西康铁路秦岭隧道I线TBM施工反坡排水方案设计与实施

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1、公路隧道2013年第4期(6-第84期)西康铁路秦岭隧道I线TBM施工反坡排水方案设计与实施毛本庆(中国铁建十八局集团天津300222)摘要TBM由于自身系统复杂、体积庞大、只能进不能退的特点，在施工中对突、涌水的处理要求比钻爆法更有效、更及时，否则后果严重，甚至会导致整机瘫痪。秦岭隧道I线TBM11‰反坡施工中排水问题的解决，优化了原有设计，并设计了一套较为完善的反坡排水备用系统，有效地扼制了水患，保证了TBM的正常施工。关键词TBM反坡排水方案1工程地质与TBM简介施工机械之一。为促进我国长大铁路隧道施工技术的发展和进步，1997年我国首次引进

2、两台德国1．1工程地质简介WIRTH公司生产的TB880E掘进机，分别用于秦秦岭隧道是西安一安康铁路的重点控制工程，岭隧道工线进口和出口段施工，其最为突出的特点是目前我国最长的并行单线铁路之一，曾号称“中是集快速性、安全性、同步性、系统性于一机。国第一长隧”，工线全长18．448km，1I线全长18．TB880E掘进机刀盘直径8．8m，整机全长256m，457km，通过区为秦岭中山区，穿越我国两大水由主机、连接桥和后配套三大部分组成，具体包括系——长江与黄河水系。受多期构造运动的影响，刀盘及其驱动系统、ZED激光导向系统、通信系统、断裂构造发育，岩

3、脉穿插频繁，隧道穿越山体长，洞岩石支护系统、通风除尘系统、运输系统。操作系室埋深变化较大，跨越多个构造断裂带和不同地质统及整机各关键部位均由PLC进行程序控制。构造段，所以工程地质、水文地质条件复杂，地质灾害多。秦岭隧道出口段长8．9km，反坡段长，从里2反坡排水方案设计与实施的意义及程点DK79+560开始进入3‰反坡施工，从里程点必要性DK79+560进人9％0反坡施工，从里程点DK79+560进入11‰反坡施工；富水区延续长，涌水量大，2．1TB880E原有排水系统简介突、涌水灾害严重，并且富水区多为断层破裂构造TB880E原有排水系统由装于

4、主机底部的一台带、岩脉穿插带。22kw潜水泵＼[排水量1680L／min(100．8mz／h)＼]、1．2TBM简介布于后配套左侧的DN100水管、装于16#拖车左侧TBM(TunnelBoringMachine)——全断面隧的20污水箱、一台75kW＼[排水量2590L／min道掘进机是近50年来欧美等发达国家研制和发展(155．4m。／h)＼]污水回水泵及装于16#拖车右侧起来的，是目前长大隧道施工最有效的大型综合性的水管卷筒和软管组成(见图1)。供水系统各泵站及电机冷却废水DN100连接桥一2#车3一l5#车16#车一尾部图1改造前的反坡排水

5、系统图·50·毛本庆西康铁路秦岭隧道工线TBM施工反坡排水方案设计与实施2．2增设备用排水系统的意义与必要性工无法进行，且对作业人员的人身安全造成影响。工线和Ⅱ线隧道中心线间距30m，虽受Ⅱ线平鉴于此，根据施工实际，为坚决杜绝“水淹TBM”事导开挖的影响，I线隧道施工过程中水量将较Ⅱ线故的发生，必须改造、优化和加强TB880E的反坡排有所减少，但与Ⅱ线平导涌水区相对应的地质构造水系统。区段，仍将出现一定的涌水。3方案设计秦岭隧道南口在DK79+150里程点进入l1‰下坡施工。根据地质勘测及Ⅱ线平导施工的资料，3．1总体思路设计DK78+680一DK

6、78+445里程段，可能的最大涌水对于原有的排水系统基本保持原设计，仅作局量为280m。／h，稳定流量为125m。／h；DK78+部改造；同时，设计安装两套备用排水系统。245一DK78+380，DK78+153一DK78+025，DK77TBM施工中，洞内必须保证排水工作24h正+960～DK77+860，DK77+520一DK77+460，常运转，因此，供电系统必须保证24h不间断运行。DK74+920一DK74+830里程段的最大涌水量也3．2机械部分方案设计超过100m。／h。利用TB880E原有的排水系统，显3．2．1改进原有系统然远远不

7、能满足施工需要。况且，对于任何设备都对于原有排水系统基本保持不变，水泵置于前不可避免地会出现故障，而TB880E配套设备中没外机架正下方，通过导链悬挂于机架，换步过程中有提供22kw潜水泵的备用件。一旦在突、涌水情将水泵升起，其他时间可落于洞底，以减轻震动；如况下，排水系统的任何部位出现故障，均将导致排果洞底积碴较多，也可将水泵升至适当高度。原置水工作的停止。于16#拖车右侧的水管卷筒不便于通过横通道向TB880E掘进机刀盘后部的液压系统、主轴承Ⅱ线平导排水(注：由出口向洞内看Ⅱ线平导位于润滑油系统及其密封冲刷系统、辅助胶带输送机均I线的左侧)，将

8、其移至17#拖车风机左侧，水管相应注意防水。一旦油液含水量超标，所带来的后果应调整。为避免因污水箱或污水泵故障导致排水是不