引红济石工程双护盾tbm技术改造

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1、引红济石工程双护盾TBM技术改造贺飞，卓兴建，叶蕾（中铁隧道装备制造有限公司，河南郑州450016）［摘要］针对“引红济石”工程Ⅳ标段围岩坍塌卡盾、收敛变形卡盾和伸缩盾内涌入大量石碴及泥水的情况，以增加刀盘开挖直径、改造盾体来满足围岩的变形要求，对保障掘进机正常掘进有重要作用。［关键词］双护盾TBM；卡盾；开挖直径；盾体改造［中图分类号］TU621［文献标识码］B［文章编号］1001-554X（2012）07-0099-03TechnologyreconstructionofdoubleshieldTBMHEFei，ZHUOXing-jian，YELei隧道掘进机（TBM）对地质

2、条件非常敏感，（1）坍塌卡机。因掌子面围岩破碎，裂隙间在不良地质洞段内施工时卡机风险高，国内外主要为泥质充填，且大多破碎地段含炭质片岩，在TBM施工项目也有不良地质导致设备被困的事件地下水的作用下，掌子面围岩自稳时间非常短，随［1］发生。本文在相关研究基础上，结合我国陕即发生坍塌，大量破碎的石块、石渣夹泥水涌入刀西引红济石调水工程双护盾TBM施工中出现的盘，皮带机出碴量剧增，刀盘转矩和电机工作电流施工卡盾情况，对双护盾TBM进行基本的技术急剧上升，最终导致刀盘无法转动及皮带机无法运［2］改造。转，造成卡机。（2）收敛变形卡机。局部地段因受地应力1工程概况影响，围岩收敛变形速率较大

3、，现有TBM盾体较引红济石调水工程隶属于陕西省境内“南长，在通过过程中受围岩收敛变形影响，盾体被收水北调”西线工程，该工程位于陕西省太白县，敛后的围岩紧紧抱死，最终导致卡机。由低坝引水枢纽和一条引水隧洞组成，隧洞全长（3）伸缩盾内连水带泥涌入大量石碴，占用19795m。其中引水隧洞Ⅳ标隧洞长11095m，采用极长工序作业时间。因破碎围岩混合大量地下水形一台美国Robbins公司生产的双护盾TBM掘进，隧成泥碴，在TBM掘进过程中，大量泥碴涌入到伸洞开挖直径3.655m，成洞直径3.0m。缩盾内部，受设备空间结构限制，无法采用大型机引水隧洞Ⅳ标在剩余6km地段中的围岩分类情械设备进

4、行清理，只能利用人工清碴，占用大量工况中Ⅲ类围岩占36.9%，Ⅳ类围岩占52.3%、Ⅴ类序作业时间；同时因清碴工序时间较长，无法对盾围岩占10.8%，Ⅳ、Ⅴ类围岩的数量较已完成隧洞体顶部围岩进行加固处理，造成围岩状况恶化，形［3］地段有所增加，其中石质主要以片岩、带状大理岩成恶性循环，严重时导致卡机。为主，由于围岩中软硬不均、硬质岩中夹软质岩、3盾体的改造岩性相变大，变化频繁，开挖后坍塌量大、地下水丰富。为了能有效地防止因围岩收敛变形造成盾2改造的必要性［收稿日期］2011-11-24鉴于工程地质问题，仍运用现双护盾TBM掘［通讯地址］贺飞，河南省郑州市经济技术开发区第六大进施工

5、将面临以下困难：街99号中铁隧道装备制造公司研究院CONSTRUCTIONMACHINERY2012.799使用维修OPERATION&MAINTENANCE体抱死现象的发生，在图1所示的基础上，将直外伸缩盾和内伸缩盾的最小间隙为15mm。在前盾筒式盾体更改成阶梯状盾体，实现刀盘开挖直径和支撑盾下部焊接厚度为61mm的耐磨钢板，主要φ3853mm、前盾和外伸缩盾直径φ3680mm、支焊接在盾体下部128°区域，且两侧与下部耐磨条撑盾和尾盾直径φ3580mm。刀盘和盾体在偏心距之间须圆弧过渡，厚度向两边逐渐减小，耐磨钢板13.5mm和支撑盾外径尺寸φ3580mm不变的情况下焊接后保

6、证盾体底部与开挖底部有12mm的有效间进行改造。盾体的改造有以下几点要求：隙，如图3所示。（1）支撑盾外径尺寸不变，将内伸缩盾进伸缩盾φ3580支撑盾φ行改造，实现改造后内伸缩盾和支撑盾外径尺寸φ3580一致；（2）保证内伸缩盾和外伸缩盾有不低于15mm的间隙；3580（3）前盾的改造结合内外伸缩盾的间隙来确φ定改造尺寸；（4）刀盘改造后必须保证开挖后与前盾隧顶的理论间隙为100mm；1400（5）处理盾体前先将盾体下部的耐磨条全部图2内伸缩盾改造图切割，打磨平整；（6）刀盘和盾体直径增大后在前盾和支撑盾27202100前盾φ368096BA下部128°范围内加焊相应的耐磨钢板，

7、保证盾体1520底部与开挖直径的理论间隙为12mm。刀盘中心线刀盘与前盾100刀盘前盾φ3580外伸缩盾φ3580内伸缩盾φ3370支撑盾φ3580尾盾φ3580φ偏心距13.596盾体中心线开挖直径385351间隙25间隙15刀盘中心线φ12AB偏心距13.5盾体中心线开挖直径3655A－AB－Bφ38601001500°外伸缩盾直径0°φ3853φ3853开挖直径开挖直径φ3580φ3580支撑盾直径内伸缩盾直径1224刀盘中心线270°刀盘中心线270°90°90°盾体中心