李海龙+梁晶晶
[摘 要]大伙房水库输水TBM第3标段，采用了TBM掘进，连续皮带出渣，长距离通风等先进施工技术，注重施工组织管理和设备管理，创造了日进尺63.5m，月进尺1111m的亚洲大直径隧洞开挖记录。
[关键词]大伙房水库输水 TBM掘进 管理 隧洞开挖
中图分类号：U455.43 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0185-01
1 概述
辽宁省大伙房水库输水是一项大型调水工程，其中隧洞工程为深埋、长大型，洞长85.32km，洞径8.0m，设计引水流量70m3/s，纵坡1/2380。
我公司承建的是TBM第3标段，也是本工程隧洞的出口段，位于新宾县木奇镇境内。起点桩号66+846.420m，终点桩号85+316.114m，隧洞总长18469.694m。于2005年7月12日开工，2007年12月19日开挖完毕，2009年9月21日通水。
本标段在桩号76+404.817m处有一条16#施工支洞与主洞相交。主洞施工选用了美国罗宾斯（Robbins）生产的敞开式硬岩掘进机掘进，TBM在主洞出口洞外组装，向上游掘进。
2 设备特点
2.1 刀盘变频驱动
掘进刀盘直经 8.03m，19”刀具，中心刀8把，正滚刀35把，边刀 8把。刀盘额定推力 14，373kN，最大推力22，934kN，刀盘采用变频电动机（VFD）驱动。在掘进过程中，洞线岩性差别变化大，遇软岩时要求TBM小推力、低转速，遇硬岩时则要求TBM大推力、高转速掘进。变频驱动能无级变速，自动适应不同围岩硬度要求，达到快速掘进之目的。
2.2 激光导向
采用PPS激光导向系统，控制掘进方向。该导向装置包括激光发射器、激光接受器、中心控制电脑、显示装置、记录装置。系统从三维空间来自动确定TBM的确切方位和掘进方向。同时，也给司机提供了关于机器偏离设计中线的所有信息。掘进司机在操作室内可通过相应的液压油缸调整TBM的掘进方向 。本标取得了贯通误差横向13mm、竖向0.5mm的良好效果。
2.3 支护系统
掘进机上配有支护系统，包括钢拱架安装器、锚杆钻机（可做超前钻机）、钢筋网安装器、注浆泵、混凝土喷射机等，随着掘进及时对围岩支护 。
2.4 连续皮带出碴
采用大功率、长距离 （10Km） 、可延伸、可控起动的连续皮带机出渣。带宽914mm、带速2.9m/s，设计输送能力800 t/h。运输流程是：刀盘铲斗拾起渣料通过刀盘溜渣槽→TBM主皮带机→连接桥皮带机→后配套皮带机→隧洞连续皮带机→洞外转渣皮带机→临时堆渣场→自卸汽车倒运→弃渣场。皮带机头部驱动装置设在洞外或主支洞交叉处，皮带沿洞壁设置。随TBM钻进逐步放出储带仓内皮带，储带仓可储存620m长皮带，一次可延伸300m皮带机，放完后再接长皮带。皮带按“指针法”硫化接头，以保证TBM连续施工。
2.5 高压电缆进洞
TBM最大用电负荷为3705kW。机上配备2×2000kVA+1×1000kVA变压器。洞外将供电线路升压至20kV，通过洞内铺设的YJV22-3×95mm2高压电缆给TBM供电。TBM后配套设有高压电缆卷筒，可储备300m电缆。随着TBM向前掘进，不断放出电缆，当电缆全部放出后，TBM停机，用TBM上的柴油发电机给电缆卷筒供电，再把新一卷电缆重新绕到卷筒上。
2.6 通风能力强
首次使用长距离（10Km）、大风量、低泄漏风管、变频控制的独头通风系统。隧洞最大通风长度为16#施工支洞洞口至本标终点，16#施工支洞长643m，支洞距主洞终点长9558m，总长10201m。用压入式通风。洞口安装一台轴流风机，型号为152-109-1470，功率150Kw，供风量25m3/S，送风到TBM后配套系统，给工作面供风。送风管道为进口优质软风管，直径2.2m，每节长300m。该风管主要特点是摩擦阻力系数低，为0.0024。漏风率低，每节露风量为0.13m3/ s。
TBM后配套装有吸尘器和湿式过滤器，用来吸收滚刀破岩时和喷锚支护时产生的粉尘。同时通过刀盘喷水降温装置，也能控制粉尘产生。
2.7 有轨机车运输
用有轨机车运输支护材料和掘进中所需的设备配件。有轨机车轨道为43kg/m，轨距900mm，机车用电瓶驱动，有利于减少洞内空气污染。每列车由1节机车，1节钢拱架、钢筋网、锚杆运输车，2节钢轨车，2节喷混凝土料车，1节人员车组成。
3 TBM钻进的管理特点
只有控制好设备的完好率及时间利用率，才有保证TBM快速掘进，在TBM完好率及时间利用率上，靠的是狠抓设备的管、用、养、修 几个环节。按规定时间检查保养设备，更换易损件。每天24小时分三个班作业，两个班掘进，一个班维修保养。做到了定期维修保养，改变了设备不坏、掘进不停的旧理念。另外在保证质量、安全前提下，班进尺和每个人经济利益挂钩，调动了生产人员的积极性。
4 加快进度其它措施
4.1 充分发挥施工支洞作用
在TBM钻进到16#施工支洞之前，用钻爆法将主支洞交叉处的主洞检修间开挖完毕，利用检修间，将TBM全面维修一次，保持设备的完好性。同时将TBM供电、供水、通风、出渣、掘进材料供应全部转移到16#支洞，缩短了供应距离，加快了施工进度。
4.2 地表条件利用
利用天然河道隧洞埋深浅、道路易修处，设施工投料井，衬砌混凝土从投料井进入，减少洞内相互干扰，缩短运输距离，加快了衬砌速度。同时、该井还有改善通风条件功能。
5 结语
本工程具有隧洞长、断面大、单机掘进距离长，存在不良地质的影响。其工程规模和技术难度属国内外罕见。属高速掘进要求。针对以上特点，我公司聘请了国内外有关TBM技术、隧洞施工技术、隧洞通风技术、隧洞施工地质技术等领域著名的专家教授一起合作攻关，制定掘进方案，预测掘进中可能遇到的各类问题及处理方法。掘进过程中注重设备维修保养，采取有效的管理机制，平均月进尺653m，创造了日最大进尺63.5m、月最大进尺1111m的亚洲大直径隧洞掘进记录。
