试析TBM施工过程中的隧道栈桥排水系统构建

王明华

摘    要：本文针对TBM施工过程中的隧道栈桥排水系统构建，结合工程实例，提出了一种TBM隧道施工栈桥排水系统构建方法，最后探讨了此种排水系统的应用效果。分析结果表明，由栈桥表示阻挡装置和排水装置联合组成的隧道栈桥排水系统可有效排出TBM施工中的涌水表示渗水等，保证施工的安全性，值得大范围推广应用。

关键词：TBM;施工过程;隧道栈桥;排水系统

1  工程概述

某TBM隧道工程，设计长度为2684.68m，纵坡的坡度为10.5%，为保证施工进度和质量，采用钻爆法与TBM开挖相互结合的施工方法，施工稳定渗水涌水量为335.6m?/h，其中渗水涌水量最大的隧道桩号有两段，一段是1+1021.26m，出水量为548.5m?/h;另一段是2+864.64m，出水量为621.8m?/h，也本隧道工程最大的渗水涌水量，对排水系统的要求比较高，传统排水系统无法满足实际要求，采用了TBM隧道施工栈桥排水系统，取得良好效果。

2  TBM施工过程中的隧道栈桥排水系统构建

2.1  TBM隧道施工栈桥排水系统系统结构组成

TBM施工过程中的隧道栈桥排水系统结构示意图如图1所示表示1A处放大图如图2所示表示挡板组件第一限位板被收起时的左视图如图3所示表示挡板组件放大图如图4所示表示挡板组件右视图如图5所示表示TBM隧道施工栈桥排水系统连接示意如图6所示。

图1～图6中，1表示主桥;2表示引桥;3表示插孔;4表示第一挡板;5表示挡体;6表示桥体支撑;7表示移动轮;8表示第二挡板;9表示第一限位板;10表示第二限位板;11表示限位块;12表示弹簧;13表示旋转固定座;14表示档杆;15表示连接杆;16表示第三挡板;17表示潜水泵;18表示输水管道;19表示三级沉淀池;20表示TBM掘进机;21表示第一管道;22表示第一排水泵;23表示第二排水泵;24表示第二管道。

2.2  利用第一挡板阻挡主桥两端

第一挡板的主要作用的是在短期内将挡体置于第一挡板的两侧，对第一挡板进行固定，也可以较长时间将挡板的一端放置在桥面扇格的另一端进行挡体固定，促使主桥桥面以下的第一挡板和隧道形成一个可蓄水的区域。参照以往工程案例，隧道长度比较大，一旦发生大面积积水，就表示涌水无法正常排出。此时，可在TBM开挖段一定距离范围内，对栈桥主桥进行阻挡，从而形成蓄水区域，从而将水排放到主桥下方蓄水区域。

2.3  挡板形状设计

为保证TBM隧道施工栈桥排水系统运行稳定性，保证排水效果，需要合理设置挡板形状。其中第一挡板可以扇形，也可以是其他形状，只要和隧道内部蓄水区域横截面相互一直即可，第一挡板的主要作用是减少蓄水区域的蓄积水外泄，避免影响TBM机工作效率。第二挡板和第一挡板的作用几乎相同，在形状设计时也要结合蓄水区域的实际情况合理设计，第一挡板的两端需要布置插孔，一端通过连接杆和第一限位板进行绞接，另一端在通过连接杆和第二挡板或者第三挡板进行绞接。第三挡板应为四边形，其中一组对边平行且长短应不同，另一组对边要相同且为对称的弧形，在限位板两端要设置插孔，插孔之间通过连接杆进行铰接。

2.4  旋转固定座设置

旋转固定座和档杆的设置便于直接铰接第一挡板的其他挡板与第一挡板重合后，旋转档杆，使得其他挡板不得相对第一挡板转动，便于收纳携带和移动作业。移动式栈桥可随时移动至隧道内任意水多的地方，将栈桥主桥两端通过阻挡装置形成蓄水区域，特别是反坡施工时，及时抽排工作面汇集水到蓄水区域内，后通过蓄水区域内的潜水泵抽排至指定位置，做到排水和行车互不影響。

3  效果分析

和传统排水系统，TBM隧道施工栈桥排水系统设计更加合理有效，处理起来也非常简单有效，在栈桥的主桥两端设置阻挡装置形成蓄水区域。并能与TBM掘进机附属的排水泵和管道相结合，隧道渗水、涌水等全部排放到蓄水区域，以降低回流水到仰拱的位置，也可以大幅度降低仰拱架位置和钢轨枕区域的水量。隧道蓄水区域的水可通过潜水泵（或离心泵）和输水管道排至三级沉淀池中，经净化处理后可以实现重复利用，为TBM掘进提供水资源，保证TBM施工过程中，排水和供水能够实现合理调配，减小洞外供水，确保资源有效整合。

4  结束语

综上所述，本文结合工程实例，分析了TBM施工过程中的隧道栈桥排水系统构建，分析结果表明，此种排水系统结构设计简单，可充分利用原来的排水设施，可将隧道TBM施工冷却用水、岩体渗水、突然涌水等及时排出，消除隧洞积水对隧洞TBM施工质量、进度和安全的不良影响，特别适用于长距离大坡道隧道TBM施工，具有较好的推广应用潜力。

参考文献：

[1] 马浩.TBM综合支护系统在中部引黄引水隧洞不良地质段的应用[J].建筑机械，2018.