东山供水工程双护盾TBM步进方案比较

任力强

（山西省中部引黄水务开发有限公司 山西太原 030002）

0 引言

近年来，随着双护盾TBM在水利、高铁、地铁山岭隧洞、市政、煤矿、石油等领域的大量推广应用，由于双护盾TBM在始发掘进前需要穿越洞口坡积物以及冲洪积地层、长距离的钻爆法支洞洞段、主洞钻爆法处理的不良地质洞段等洞段，通过双护盾TBM步进技术研究，对促进双护盾TBM施工工艺完善，提高双护盾TBM步进效率，降低施工成本，确保施工安全意义重大。

东山供水工程施工十一标为输水线路9#洞出口段（YD14+418.86 m～YD29+879.30 m），长 15460.44 m，纵坡i=1/2700，其中9#洞出口桩号YD29+854.30 m～YD29+054.30 m，长800 m，为TBM进洞步进段。该洞段为城门洞型，开挖断面4.7 m×4.8 m。

1 步进方案选型主要考虑要素

1）技术方面:主要考虑双护盾TBM步进底板的方式；双护盾TBM步进所采用的步进机构；双护盾TBM步进过程的方向控制；双护盾TBM步进过程的轨道延伸；双护盾TBM步进进入始发洞是否需要安装负环管片；始发洞尺寸；步进始发的准确性；作业程序复杂性等方面。国内TBM项目始发步进的方案主要有以下四种，如:万家寨引黄工程国际Ⅴ标古交连接段采用滑槽步进方案、兰州市第二水源地TBM1标采用滑板步进方案、新疆一项工程采用夹轨器步进方案、辽宁大伙房TBM2标采用DOLLY滚轮步进方案。采用何种方案应进行分析研究综合考虑确定。

2）进度方面:

滑板步进方案:主要考虑埋件安装轨道定位、钢筋混凝土底板浇筑、滑板步进日进尺、拆除负环管片和步进器等方面。

滑槽步进:主要考虑钢筋混凝土底板浇筑、滑槽步进日进尺等。

夹轨器步进:主要考虑埋件安装轨道定位、钢筋混凝土底板浇筑、夹轨器步进进尺、拆除负环管片和步进器等方面。

DOLLY滚轮步进:主要考虑钢筋混凝土底板浇筑、滚轮步进日进尺、拆除负环管片和步进器等方面。

3）安全方面:主要考虑步进安全风险和后配套台车的稳定性。

2 双护盾TBM步进方案技术特点分析

各种双护盾TBM步进方案技术特点见表1及图1、2、3、4。

表1 双护盾TBM步进方案的技术特点

图1 方案一（滑板步进）

图2 方案二（滑槽步进）

图3 方案三（夹轨器步进）

图4 方案四（DOLLY滚轮步进）

3 双护盾TBM步进方案经济分析

各种步进方案的经济分析见表2。

根据统计结果分析，滑槽步进成本最低，滚轮步进成本最高。

4 双护盾TBM步进方案进度分析

1）埋件安装，轨道定位需要8 d；钢筋混凝土底板浇筑需要16d；滑板步进日进尺约80～100m，800m隧洞需要约8～10 d，始发需要3 d，拆除负环管片和步进器需要2 d；

2）钢筋混凝土底板浇筑需要16 d；滑槽步进日进尺约200，800 m隧洞需要约4天；

3）埋件安装，轨道定位需要8 d；钢筋混凝土底板浇筑需要16 d；夹轨器步进进尺约80～100 m，800 m隧洞需要约8～10 d，始发需要3 d，拆除负环管片和步进器需要2 d；

表2 各种步进方案的经济分析

4）钢筋混凝土底板浇筑需要16 d；滚轮步进进尺约150 m，800 m隧洞需要约5 d，始发需要3 d，拆除负环管片和步进器需要2 d。

5 双护盾TBM步进方案安全性分析

各种步进方案的安全性分析见表3。

6 结论

通过东山供水工程双护盾TBM步进方案综合分析，滑槽步进方案从技术特点上分析作业程序简单可控，经济性较好，步进速度快，安全性好，与其它三种步进方案相比具有很大优势，属于优先推荐方案。

7 应用效果

通过上述对TBM步进方案从前期准备到现场实施全过程的综合分析，采用滑槽步进方案与滑板步进方案相比，能够节省设备采购和现场施工费用约1 010 224元，极大的减少前期投入和后期运行费用，对项目的资金运行压力起到有效的缓解作用；缩短步进工期约9～11 d，能有效缓解工期紧张状况，避免窝工损失约150万元。

通过对步进方案的综合分析研究，对于解决护盾式TBM长距离步进具有重大意义，将有力地推进隧洞TBM施工行业的快速发展。