…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 9.3.2 掘进方向与姿态控制
1）、掘进中方向控制原理
轴线控制是TBM法施工中一个非常重要的环节，由于本工程输水隧洞较长，断面均处于埋深较大的群山中，因而TBM在掘进过程中的周边阻力和承受围岩压力一直处于大幅度变化中，在TBM掘进过程中要严格控制并及时调整液压缸的编组和各区域液压缸的行程、流量及油压，加强各施工参数的设定管理，防止因参数设定不当造成隧洞轴线产生大的偏离。施工中要作到随偏随纠、勤纠小纠。
TBM掘进采用ZED激光导向系统来控制。 2）、方向调整
操作员通过驾驶室内ZED显示屏提供的TBM位置状态来校正机器的方位，掘进机的方向调整由操作室内的两个操作手柄（前支撑、后支撑控制手柄）实现。
3）、调向限度
①每次调向动作不能使边刀移动量超过3mm，否则造成边刀冲击洞壁而损坏。 ②TBM的导向角控制在10mm/m以内，否则会造成仰拱铺设困难，后配套难于通过的后果。
③每次调向的导向角变化量控制在2mm/m以内，特硬岩地段，导向角变化量还应适当减小，以防造成边刀的损坏。
正确导向状态下，洞壁表面规则（即看不到因为偏向造成的痕迹或标记），导向正确时，洞壁上不产生屋脊状表面。台阶是过度调向的标志，如果出现，应校正调向作业的方式。
4） TBM测量仪器的补充
隧洞掘进机（TBM）段施工时，除掘进机本身配有ZED-260隧洞激光导向系统，此外，还需配备T2经纬仪，DI1600测距仪，DS3000水准仪，徕卡TC1800全站仪及配套仪器，施工时用常规导线测量方法为ZDE系统提供坐标。这样，ZED-260激光导向系统就可以快速、连续、准确地为TBM提供其轴线与隧洞设计轴线的相对关系，并以TBM刀盘位置偏差的形式，数字化地显示于操作室，使操作人员能及时知道TBM的空间位置并及时调向，保证了TBM高精度地掘进。
用常规测量方法将TBM的仰角、滚动角、导向（水平）角三个数据测出，并将目标靶单元相对于TBM的位置（X；Y）测得并输入控制单元。激光/经纬仪/
中铁一局集团有限公司 Tel: 029-2235179 Fax: 029-2239567 Add: 西安市雁塔北路1号
26
…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 测距单元固定在隧洞边墙上，通过接口单元与位于操纵室中的控制单元相连，所发出的激光束位于隧洞设计轴线左侧3760mm，下侧400mm。由于TBM后配套太长，故选择在不掘进、通视好、无机车在后配套上运行时测量，坐标须用导线测量方法测得。
9.3.3 刀具检查、更换与维修
TBM掘进机是一种旋转的岩石隧洞开挖设备，并将以一定的速度开挖下来的碴石从刀盘迎头转运出来，该掘进机除刀盘、机头架和大梁、支撑与推进系统外，还包括一系列的各类系统和设备，将所有这些系统组合在一起形成一部机器，完成设计的隧洞掘进及相应作业。要保证机器的正常运转，就必须随时注意检查和保养设备，使它始终处于良好的作业环境中，才能发挥TBM掘进机的效率。这其中刀具的维修和更换、主轴承的保养和密封检查由为重要。 9.3.4 主轴承及主密封的检查保养
主轴承的内外迷宫环，特别是内迷宫环，直接受到岩碴的冲击，磨损的可能性较重，设计时采用避免或减少岩碴不能进入迷宫体，否则将造成迷宫唇的急剧磨损，导致迷宫失效，进而损坏三道唇形密封的方法。若岩碴进入主轴承，造成主轴承滚道和滚动体的磨损，污染润滑油，进而造成其他部件的损坏，最为严重的是造成主轴承的早期损坏，因此确保迷宫转动体与静止体的间隙，不断地向迷宫内注入适量的润滑指，显得极为重要。对此部位进行日常检查，严格按保养要求进行。
9.3.5 TBM维修、保养规程和工艺
TBM施工进度的提高，与设备的完好率、利用率有着不可分割的联系，根据以往施工中对机械设备的保养经验，针对本项工程的工厂化、机械化流水作业特点，TBM在施工中的使用、维修、保养采取两班掘进、一班维修保养机制。同时，根据现场实情和能力，多种维修保养模式并存、灵活结合，按照维修费用最小的原则进行测算和取舍，决定所采用的最佳维修方式”原则。 9.3.6 TBM在不良地质段的施工技术
TBM1标段全长范围内共有多条断层破碎带，施工中将对TBM掘进产生一定的影响和干扰，如何处理和通过断层破碎带，是TBM施工中地质影响的关键。
1、TBM通过断层破碎地段施工技术
中铁一局集团有限公司 Tel: 029-2235179 Fax: 029-2239567 Add: 西安市雁塔北路1号
27
…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 TBM在通过断层破碎带时，可适当减少TBM的推进速度，刀盘转速等掘进参数来减少对围岩的扰动，从而减少或避免塌方的发生。
2、软弱地带处理
根据前方地质情况，如果遇到软弱层时，基底承载力不够会导致机头下沉时，可先进行预注浆加固处理，达到一定的强度后再掘进通过。如在掘进中发生机头下沉，可先将TBM后退到断层软弱区外，然后装上枕木垛，用千斤顶对TBM进行姿态校正，再浇注混凝土置换，待置换的混凝土达到一定强度后再通过。
3、岩爆段施工
在埋深较大或破碎带时，石质坚硬、岩体完整性较好的情况下，受高地应力及斜坡应力的影响，经常出现岩爆现象。
对轻微岩爆，施工中采取锚杆钢筋网加自制格栅拱架的支护方式。锚杆间距按1.2m，加钢筋网的目地是为防止岩石弹落伤害人员和设备。
在中等岩爆地段，为防止岩石碎块弹射和提高结构整体支护作用，可在锚杆钢筋网、槽钢拱架支护基础上，人工喷射混凝土约5cm厚，基本上可以控制岩爆的发展。
9.3.7 TBM的解体及外运
1、概述
TBM机的解体吊装施工在拆卸洞进行，TBM施工段结束，主机后移，按厂家指定及设计要求进行拆卸洞施工。待拆卸洞完成后，将TBM移入拆卸洞后开始拆卸作业。后配套部分可在施工拆卸洞时部分拆除。所有拆除均通过T1支洞运输出洞。支洞运输为无轨运输。主要大件可通过推土机拖动平车运输的方式，将主机件拖运出洞外，其它部分可通过汽车运输或经过有轨运输到支洞经汽车运出洞外。
2、解体顺序及方法 拆卸顺序
（1）先清除刀盘泥碴。
（2）断开TBM机风、水、电供应系统。 （3）管线与小型组件拆除。
（4）TBM主机运出洞后，运往指定地点再组装或拆卸、解体、检修、包装。
中铁一局集团有限公司 Tel: 029-2235179 Fax: 029-2239567 Add: 西安市雁塔北路1号
28
…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 （5）后配套系统分节拆卸外运出洞。 （6）零部件清理、喷漆、包装、储存。 方法：
拆卸工作由TBM操作司机、技术人员和机械工人进行，运输系统配合，首先对整个TBM机组的拆卸编制详细的拆卸作业指导书，在拆卸作业指导书的总体拆卸思路指导下进行。
首先，对TBM主机、前后支撑、支撑靴、注浆机、锚杆机、超前钻机及后配套部分进行分解，分解成几大部分，随后按电气系统、液压系统、供应系统、支撑系统等顺序进行拆卸作业。
施工中应明确分工，责任到人，组成几个拆卸小组，各自负责一部分，从拆卸到运输均需保证设备的完好。
3、洞内运输
洞内运输以先拆的先运，后配套部分可直接用列车拖运到安装洞处去进行拆卸，拆卸后由吊车吊装在汽车上或推土机拖拉平板车通过支洞运至洞外整备场。也可直接拆卸后通过T1支洞用汽车运输出洞。
主机在拆卸洞分解后，通过平车运输至T1支洞处，随后吊装在无轨运输平车上，用推土机拖拉经T1支洞运输至洞外整备场。
中铁一局集团有限公司 Tel: 029-2235179 Fax: 029-2239567 Add: 西安市雁塔北路1号 29
…………………………………………………… 第3篇 TBM施工 第10章 TBM施工洞内运输
10.1 TBM施工运输特点
本标TBM施工地段洞内运输工作，是在充分考虑了本工程的特点、地质、开挖断面、运能和施工进度要求后综合评定所决定的。特别是在需二次衬砌的基础上，采用皮带运输方式难以解决皮带机与二次模筑模板台车间的相互干扰时，有轨运输就更加显示出了它的优越性。根据现场实际情况，我单位采取了， TBM施工在主洞为有轨运输、支洞采取皮带机运输，地面汽车转运。 10.2 TBM出碴运输
TBM主洞出碴
TBM主洞出碴采用轨道、内燃机车牵引矿车出碴的有轨运输方案，施工中为保证出碴施工作业的连续性，TBM掘进时在支洞与主洞的交叉点附近（安装洞）设置矿车卸碴、储碴仓。
支洞出碴
支洞采用四轨两线制。 洞外运输
洞外运输主要采取无轨运输方案，在洞外卸碴场皮带机卸碴口处，设5m×5m×3m的积碴箱，皮带机卸碴到积碴箱内，汽车在积碴箱下装碴后运往设计的弃碴场。计划出碴汽车为15t/辆，安排6辆车可完全满足出碴运输的需要。 10.2 进料运输
材料的运输中重点是怎样保证TBM在掘进过程中的支护用料和二次模筑混凝土衬砌用料的运输，这些材料的运输关系着整个工程的施工进度、工程质量和经济效益。做好这二种工程用料的运输工作，就要减少与掘进出碴等运输工作的干扰，特别是在运行图的调整上，要满足出碴运输和工程进料之间的关系，将是一个用科学技术组织、行政手段管理的综合运作过程。 10.2.1 进料 进料的类型
中铁一局集团有限公司 Tel: 029-2235179 Fax: 029-2239567 Add: 西安市雁塔北路1号
30