羅賓斯小直徑雙護(hù)盾TBM取得重大進(jìn)展

2019年8月，一臺(tái)小直徑雙護(hù)盾TBM引起廣泛關(guān)注。這臺(tái)直徑2.46 m的羅賓斯設(shè)備完成了3 475 m的掘進(jìn)工作，而且中間沒有中繼井，這是有史以來直徑2.5 m以下雙護(hù)盾TBM掘進(jìn)的最長(zhǎng)隧道。

采用該設(shè)備完成的是德克薩斯州奧斯汀市的Parmer航線污水?dāng)r截項(xiàng)目。雖然這臺(tái)設(shè)備需要克服150 m小轉(zhuǎn)彎半徑曲線區(qū)間以及需要在隧道內(nèi)調(diào)整刀盤才能應(yīng)對(duì)不良地質(zhì)條件，但是它的掘進(jìn)效率依然很高，該設(shè)備每天12 h輪班掘進(jìn)，月進(jìn)尺380 m。

TBM及其操作人員所面臨的挑戰(zhàn)是各種各樣的。例如: 隧道長(zhǎng)度和刀盤直徑的匹配問題(隧道長(zhǎng)，而刀盤直徑小);在有小轉(zhuǎn)彎半徑、超過3 km的長(zhǎng)距離并且未設(shè)置地面通道的小隧道內(nèi)進(jìn)行勘測(cè)作業(yè)是非常困難的；隧道埋深淺，而且距離衛(wèi)生級(jí)管線、高壓輸氣主管道以及加油站的燃料罐很近，對(duì)TBM導(dǎo)向系統(tǒng)要求很高。在預(yù)期的精度范圍內(nèi)，成功地引導(dǎo)機(jī)器穿越這些障礙，并進(jìn)入接收井。

設(shè)備需要在缺乏地質(zhì)信息的情況下，在直徑僅為30 cm的高壓輸氣主管道和1座加氣站的燃料罐之間向前掘進(jìn)隧道。在這段隧道進(jìn)行導(dǎo)向時(shí)，與當(dāng)?shù)氐墓檬聵I(yè)公司進(jìn)行了大量協(xié)調(diào)。對(duì)于自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)而言，隧道直徑太小，所以，每次向前掘進(jìn)時(shí)都需要手動(dòng)測(cè)量設(shè)備前方的情況，以確保TBM按照既定路線向前掘進(jìn)。

該隧道位于環(huán)境敏感的蓄水層中，地質(zhì)條件范圍從含黏土軟白云石到石灰石，強(qiáng)度13～68 MPa。在軟土地層掘進(jìn)時(shí)，最佳掘進(jìn)速度接近0.9 m/h；當(dāng)穿過預(yù)期的石灰?guī)r地層時(shí)，掘進(jìn)速度超過5.2 m/h。最高的日進(jìn)尺是單班25 m。

隧道大部分采用簡(jiǎn)單的雙錨桿支護(hù)。在隧道的最后10%區(qū)間，采用了隧道拱肋和保溫材料作為支護(hù)?，F(xiàn)在正在安裝的輸送管道是直徑為110 cm的玻璃纖維管。

采用小直徑TBM掘進(jìn)隧道已經(jīng)成為一個(gè)大趨勢(shì)。這是因?yàn)殡S著人口和貿(mào)易的增長(zhǎng)，美國(guó)部分地區(qū)對(duì)于下水道和水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求正在不斷增長(zhǎng)；TBM可以掘進(jìn)有小轉(zhuǎn)彎半徑的長(zhǎng)距離隧道，減少了豎井的數(shù)量，從而降低了項(xiàng)目的整體成本；大多數(shù)小直徑管道都是沿著公路或市政道路延伸，與露天作業(yè)相比，交通問題顯著減少。

Parmer航線污水?dāng)r截項(xiàng)目連接Lake Creek和Rattan Creek的2個(gè)現(xiàn)有抽水站。Parmer隧道投入使用后，這2個(gè)抽水站將不再使用。