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1、引洮工程隧洞掘进机(TBM)施工隧洞质量控制重点分析及对策Analysis on Key Points to Control Engineering Quality of Tunnel Constructed by TBM in Tao River Delivery Project and the Countermeasure摘要：文中以引洮工程为例，分析了隧洞衬砌管片生产与安装、豆砾石回填灌浆、不良地质洞的TBM掘进与支护的重点和难点，提出了监理工作中应采取的措施。主题词：水工隧洞； 管片生产与安装；豆砾石回填灌浆Abstract: Taking the Tao River Delivery
2、 Project as an example ,this paper analyzes the key points and diffculties including: manufacture and installation of tunnel lining segment,grouting in backfill gravel,excavation by TBM and support in bad geological condition of tunnel,at last,presents some countermeasure that must be adopted in sup
3、ervision work.Key words: hydraulic tunnel manufacture and installation of tunnel lining segment grouting in backfill gravel甘肃省引洮供水一期工程位于甘肃省中部，属国家重点建设工程，水源为位于甘肃省卓尼县境内的洮河九甸峡水利枢纽。引洮供水一期工程总干渠7号隧洞全长17.286km，横断面型式为圆型，净断面尺寸(直径)D4.96m，设计纵坡均为1/1 650，设计流量32m3/s，加大流量36m3/s。洞身段采用TBM掘进机施工。经公开招标，山西省水利水电工程建设监理公司进行
4、施工期的监理工作。本文以引洮工程为例，论述TBM施工中质量控制的重点、难点，以及监理过程中拟采用的对策，供TBM施工监理人员共同探讨。1、隧洞衬砌管片生产1)原材料和管片强度：本工程管片混凝土强度要求标准为C45，其砂石骨料料场已由发包人勘察选定，但水泥与钢材的质量、混凝土的生产过程、管片的浇筑及养护过程都直接关系到管片强度，这是监理应关注的重点。2)钢筋笼的绑扎：由于钢筋笼绑扎与管片混凝土浇筑在不同的车间生产，钢筋定位稍有不慎，就会造成管片的混凝土保护层不能满足设计要求，直接影响到工程的运行安全和运行寿命。3)管片裂缝：管片生产过程中，管片出窑脱模后在厂房内预冷时要用棚布遮盖以防止由于温度骤
5、降产生的表面裂缝；安装过程中，由于湿度变化和安装推进力的作用可能产生裂缝，这就要求监理工程师要多加关注正在安装和安装完成的管片质量。4)管片的几何尺寸：管片的几何尺寸直接关系到安装的平整度和接缝的质量，本工程要求管片安装精度为：接缝宽度不大于5mm，环纵向错台不大于5mm，而往往由于模具的变形、工人的操作失误造成管片几何尺寸出现误差，导致安装质量不能满足施工合同文件的要求，这就要求监理工程师经常性地督促承包人对模具进行校验，确保管片的几何尺寸满足合同要求。5)管片的编号与标识：本工程TBM施工洞段支护形式是管片组装而成，且分A、B、C三种型号，每种型号的管片又安装于不同类型的围岩，因此每一个管
6、片都应追溯到生产、安装全过程，只有详细的编码和明确标识，才能保证正确使用管片和记录全洞每一个部位的质量。2、隧洞掘进机(TBM)掘进1)贯通误差：本工程隧洞设计长度17.286km，TBM施工中，由于地质条件的限制成洞轴线可能出现波浪蛇形线，甚至出现软基地层导致TBM下沉，垂直误差超出隧洞的允许误差要求，影响到隧洞的过水能力。在施工过程中监理工程师要给予高度关注，确保满足合同及规范要求。2)不良地质洞段TBM掘进：本工程虽然有诸多的不良地质段，但直接影响TBM掘进的不良地质段有三种，一是软岩层（、类围岩），可能造成TBM机头下沉；二是断层段可能出现塌方和卡机；三是对于溶洞问题，要加强预测工作，
7、要求TBM操作人员经常保持高度的警惕性和熟练的技术，随时观察掘进机掘进过程中的各种变化，主要是根据推力缸的退推力大小，如发现压力突然下降并幅度很大，说明机头前部掌子面失去阻力，前面是空的，这时应立即停机。当然也可以根据掘进石渣的变化情况分析，如有溶洞迹象出现，则石渣中可能有溶岩。因此，应特别注意对复杂地质条件进行超前预测，并采取相应的措施。3)地质编录：TBM掘进施工是流水线作业，由于护盾的遮盖，必须采取特殊的办法对隧洞地质条件进行判断和编录，地质监理工程师需有此方面的实践经验。3、管片安装1)管片安装是否平整、规范直接影响到工程的运行和安全，特别是TBM刚进洞，掘进和安装均需一定的磨合，监理
8、工程师应特别关注磨合期的管片安装。2)本工程根据不同的地质条件，设计有五种管片类型，管片换型时应针对地质条件判断并留有一定的余量。要随时掌握掘进的地质情况，根据地质变化迅速确定围岩类别，并根据不同的围岩类别改变衬砌所用的管片型号。一般通过对掘进出的石渣的观察、对刀头推进力的大小和对掘进速度的快慢等进行综合分析和判断来确定围岩类别。4、豆砾石回填灌浆1)隧洞顶部一定角度范围内回填灌浆不易密实，需采取措施。2)在豆砾石混凝土质量抽检方面，由于豆砾石混凝土很难按照标准进行试验，实施过程中应有专门的措施。3)注浆设备：灌浆过程中，往往由于TBM掘进较快，安装在后配套上的注浆设备不能满足快速掘进的要求，
9、故应提前采取相应的措施，使掘进和注浆能紧跟进行，确保结石强度达到C15，底拱90o 范围内充填的水泥砂浆达到M15的要求。5、其他1)根据现有的地质资料，引洮工程隧洞施工中的重要技术问题有三个方面：水控制、防膨胀蠕变卡阻和防坍塌。重点之一的隧洞内施工的水控制，包括地层渗水和施工用水两方面。对于第三系岩层，针对其沉积时代较晚，胶结程度差，特别是对水的作用非常敏感的物性，必须在水流控制方面做文章。要协助施工单位研究探索适当减少刀盘喷水流量、采取尽快排除地层渗水、灌浆适时跟进等技术措施，尽量缩短水同围岩的接触时间，尽最大努力减少水对隧洞施工的不利影响。从机头至管片安装段之间是防护的重点部位。由于设计
10、拟对底拱90范围内采用水泥砂浆回填，因此，更应该着重研究解决好灌浆和豆砾石回填之间的工艺衔接问题，尽早对已经安装的管片环进行豆砾石回填，以便对围岩发挥支撑作用。2)要求TBM能够最大限度符合工程地质条件。其中最主要的是在膨胀性乃至具流变特性的地层中能够正常作业，万一发生卡阻时能够及时脱困的能力和相应的技术措施，如边刀外扩、加大转矩、双向转动等。协助承包人选择最适用的TBM，并提前研究制定如果围岩发生流变时的应对措施预案，以免到时仓促应付。3、充分掌握通过各种途径可以收集到的地质资料，并且在施工进程中密切注意任何变化的前兆。监理工程师要督促承包人的地质编录工程师完整、准确、及时地记录和描述当天隧
11、洞施工的地质状况和变化，并作出预测，以便对将会发生的情况有所准备。有条件时，尽可能通过多种手段实施预测、预报。对于结构疏松、胶结极差、极不稳定易发生较大范围坍塌的围岩，要通过探测和对地质描述资料的分析判断，及早发现。必要时，动用超前灌浆设备予以加固，以免造成严重后果。4、本隧洞较长，技术供应和保障措施非常重要。监理工程师要协助承包人协调风、水、电等各项技术供应，合理确定其技术路线和中继结点，合理组织洞内洞外运输，促使生产高效、有序进行。6、针对施工中的重点与难点，监理过程中应采取的措施1)在施工开始前要求承包商上报有关施工组织设计和保证措施。2)监理工程师审查承包商的施工方案和具体措施，并提出具体的修改意见。3)监理方提前设定控制点，控制总的施工方法，安全保障措施进行全方位的监督控制。4)实施过程中，进行旁站监理和平行检验，总监巡查。5)严格进行，检查验收。7、结语TBM隧道掘进机，是利用回转刀具开挖，同时破碎洞内围岩及掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械；相对于目前常用的方法，TBM集钻、掘进、支护于一体，使用电子、信息、遥测、遥控等高新技术对全部作业进行制导和监控，使掘进过程始终处于最佳状态，在我国地下工程领域具有十分广阔的前景。其质量控制重点分析及监理工作中拟采用的对策，将是保证施工质量不可缺少的环节。
