附件1合同編號：jpⅱc－200709
雅礱江錦屏二級水電站東端
1#、2#引水隧洞工程
1#tbm通過預留底部1m試驗洞段施工措施
錦屏二級水電站東端1#、2#引水隧洞工程施工（c4標）
中鐵十八局·中水七局聯合體
二0一0年五月二十二日
中鐵十八局·中水七局聯合體專案經理部
雅礱江錦屏二級水電站東端1#、2#引水隧洞工程
1#tbm通過高岩爆預處理試驗洞段施工措施
批准審核
編制一、 編制依據
1、2023年3月29日1#tbm施工管理總結專題會（《專題會議紀要》會議紀要（etijp/zthyjy/034/2010））；
2、依據2023年4月8日管理局（西端204）會議上決定，我部上報的《關於1#引水隧洞tbm實驗方案斷面圖的報告》（18·7/eti/252/2010）；
3、2023年5月20日在2#營地會議決定。
二、 工程概況
1#引水隧洞高岩爆預處理試驗洞段為引（1）11+976～12+127段，共計長151公尺。該段為ⅲ、ⅳ類圍岩，其中ⅳ類圍岩佔55%。岩性為灰白色厚層細隱晶大理岩和黑色薄層狀大理岩，岩層弱風化，層理沿層面錯開，多溶蝕發育，有擠壓破碎帶。
實驗段斷面圖
三、 組織機構及人員投入
四、 裝置投入
1、原投入裝置見實施性施工組織設計。
2、實驗洞段需新增的裝置見下表
五、 施工措施
（一）試驗斷面選擇依據
本次試驗的目的是為確保tbm裝置安全通過，一是地質上，試驗段為不良地質段段，預處理後可以最大程度確保安全；二是裝置本身，試驗段採取何種斷面及引數能最大程度保證安全，主要部件尤其是主軸承不受損壞。
基於此，需對幾種預留斷面形式進行理論計算分析（詳見附件3：1#引水隧洞底部預留0.25~10mtbm開挖推力分析表），最終選擇預留1公尺斷面進行試驗。
（二）掘進施工
為保證tbm正常通過試驗段，減小刀具、刀牙的損壞，確保主軸承及主機結構完好，特制定相應操作引數，主司機務必嚴格按照規定的引數操作tbm,嚴禁違規操作。
1、掘進引數選擇
tbm操作引數中能直接控制的兩個變數為推進流量和刀盤轉速。在實際操作中，推進流量恆定的情況下，推進壓力隨圍岩狀況變化，並影響推進速度；刀盤轉速對出渣量影響明顯，在一定程度上影響推進力及推進速度。所以，對引數的規定僅限於推進力及刀盤轉速。
推進力由兩部分組成，刀盤的壓力和推進的摩擦阻力。實驗段斷面預留tbm開挖部分面積為4.6m2，占全斷面開挖面積的4%，接觸岩面的刀數量最多為3個，最少為1個（73#、74#）。
因此，為保護刀具，刀盤的總壓力最大為單刀最大載荷315kn。
推進摩擦阻力由主機重量產生的摩擦力和側護盾撐緊產生的摩擦力組成（後配套牽引處於浮動狀態，不計）。摩擦係數選擇0.35。
推進摩擦阻力為0.35×（1400+120）×10=5320kn。（此數值需通過空推實驗來校核，根據實際值來調整總的推進力）因此總的推進力為315+5320=5635kn，系統推進壓力為71bar，在此推力下掘進速度將會很慢（刀具對岩石不是切削作用，而是磨削）。
刀盤轉速的設定從2.0rpm逐漸遞增，最高轉速控制在3.0rpm，並根據實際刀具、刀牙的損壞及主機振動情況選擇最為合適的轉速。
2、掘進操作注意事項
（1）在進入半斷面時，後退刀盤50cm,將頂支撐收回，然後空推，記錄此時推進壓力，以對設定的推進壓力及單刀荷載進行校核；
（2）在進入半斷面前，調整tbm主機姿態至正常值，水平偏差不超過2cm，垂直偏差不超過1cm，以減少在半斷面試驗段的調向動作；
（3）掘進過程中，採用小幅度調向，每迴圈調向次數建議不超過4次。
（二）支護施工
1#tbm對支護後內輪廓尺寸要求比較高，撐靴油缸伸出的最大極限為790mm，正常情況下為650mm，因此對試驗段的支護要求比較高，必須保證撐靴2/3的部位要與洞壁接觸，必須對鑽爆法開挖面進行錨噴支護，使最終輪廓尺寸及形狀適合撐靴通過。
在tbm通過2-1橫通道時，左側撐靴接地面積為64%，根據改裝洞開挖經驗，與橫通道交口處底部尖角部位會出現塌落，為了保證較大的接觸面積，可以採取左側施作區域性拱架，拱架範圍覆蓋橫通道地面至撐靴底部，施工鎖腰鎖腳錨桿、掛網，並用噴射混凝土填平，以保證撐靴順利通過。
（三）撐靴部位處理
為了更好的通過試驗段，我部建議對撐靴採取必要的改進措施，在撐靴外部掛設皮帶膠皮，將整個撐靴外表面覆蓋，每側增加10cm，可以彌補噴砼後的表面平整度缺陷及少量超挖對撐靴油缸的限制。對超挖嚴重部位採用臨時加墊枕木的通過。
（四）刀盤相關配件儲備
根據改裝洞掘進資料分析，考慮到許多未知的因素影響，刀盤相關備件必須儲備充足，以免影響正常掘進。建議robbins庫房儲存19」滾刀60把，刀牙500個，刀牙螺栓m24×60 ，10.9級（1000個），m24×120，10.
9級（500個）。
考慮到主軸承在半斷面掘進過程中受到偏載，建議robbins庫房儲存刀盤與主軸承連線螺柱（5750004531）10根（配套螺母、墊片、保護帽），另外需robbins提供螺栓張緊器（b105938-1）一台。
在半斷面掘進工程中，便於刀盤的檢修，鑑於前期刀牙損壞情況較嚴重，刀牙座安裝表面不平是原因之一，建議將除3#外其餘11個鏟斗倉內靠近中心部位的一塊刀牙座更換，需robbins提供。另外可以同時檢查刀盤表面的磨損情況，建議robbins儲備適量耐磨板。
（五）tbm與鑽爆法貫通斷面誤差處理
從距離貫通面120公尺開始調整tbm姿態，保持tbm掘進軸線和調和偏差在5cm以內；貫通處5公尺範圍的錨桿採用玻璃纖維錨桿，噴射混凝土支護斷面較實驗斷面大5cm,tbm撐靴通過該段時利用l1區應急噴射混凝土進行補噴，確保撐靴能撐到邊牆。
（六）編寫試驗大綱
編寫tbm通過1m預處理洞段試驗大綱，派專人按照試驗大綱進行記錄掘進引數、刀具損壞數量、換步時間、主機故障等試驗資料，再根據記錄的資料進行分析，總結tbm掘進底部預留100cm岩石的隧洞段施工能力，為tbm快速通過高岩爆預處理洞段提供可行性依據。（見附件2：tbm通過1m預處理洞段試驗大綱）
（七）聘請外方司機操作
在試驗段掘進施工時，聘請有經驗的外方操作司機進行tbm操作。
（八）加大施工過程的各項檢查
在進入試驗段施工前，將對tbm刀盤、主軸承（油樣、軸承間隙、連線螺栓）、主機連線件進行全面的檢測和記錄（已完成），以此作為參考，將在試驗段施工期間及完成後均對上述引數檢測，記錄有何變化，及時採取措施處理。
掘進過程通過2#洞的橫通道到刀盤前方，安排專人觀察刀盤及刀等各個部位的工作狀況。每乙個掘進迴圈換步時增加刀盤的檢查頻率，應加強對邊刀（尤其73#、74#）的檢查。對損壞的刀具及刀牙及時進行更換，減少對刀盤進一步的損壞。
（九）刀盤前大石塊清理
配備一台挖掘機和2臺自卸車，隨時清理刀盤前方的大塊岩石。挖掘進機清理大石塊時，安排2名安全值班人員分兩班進行指揮。
（十）聘請專業機構進行掘進過程的相關專案監測
聘請石家莊鐵道學院的專家，制定監測方案和措施，對掘進過程的相關專案進行監測，主要針對機器在全斷面與實驗斷面的震動情況、掘進引數、應力情況及油樣進行監測，確保裝置安全。（具體見附件4：tbm振動試驗大綱）
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