全環(huán)內(nèi)通式襯砌臺(tái)車與TBM聯(lián)合作業(yè)模式探究

王群 劉斌(中國(guó)水利水電第六工程局有限公司,遼寧沈陽(yáng) 110179)

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全環(huán)內(nèi)通式襯砌臺(tái)車與TBM聯(lián)合作業(yè)模式探究

王群 劉斌
(中國(guó)水利水電第六工程局有限公司,遼寧沈陽(yáng) 110179)

【摘 要】全圓內(nèi)通式襯砌臺(tái)車作為隧洞施工的重要作業(yè)工具,在隧道施工中起到關(guān)鍵性的作用,在隧道施工中應(yīng)用較為廣泛。本文對(duì)隧道施工中全圓內(nèi)通式襯砌臺(tái)車與TBM聯(lián)合作業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)地分析和研究,通過分析和研究可以看出全圓內(nèi)通式襯砌臺(tái)車與TBM聯(lián)合作業(yè)模式可以提高隧洞襯砌混凝土的施工速度及施工質(zhì)量,縮減了工程工期,確保工程建設(shè)順利實(shí)施。

【關(guān)鍵詞】隧道 工程施工 全環(huán)襯砌臺(tái)車 應(yīng)用

1 施工設(shè)備選擇與布置

1.1 施工供電系統(tǒng)

全圓內(nèi)通式襯砌臺(tái)車與TBM聯(lián)合作業(yè)期間，同步進(jìn)行襯砌混凝土施工用電采用10kv回路供入洞內(nèi)襯砌臺(tái)車后的變壓器，同步襯砌洞內(nèi)最大負(fù)荷150kw，在全環(huán)內(nèi)通式襯砌臺(tái)車后安裝一臺(tái)250kVA箱式變壓器，該變壓器隨襯砌施工作業(yè)移動(dòng)，供電半徑為750m，設(shè)低壓電纜引至襯砌臺(tái)車及混凝土輸送泵處，在低壓電纜上每隔100m設(shè)一配電盤，內(nèi)裝漏電保護(hù)器、插座、閘刀等設(shè)備。

1.2 施工供排水系統(tǒng)

供水系統(tǒng)。同步襯砌混凝土施工用水主要為襯砌沖洗基礎(chǔ)面及養(yǎng)護(hù)用水，全圓襯砌與TBM開挖聯(lián)合作業(yè)，洞內(nèi)混凝土襯砌用水與TBM系統(tǒng)共用一條供水管路，每200m設(shè)一個(gè)φ50mm帶閘閥支管，以滿足二次模筑襯砌施工用水的需要。同步襯砌拌和系統(tǒng)布置在洞內(nèi)，生產(chǎn)用水主要供襯砌混凝土拌和等用水，同步襯砌拌和站采用JS1000D型拌和站，生產(chǎn)率為60m3/h，襯砌混凝土配合比單位用水量170kg，混凝土拌和用水量10.2m3/h，考慮沖罐、拌和站地面沖洗等用水，同步襯砌施工用水量12m3/h。襯砌施工用水井布置在距洞口沿河上游500處(征地范圍以外)，沿河灘鉆設(shè)深水井，在井上方匯集地表水，設(shè)置大口徑套井可以滿足施工用水需要。生產(chǎn)用水井至洞口段設(shè)置一100m3水箱，供水井至洞口水箱埋設(shè)6吋鋼管，供水管路長(zhǎng)800m。洞內(nèi)拌和站由洞口蓄水箱接引4吋鋼管至洞內(nèi)拌和站處的20m3水箱內(nèi)。

施工排水。全環(huán)襯砌與TBM聯(lián)合作業(yè)，全環(huán)內(nèi)通式襯砌臺(tái)車跟隨在TBM后部對(duì)已開挖段進(jìn)行襯砌，由于TBM逆坡掘進(jìn)，TBM洞內(nèi)排水系統(tǒng)采用管道(8吋鋼管)與自流相結(jié)合措施排除洞內(nèi)污水，全環(huán)襯砌臺(tái)車與TBM掘進(jìn)聯(lián)合作業(yè)，在襯砌作業(yè)面前50m安裝兩臺(tái)4吋水泵，通過洞內(nèi)排水管路排除洞外。

1.3 拌和系統(tǒng)

全環(huán)內(nèi)通式襯砌臺(tái)車與TBM掘進(jìn)聯(lián)合作業(yè)，月進(jìn)尺按120m計(jì)，TBM開挖結(jié)束，全環(huán)內(nèi)通式襯砌臺(tái)車單獨(dú)作業(yè)月襯砌強(qiáng)度按180m計(jì)，月混凝土最大襯砌量1680m3，襯砌每板混凝土澆灌時(shí)間10h(含間歇時(shí)間)，混凝土最大強(qiáng)度14m3/h，安裝一座JS1000D型強(qiáng)制混凝土攪拌站即可滿足施工強(qiáng)度要求。骨料采用PLD1600配料機(jī)配料，砂石骨料采用ZL50裝載機(jī)上料；拌和站配備2個(gè)水泥儲(chǔ)灰罐(50t)、一個(gè)粉煤灰罐(30t)，水泥、水、外加劑配料采用電子稱計(jì)量。

1.4 配套設(shè)備選型

全環(huán)內(nèi)通式襯砌臺(tái)車每循環(huán)12m，每循環(huán)混凝土澆筑時(shí)間約10h，混凝土平均澆筑強(qiáng)度按12.5m3/h計(jì)，全環(huán)襯砌與TBM聯(lián)合作業(yè)施工配套設(shè)備選型按照混凝土平均澆筑強(qiáng)度及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行，配套設(shè)備包括電瓶機(jī)車(12t)、軌行式混凝土罐車、混凝土輸送泵(HBTD60-06-66型)。

2 同步作業(yè)施工難點(diǎn)分析

2.1 風(fēng)水管線穿越臺(tái)車問題

供水管、排水管穿越臺(tái)車問題。襯砌段供排水管線固定在臺(tái)車車架上，兩端通過軟管與臺(tái)車襯砌工作面以外的洞內(nèi)鐵質(zhì)管路連接。洞內(nèi)各供排水管線隨臺(tái)車的移動(dòng)隨時(shí)移動(dòng)各種管線，并及時(shí)的與兩端連接。

通風(fēng)風(fēng)筒穿越臺(tái)車問題。洞內(nèi)采用壓入式通風(fēng)，通風(fēng)筒直徑為2.2m。風(fēng)管穿越臺(tái)車采用在上車架內(nèi)設(shè)置的風(fēng)筒專用空間處穿過，并隨著臺(tái)車的移動(dòng)及時(shí)拆除、安裝臺(tái)車前后的風(fēng)筒掛鉤。

2.2 高壓電纜穿越臺(tái)車

TBM開挖與全環(huán)襯砌平行作業(yè)，洞內(nèi)高壓電纜共計(jì)兩條，分別10kv及20kv。根據(jù)洞內(nèi)高壓電纜布置的實(shí)際情況并考慮到安全用電的需要，在全環(huán)臺(tái)車右側(cè)車架內(nèi)布置高壓電纜托架，托架上設(shè)置絕緣托滾用以固定高壓并防止漏電，并在高壓電纜接頭穿越臺(tái)車時(shí)，安排專業(yè)電工進(jìn)行維護(hù)。

2.3 運(yùn)輸皮帶穿越臺(tái)車

TBM開挖與全環(huán)襯砌平行作業(yè)，必須保證洞內(nèi)TBM連續(xù)皮帶機(jī)由襯砌臺(tái)車內(nèi)通過，以便同步聯(lián)合作業(yè)時(shí)的TBM出渣。TBM開挖與全環(huán)襯砌聯(lián)合作業(yè)，由于出渣過程中，渣料中攜帶大量積水，而在聯(lián)合作業(yè)時(shí)，臺(tái)車內(nèi)的運(yùn)輸機(jī)架與臺(tái)車前方的洞內(nèi)連續(xù)皮帶存在高差，皮帶上的積水集中在臺(tái)車部位無法運(yùn)出，須在臺(tái)車前方準(zhǔn)備一臺(tái)水泵用于排除連續(xù)皮帶上的出渣料攜帶的積水。

2.4 交叉作業(yè)的問題

洞內(nèi)車輛通行問題。TBM開挖與全環(huán)襯砌聯(lián)合作業(yè)，必須保證TBM掘進(jìn)及其他輔助工序的人員、材料運(yùn)輸在襯砌臺(tái)車下的穿越問題。臺(tái)車內(nèi)框架梁長(zhǎng)度31m，凈空寬為2.4m，高為2.75m，能滿足運(yùn)輸車輛的通行需要。

混凝土輸送泵的停放位置。TBM開挖與全環(huán)襯砌聯(lián)合作業(yè)，混凝土灌注采用的HBT60型混凝土輸送泵。洞內(nèi)運(yùn)輸軌道為單線運(yùn)輸，而同步全環(huán)襯砌施工設(shè)備(如混凝土輸送泵、混凝土罐車)在澆筑混凝土?xí)r要占用一條運(yùn)輸線，為避免TBM物料運(yùn)輸與全環(huán)襯砌混凝土運(yùn)輸、澆筑相互干擾，在全環(huán)襯砌臺(tái)車前后設(shè)置四軌三線的浮放道岔作為會(huì)讓站，混凝土輸送泵停放在浮放道岔其中的一條軌線上。

3 施工方法

3.1 設(shè)備選型

全環(huán)襯砌每板澆筑長(zhǎng)度12m，混凝土澆筑量112.0m3，每板混凝土澆筑時(shí)間為10h，考慮防止臺(tái)車上浮混凝土間歇澆筑(混凝土澆筑間歇2h)，混凝土澆筑強(qiáng)度為14m3/h。為保證襯砌混凝土連續(xù)澆筑，每列機(jī)車托運(yùn)1罐混凝土(單罐有效容積8m3)供需列車3列。有軌運(yùn)輸采用12t電瓶機(jī)車牽引，混凝土輸送泵采用HBT60A-1406Ⅲ型拖式混凝土輸送泵。

3.2 會(huì)讓站布置

由于全環(huán)襯砌與TBM掘進(jìn)同時(shí)作業(yè)，洞內(nèi)運(yùn)輸軌道為單線運(yùn)輸，而同步全環(huán)襯砌施工設(shè)備在澆筑混凝土?xí)r要占用一條運(yùn)輸線，為避免TBM物料運(yùn)輸與全環(huán)襯砌混凝土運(yùn)輸、澆筑相互干擾，在全環(huán)襯砌臺(tái)車前后設(shè)置四軌三線的浮放道岔作為會(huì)讓站，混凝土輸送泵停放在浮放道岔其中的一條軌線上。為節(jié)省車輛會(huì)讓的等待時(shí)間及加快調(diào)車工作，在停放混凝土輸送泵的浮放道岔后300m設(shè)置一副浮放道岔方便會(huì)車。

4 結(jié)語(yǔ)

通過以上綜述，為了加快工期，提高隧洞襯砌混凝土的施工速度及施工質(zhì)量，采用全環(huán)襯砌臺(tái)車與TBM施工聯(lián)合作業(yè)的模式，是勢(shì)在必行的。

作者簡(jiǎn)介:王群(1984—),女,漢族,遼寧葫蘆島綏中縣人,本科,工程師,從事水利工程施工。