為隧洞TBM施工輔助洞;采用一臺雙護盾式全斷面巖石隧洞掘進機(簡稱TBM)施工，TBM開挖洞段總長16.495 km。隧洞各施工類別洞段布置見圖1。

圖1 9#隧洞施工類別示意圖

2 TBM施工中常見問題及解決方法

2.1 TBM進、出洞過程中軸線偏移

2.1.1 問題

TBM進、出洞過程中，基座發(fā)生變形，使掘進軸線偏離設(shè)計軸線。

2.1.2 原因分析

TBM基座的穩(wěn)定性不夠，或局部構(gòu)件的強度不足;TBM姿態(tài)控制不好，TBM推進軸線與基座軸線產(chǎn)生較大夾角，致使TBM基座受力不均勻;對TBM基座的固定方式考慮不周，固定不牢靠。

2.1.3 處理方法

先停止推進，對已發(fā)生變形破壞的構(gòu)件分析破壞原因，進行相應(yīng)的加固。將TBM支撐加固牢靠，再調(diào)換被破壞構(gòu)件;TBM基座的變形太過嚴重，TBM在其上又無法修復(fù)和加固時，只能采取措施使TBM脫離基座，創(chuàng)造工作條件后對基座作修復(fù)加固。

2.1.4 預(yù)防措施

TBM基座形成時，中心夾角軸線應(yīng)與隧洞設(shè)計軸線方向一致，當(dāng)洞口段隧洞設(shè)計軸線處于曲線狀態(tài)時，可考慮TBM基座沿隧洞設(shè)計軸線的切線方向放置，切點必須取洞口內(nèi)側(cè)面處;基座結(jié)構(gòu)的強度能克服出洞段穿越加固土體所產(chǎn)生的推力;合理控制姿態(tài)，盡量使TBM軸線與TBM基座中心夾角軸線保持一致;TBM基座的地面與始發(fā)處底板之間要墊實，保證接觸面積滿足要求。

2.2 TBM掘進過程中機頭后退

2.2.1 問題

TBM停止推進，在拼裝管片時，產(chǎn)生機頭后退的現(xiàn)象，使開挖面壓力下降，地面產(chǎn)生下沉變形。

2.2.2 原因分析

TBM千斤頂自鎖性能不好，千斤頂回縮;千斤頂大腔的安全溢流閥壓力設(shè)定過低，使千斤頂無法頂住TBM正面的壓力;TBM拼裝管片時千斤頂回縮的個數(shù)過多，并且沒有控制好最小應(yīng)有的防后退頂力。

2.2.3 處理方法

TBM發(fā)生后退，應(yīng)及時采取預(yù)防措施防止后退情況的進一步加劇，如因TBM后退而無法拼裝，可進行二次推進.

2.2.4 預(yù)防措施

加強千斤頂?shù)木S修保養(yǎng)工作，防止產(chǎn)生內(nèi)泄漏;安全溢流閥的壓力調(diào)定到規(guī)定值;拼裝時不多縮千斤頂，管片拼裝到位

及時伸出千斤頂?shù)揭?guī)定壓力。

2.3 管片拼裝施工

2.3.1 運輸過程中管片損壞

2.3.1.1 問題

在管片垂直運輸與水平運輸過程中，將管片邊角撞壞。

2.3.1.2 原因分析

行車調(diào)運管片時，管片由于晃動而碰撞行車支腿或其它物件，造成邊角損壞;管片翻身時碰擦邊角，引起損壞;管片堆放時墊木沒有放置妥當(dāng);用高強布帶起吊管片時，高強布帶將管片的棱邊勒壞;運輸管片的叉車顛簸跳動，造成管片損壞;管片疊放在隧洞內(nèi)時未墊方木，造成邊角損壞;在管片吊放時，放下動作過大，使管片損壞;由于脫模時，脫模劑噴涂不均勻，管片脫模過程中造成邊角損壞。

2.3.1.3 處理方法

對已碰撞損壞的管片及時進行修補，損壞較重的管片運回地面進行整修，更換新的管片。

2.3.1.4 預(yù)防措施

行車控制要平穩(wěn)，防止過大的晃動;管片使用翻身架翻身，或用專用吊具翻身，保證管片翻身過程中的平穩(wěn);地面堆放管片時，上下兩片管片之間要墊上方木;設(shè)計吊運管片的專用吊具，使高強布帶在起吊管片的過程中不碰到管片的邊角;采用運輸管片的專用叉車，加設(shè)避振設(shè)施;疊放的管片之間墊好方木;工作面儲存管片的地方放置方木將管片墊高，使存放的管片與隧洞不產(chǎn)生碰撞;管片澆筑前，均勻噴涂脫模劑，防止脫模時邊角的損壞。

2.3.2 圓環(huán)管片環(huán)面不平整

2.3.2.1 問題

同一環(huán)管片在拼裝完成后迎千斤頂一側(cè)環(huán)面不在同一平面上，不同塊之間有凹凸現(xiàn)象存在，給下一環(huán)的拼裝帶來影響。導(dǎo)致環(huán)向螺栓傳進困難，并造成管片碎裂等問題。

2.3.2.2 原因分析

管片制作過程中誤差尺寸的累積較大;管片拼裝時前后兩環(huán)縫隙之間夾有雜物;頂推千斤頂之間的頂力不均勻，使管片環(huán)縫間的止水條壓縮量不一致;糾偏楔子的粘貼部位、厚度不符合要求;管片上的止水條粘貼不牢，拼裝時翻到了止水槽外面，造成與上一環(huán)的環(huán)面不密實使該管片凸出;拼裝完成后管片的環(huán)向、縱向螺栓沒有及時擰緊及復(fù)緊。

2.3.2.3 處理方法

對于已形成環(huán)面不平的管片，在下一環(huán)及時加貼楔子糾正環(huán)面，使環(huán)面平整。

2.3.2.4 預(yù)防措施

拼裝前檢測前一環(huán)管片的環(huán)面情況，決定本環(huán)拼裝糾偏量及糾偏措施;清除環(huán)面和盾尾內(nèi)的各種雜物;控制千斤頂頂力均勻;提高糾偏楔子的粘貼質(zhì)量;檢查止水條的安裝情況，保證止水條安裝牢固可靠;TBM向前推進過程中，騎縫千斤頂應(yīng)該及時開始，用于確保管片環(huán)面的平整度。

2.4 管片灌漿孔滲漏

2.4.1 問題

管片灌漿孔處滲漏，灌漿孔周圍有水漬，灌漿孔周圍混凝土有鈣化斑點。

2.4.2 原因分析

灌漿孔的悶頭未擰緊;灌漿孔的悶頭螺紋與預(yù)埋落幕的間隙大。

2.4.3 處理方法

將悶頭擰出，重新按要求擰緊;在灌漿孔內(nèi)注入少量水泥漿堵漏，然后再用悶頭悶住。

2.4.4 預(yù)防措施

要用扳手擰緊灌漿孔的悶頭;在悶頭的絲口上纏生膠帶，以起到止水的作用。

2.5 TBM推進系統(tǒng)無法動作

2.5.1 問題

TBM推進系統(tǒng)可以建立壓力但千斤頂不動作。

2.5.2 原因分析

換向閥不動作，使千斤頂無法伸縮;油溫過高，連鎖保護開關(guān)起作用而使千斤頂不能動作;刀盤未轉(zhuǎn)動等連鎖保護開關(guān)起作用使千斤頂不能動作;先導(dǎo)泵損壞，無法建立控制油壓，無法對液壓系統(tǒng)進行控制;管路內(nèi)混入異物，堵塞油路，使液壓油無法到達;濾油器堵塞。

2.5.3 處理方法

檢查控制電路是否故障，換向電信號是否傳到電磁閥，修復(fù)電路。如換向閥卡住，則更換換向閥;先排除別的故障，再檢查推進系統(tǒng)的故障;修復(fù)或更換先導(dǎo)泵;判斷雜物在管路內(nèi)的位置并設(shè)法取出;更換濾油器。

2.5.4 預(yù)防措施

保持液壓油的清潔，避免雜物混入油箱內(nèi)，拆裝壓元件時保持系統(tǒng)的清潔;按操作方法正確使用;發(fā)現(xiàn)故障及時修理，不隨便將TBM連鎖開關(guān)短接，不強行啟動TBM設(shè)備;按要求正確設(shè)定、調(diào)定好系統(tǒng)的壓力。

3 結(jié)語

通過對總干渠9#隧洞工程TBM施工過程中出現(xiàn)的一些常規(guī)問題的成功解決，總結(jié)了施工經(jīng)驗，縮短了施工工期節(jié)約了成本，施工安全及質(zhì)量可靠性得到了的有效保證，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益，也可為以后類似條件下的超長隧洞施工提供了可供借鑒的資料和寶貴的施工經(jīng)驗。

［1］劉冀山.超長隧洞TBM施工關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2005，(08):37-43.

［2］馮志強.TBM在引黃一期工程隧洞施工中的應(yīng)用［J］.工程質(zhì)量，2008，(20):33-35.

［3］馮義，甘騰飛，馬昌齡.城市地鐵管片錯縫拼裝施工技術(shù)［J］.建筑機械化，2011(03):56-59.

TV554;TV67

B

1007-7596(2012)09-0111-02

2012-09-11

郭興忠(1973-)，男，青海樂都人，工程師，從事水利水電工程施工工作。