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双护盾TBM在城市轨道交通中应用的关键技术唐志强【摘要】In order to solve the problems of double-shield TMB in urban rail transit such as frequent station passing, construction on small radius curve, risk in under-passing structures, and with reference to the design and construction of Qingdao Metro Line 2 , this paper studies the adaptability of double-shield TMB, the support form and the interface between different design supports, station passing solutions, grouting behind segment wall, under-passing structures and poor geological sections and other aspects. Compound lining ( anchoring and shotcreting+mold lining) is proposed to address the interface between different supports. According the construction method of station, the technical solution to allow entire TBM to pass station is proposed to avoid repeated disassembly, assembly, commissioning and the effect on the station. Key technologies are developed to facilitate construction on small radius curve, grouting behind segment wall, under-passing structures and poor geological sections. Double-shield TBM is successfully applied to Qingdao subway and high efficient safe, environmental friendly and economical construction is achieved.%为解决双护盾TBM在城市轨道交通中应用出现的频繁过站、小曲线半径施工、下穿风险点等问题，结合青岛地铁2号线的设计和施工情况，对双护盾TBM的适应性、支护形式、不同支护间的接口设计、过站技术方案、管片壁后注浆、下穿建筑和不良地质段等方面进行研究。
复合式TBM在重庆地铁的首次应用曹伟【摘要】传统的钻爆法施工危险因素多，易发生安全事故，严重影响周边环境且效率低。
本文以重庆地铁六号线二期工程为背景，针对复合式TBM在重庆地铁中首次应用涉及的一些主要问题进行分析。
分析结果表明：复合式TBM适合重庆地区地铁施工，并实现了连续、快速掘进，降低了对相邻车站的影响，加快了工程进度；对比分析不同工况的计算结果，取最不利条件进行管片配筋是合适的；采用“数值模拟+监控量测”进行重大风险源评估的方法是可靠的。
【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】4页(P43-46)【关键词】复合式TBM;重庆地铁;数值模拟;监控量测;风险评估【作者】曹伟【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安 710043【正文语种】中文【中图分类】U455.44为解决施工安全、工期、施工占地等一系列问题，从而找到更适合重庆地铁建设需要的机械，以传统的TBM为基础，吸取了土压平衡盾构的原理及优点，并对刀盘、刀具、主轴承、主驱动以及螺旋输送机等设备进行针对性改造，命名为“复合式TBM”[1]。
本文以重庆地铁六号线二期工程为背景，从支护措施、沿线施工条件、过站等方面分析其适应性，并通过有限元软件进行数值模拟，进一步研究管片结构内力计算、掘进引起的地表沉降、近距离下穿周边建(构)筑物的风险评估等，进而解决复合式TBM首次应用涉及的一些主要问题。
1 工程背景1.1 工程概况[2]六号线二期工程全长约41.78 km，线路平面最小曲线半径为500 m，最大纵坡为28‰。
南段线路长约15.51 km，其中地下线长约11.90 km，高架线长约2.13 km，路基段长约1.30 km，敞开段长约0.18 km;北段线路长约26.27 km，其中地下线长约17.29 km，高架线长约8.21 km，敞开段长约0.77 km。
全线共设14座车站，平均站间距2.98 km。
轨道交通硬岩掘进技术（TBM）的应用研究摘要：本文将以山城——重庆为例，对重庆市轨道交通建设施工现状及存在的客观问题进行分析，以硬岩掘进技术(TBM)为基础，对此种施工方法的必要性、适用性、应用前景等多个方面进行研究分析，以此对类似地质的城市轨道建设提供技术支撑。
关键词：轨道交通；硬层掘进技术；TBM；技术支撑引言TBM硬岩掘进技术是一种针对于岩石地层，集掘进、出渣、导向、通风、衬砌支护等多功能为一体的大型高效隧道施工技术。
这种硬岩掘进技术已经在国外广泛应用，此种技术大部分都应用于山岭及水工隧洞的施工作业中。
下文将以山城——重庆为例，对此种硬岩掘进技术（TBM）进行探析。
1、轨道交通建设施工现状及存在问题重庆的地质条件相对复杂，主要是以岩石地质条件为主，在重庆市区已经完成建设且运行的铁道线路1、2号线及正在建设的3号铁道线路的通车隧道均采用钻爆法的开挖方式，并且之后采用复合样式的衬砌进行支护，在这种施工的过程中，主要存在以下几方面的问题及相关措施：1.1施工过程噪音大，影响周围居民日常生活采用钻爆法的施工方法，在施工过程中会产生噪声，对地下进行隧道爆破的过程中会发生震动，还会产生粉尘等颗粒物体造成多种环境问题。
因为轨道交通主要分布在城市繁华地段，居民数量大，因为施工的复杂性，会对周围市民的正常的生活起居造成一定的影响。
爆破施工过程中严控爆破振速，控制单耗药量，爆破施工过程中实施动态监测，及时根据爆破振速优化爆破参数，对爆破影响范围内需保护的建（构）筑物进行实时振动监测，确保振速控制在规范规定和建、构筑物安全范围内。
具体的工作内容有：现场熟悉、了解和掌握场址影响区范围内构筑物状况；配备先进监测设备、按有关规范对爆破影响区建（构）筑物进行爆破振动监测，对监测数据进行处理分析，对振动技术参数即频率、振幅、周期、振动时间、振动相位等的监测，对振动量即速度、加速度、位移等物理量的监测。
1.2施工周期长，易造成交通不便在使用钻爆的施工方法时，主要采用“长洞短打”的施工方式。
重庆轨道交通6号线敞开式全断面岩石掘进机施工过站方案
研究
安光保
【期刊名称】《城市轨道交通研究》
【年(卷),期】2011(014)006
【摘要】介绍重庆轨道交通6号线一期工程敞开式全断面岩石掘进机(TBM)试验
段的工程情况.结合敞开式TBM的机型特点和总工期要求,综合考虑TBM施工段所经过的区间及车站施工的具体情况,提出了敞开式TBM在城市轨道交通工程施工中掘进过站、步进过站以及步进通过车站中板的过站方案,保证TBM在站内能不停机、不等待、快速施工、顺利过站,成功解决了敞开式TBM在轨道交通施工中的过站难题,为敞开式TBM逐渐大规模应用于重庆及其它城市轨道交通工程建设提供了技术支撑.
【总页数】6页(P58-63)
【作者】安光保
【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,710043,西安
【正文语种】中文
【中图分类】U455.41+2
【相关文献】
1.重庆轨道交通6号线敞开式TBM过站技术研究 [J], 朱文会;翁承显;陈静
2.重庆轨道交通10号线穿越深回填区隧道结构方案研究 [J], 张荣;张宇川
3.重庆轨道交通2号线较新段通信系统改造方案设计与研究 [J], 刘瑞铭
4.重庆市轨道交通5A线站位方案研究 [J], 田卫建
5.重庆轨道交通10号线快慢车运营组织方案研究 [J], 杨婧;李彬
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76 建筑机械重庆地铁盾构始发关键技术研究杨微（中铁十八局集团隧道工程有限公司，重庆 400700）［摘 要］盾构法是一种在地下挖掘隧道的施工方法，在城市的地下铁路、电力通讯、上下水道和市政设施等得到了广泛的使用，尤其在地铁的隧道中使用的非常频繁。
盾构法虽然有着诸多的优点，但由于不同城市的地理环境与轨道网络的不同，使得盾构结构也要做出相应的改变调整，特别是在穿过地面建筑物的时候，对施工的技术有着很高的考验。
文章结合重庆地铁6号线盾构始发施工技术，深入讨论其中的技术要点。
［关键词］盾构；始发；施工技术［中图分类号］U455.43 ［文献标志码］B ［文章编号］1001-554X（2019）01-0076-03Research on key technology of shield tunnel initiation in Chongqing metroYANG Wei盾构法在地铁领域的施工中应用的比较广泛，但还是有着很多的技术难点需要攻破，例如地铁盾构始发装置的组装以及拆除等，需要通过相应的设计比选，形成一套施工速度更快、安全性能更高的组装与拆除反力架等装置的施工方法，让施工技术更具先进性、科学性与实用性［1］。
1 工程概况重庆地铁6号线是重庆市轨道交通规划“九线一环”中东南至西北方向的骨干线路，二期工程全长37.5km，线路起于南岸区茶园，止于北碚区城北新区。
中铁十八局集团担负施工的单洞全长5633m的铜锣山隧道为双线隧道，总投资约6.18亿元人民币，隧道涌水大，穿越煤层、瓦斯、岩溶发育带、石膏岩、断层带等复杂地质，是全线重点控制工程，隧道穿越都市生活密集区。
为了做到施工不扰民，面对着复杂地质结构，中铁十八局集团从美国罗宾斯公司引进2台先进的复合式硬岩TBM掘进机，并全国首次在轨道工程领域将硬岩掘进的TBM和软土掘进的盾构机融于一身，进行左右线5432m的TBM掘进施工。
2 地铁盾构始发技术的难点分析在工程初始阶段，需要将盾构机组进行组装调试，对于反力架的稳定性、端头加固的质量和地层地表的检测等多方面都要注意，其中存在着较多的施工难点。
岩石隧道掘进机在城市轨道交通工程中的应用发表时间：2017-09-19T13:37:29.783Z 来源：《防护工程》2017年第11期作者：杨佳庆[导读] 随着城市地下工程建设不断增加，相对钻爆法施工受到诸多限制，机械掘进方法是一种安全高效的施工方式。
中铁十八局集团隧道工程有限公司重庆 401135摘要：为了使岩石隧道掘进机能在工程隧道中更好的应用，对截齿消耗和掘进效率两个关键技术问题进行了探讨，总结了影响截齿消耗和掘进效率的影响因素，并给出了常用的预测模型。
这些结论对掘进机的选型和现场使用具有指导意义。
关键词：岩石隧道掘进机；截齿消耗；掘进效率1前言随着城市地下工程建设不断增加，相对钻爆法施工受到诸多限制，机械掘进方法是一种安全高效的施工方式。
TBM施工技术已被广泛应用地铁等隧道掘进施工，并且技术成熟，尤其对于地质条件较好且距离长的隧道其优势明显。
但对于辅洞等短小隧道，TBM无法适应。
悬臂式掘进机以其灵活、高效及很强的适应能力已被广泛应用于煤矿的煤和半煤岩巷道的掘进。
如今悬臂式掘进机也逐步成为城市地下隧道掘进的备选方法之一，图1所示。
本文将对掘进机在隧道掘进中的截齿破坏及消耗和掘进效率预测两个关键技术问题进行探讨。
2悬臂式掘进机施工过程2.1设备选型悬臂式掘进机按切割头布置方式的不同分为横轴式掘进机和纵轴式掘进机两类。
按巷道或隧道的单轴抗压强度又可分为半煤岩掘进机和硬岩掘进机。
正确选择悬臂式掘进机施工对最大程度加快施工进度和保证施工人员安全至关重要。
影响选型的两个关键因素为：①根据施工隧道的地质条件确定岩石单轴抗压强度范围，选用对应切割头功率的系列机型；②结合隧道开挖方法确定机型。
2.2隧道开挖根据隧道尺寸、围岩的地质特性确定分部开挖的工序，通过悬臂式掘进机的截割悬臂垂直和水平摆动，截割头在行走机构的带动下旋转推进，完成一个完整的隧道断面截割。
同时要选择经验丰富的施工队伍，熟练的操作手能够更快地发现掘进偏差并及时调整，从组织管理方式上保证施工进度。
敞开式硬岩掘进机首次用于重庆地铁施工探讨作者：郝彪来源：《城市建设理论研究》2013年第21期摘要：本文以重庆轨道交通六号线一期工程所采用的美国罗宾斯公司产品TBM208-337为例，通过首次将敞开式TBM引入城市地铁施工，提出TBM在地铁施工中的可行性，介绍了敞开式TBM施工工序，以及TBM设计的不合理部分，对以后的TBM设计与施工具有较好借鉴作用。
关键词：敞开式TBM；城市地铁施工；施工工序，不合理部分Abstract: this paper takes chongqing rail transit line 6 adopted by the first phase of the Robbins company product TBM208-337, for example, by first introducing open TBM urban subway construction, the feasibility of TBM forward in the subway construction, this paper introduces the open TBM construction process, and the unreasonable part of the TBM design, to future design and construction of TBM has a good reference.Keywords: open type TBM; Urban subway construction; Construction process, the unreasonable part中图分类号：P634.3+3文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)1 前言重庆轨道交通六号线一期工程采用两台由美国罗宾斯公司生产的开敞式TBM（全断面硬岩掘进机）施工，属国内首创。
在整个施工中，成功解决了开敞式TBM应用于城市地铁工程所面临的施工支护、下穿建（构）筑物、浅埋段沉降控制、小间距施工、TBM过站及TBM施工防排水等技术难题，确保了工程的顺利实施。
TBM施工创造了日进尺46.8米，月进尺863米的全国纪录，平均进度为钻爆法的6至8倍，用1年半左右时间就掘进贯通了地下区间，真正实现了快速、安全、优质、环保的现代化施工理念，得到了重庆市各界及广大市民的高度赞扬。
TBM的首次成功应用也将引领重庆轨道交通进入大规模机械化施工的新时代。
2TBM掘进工序TBM（Tunnel Boring Machine）全称全断面隧道掘进机，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；TBM施工具有快速、高效、安全可靠、施工质量好等优点、且集机械、电子、液压、激光、控制等技术为一体、实现了高度机械化和自动化，作为当前最先进的大型地下隧道开挖衬砌成套设备，得到了广泛的应用。
2.1TBM掘进原理重庆轨道交通六号线首次在国内城市地下空间施工中运用TBM，为以后同类施工提供了丰富的经验。
六号线所用TBM为罗宾斯公司与中铁隧道机械制造公司联合生产的φ6.36m敞开式硬岩掘进机，设备全长165米（带道岔195米），设备总重约850吨，最小转弯半径300米。
掘进时，在四根推进缸的推力下，安装在刀盘上的40把盘形滚刀紧压岩面，随着刀盘的旋转，盘形滚刀绕刀盘中轴公转的同时绕自身轴线自传，在刀盘强大的推力、扭矩作用下，滚刀在掌子面固定的同心圆切缝上滚动，当推力超过岩石的抗压强度时，盘形滚刀贯入岩石，掌子面被盘形滚刀挤压碎裂而形成多道同心圆沟槽，随着沟槽深度的增加，岩体表面裂纹加深扩大，当超过岩石的剪切强度和拉伸强度时，相邻同心圆沟槽间的岩石成片剥落。
在掘进时，撑靴把TBM主机牢固的锁定在开挖洞的洞壁上，承受刀盘扭矩和推进的推力，推进缸以撑靴为支点把推力施加给刀盘，推动刀盘破岩推进。
碎裂在隧道底部的岩渣被随刀盘旋转的均匀布在刀盘上的铲斗、挂渣板收集在主梁内的1号皮带机上，通过1号皮带转至桥架皮带机（2号皮带机）、后配套转渣皮带机（3号皮带机）直至矿车内部运送出洞，在掘进施工过程中进行钢拱架拼装、锚杆施工、喷浆支护，从而保证快速掘进降低施工风险。
2.2TBM操作在准备操作机器之前，主司机要按步骤彻底检查机器：（1）检查确保所有人都离开刀盘、皮带机和机器所有的移动部分。
（2）确认在开始掘进前没有部件或系统正在维修。
（3）确保润滑和液压油位满足要求，如有需要，在开始掘进前添加。
（4）确认所有泵的进口阀全部打开。
（5）确认在电气柜和照明面板上的断路器全部合上。
（6）确保所有液压控制开关处于中位。
（7）确认水路连接完好，阀门处于打开状态。
启动TBM步骤：（1）插入钥匙到控制台电源开关，开启。
（2）按复位启动控制点，确认各种仪表工作正常：液压和润滑功能仪表显示没有压力，电气系统仪表显示为零，水压表显示水系统压力。
如果刀盘电流和主推进没有显示为零，转动前面板的调节螺栓直到仪表指针归零。
（3）在掘进页面点亮除尘器按钮、点亮液压/润滑组启动按钮、按下启动控制按钮，流量指示器小齿轮和轴承变绿，密封润滑流量循环指示器开始闪烁，间隔0.5秒。
点亮报警喇叭按钮，按下控制按钮，大概响10秒警告人员皮带机将启动。
松开控制按钮停止喇叭报警。
（4）点亮传输皮带机，桥架皮带机和转渣皮带机的按钮，依次按钮这些皮带机的控制按钮。
开启刀盘自动喷水，确认刀盘喷水按钮准备就绪，点亮按钮，按下自动喷水控制按钮（也可用手动控制刀盘喷水或者不开）。
（5）点亮刀盘旋转按钮（先调整至合适的刀盘转速），按下控制按钮。
另外刀盘电机桥接按钮会显示变频器是处于故障，在线或者桥接状态。
（6）通过导向系统检查机器的滚动和位置，如有必要，调整机器的位置。
（7）开始掘进。
TBM掘进模式：（1）在掘进循环中，主司机要连续的调整和监控各种功能，控制和指示器。
此外，主司机还必须决定应用于刀盘适合的推力（2）推进速度，刀盘的推进速度由推进压力和推进泵的输出决定。
在大多数地质条件下，限制因素是主驱动电机电流负载。
电流负载直接与转动刀盘所需的扭矩相关。
在开始推进时顺时针旋转速度开关，逐渐增大推进压力，同事观察主电机电流，在机器没有太大震动的情况下，推进压力可以设定到一个适合的值，要使电机逐渐加载但不超过最高限。
同时要考虑到刀具的负载能力。
在推进过程中继续观察推进压力。
如果推进压力增加而泵输出没有改变，这说明岩石的硬度增加了。
这时需要增大推进压力（如果可能），或者减小泵的流量。
如果推进压力减小而泵输出没有改变，则是遇到了软地层。
这时应当增加泵的输出或者减小推进压力。
要一直追求机器最佳性能，而又不要超出主驱动电机和刀具的极限。
（3）换步循环，一旦推进油缸已经延伸到极限，机器必须停止进行撑靴换步。
如果需要倒退机器检查刀具情况，则需要在换步之前进行。
刀盘要旋转，顶护盾放松，通过收回推进油缸来实现机器倒退。
不要使用推进复位来实现此功能，这可能造成刀具损坏。
换步步骤：①检查机器水平，标记PPS系统位置。
转动推进控制按钮从延伸到回缩直到推进压力降到零，然后把按钮转到中位。
②使刀盘继续旋转几圈，以便清理刀盘渣道的残渣，点亮刀盘旋转指示器模块，按下停止控制按钮。
③确保主机皮带机渣已清空，然后点亮主机皮带机，桥架皮带机和传输皮带机指示器面板，按下停止控制按钮。
④设定后支撑控制按钮到延伸，直到后支撑撑靴撑到隧道底部，机器后部开始上升。
然后使后支撑控制返回中位，主司机应当注意垂直导向油缸压力表压力的减小，其表明重量从撑靴转移到后支撑。
⑤设定撑靴控制按钮（高压）到回收位置，直到撑靴压力减小到124 Bar (1800 PSI)或更低，然后转动控制按钮到中位。
设定撑靴复位控制按钮（低压）到回缩，使撑靴脱离洞壁，然后转动控制按钮到中位。
⑥设定推进复位控制按钮到回缩位置，使推进油缸完全收回，然后转动控制按钮到中位，检查垂直导向油缸是否处于半个行程位置，如果不是，通过垂直导向控制进行调整。
⑦设定撑靴复位控制按钮（低压）到延伸位置，直到撑靴接触到洞壁。
然后转动控制按钮到中位。
如需要，使用边导向控制确保两个撑靴同时接触洞壁。
设定撑靴控制按钮（高压）到延伸位置，直到撑靴压力升至稳定后，撑靴压力警报灯由红色变为绿色（互锁页面显示）。
⑧设定两边垂直导向控制按钮到向下位置，给垂直导向油缸加压。
设定后支撑控制按钮到回缩位置，使后支撑撑靴脱离隧道底部，确保机器水平，机器姿态没有改变，开始新的掘进。
2.3掘进步骤：TBM掘进时,水平撑靴撑紧在洞壁上为掘进机提供掘进反力，刀盘在主推进油缸的推力作用下向前推进，后配套台车停在隧道中，刀盘破岩切削下来的岩碴随着刀盘铲斗和刮板转动从底部到顶部然后沿溜碴槽到达刀盘顶部后进入刀盘中心的皮带输送机上，主机皮带机和后配套皮带机将岩碴转运到矿车或正洞连续皮带机上。
在TBM掘进的同时，进行初期支护和相关配套作业。
当刀盘向前掘进1.5m时，完成一个循环的掘进。
掘进步骤如下：（1）、撑紧撑靴，收起后支撑撑紧撑靴，收起后支撑见图1撑紧撑靴收起后支撑。
（2）刀盘旋转，开始掘进推进刀盘旋转，开始掘进推进见图2刀盘旋转，开始掘进推进。
（3）掘进行程完成后，进行换步，放下后支撑，掘进行程完成后，进行换步，放下后支撑见图3掘进行程完成下后支撑换步。
（4）收回水平撑靴，前移撑靴，再撑紧水平撑靴，进行下一掘进循环收回水平撑靴，前移撑靴，再撑紧水平撑靴，进行下一掘进循环见图4收回水平撑靴，前移撑靴，再撑紧撑靴。
在TBM掘进过程中，要根据地质预报及现场对围岩的观察，确定掘进模式和掘进参数调整范围，适时调整掘进推力、撑靴压力、刀盘转速和循环进尺，在尽量保护设备的前提下实现快速掘进。
在掘进过程中，操作司机应根据隧道测量导向系统显示的掘进偏差适当的进行方向调整。
2.4掘进参数统计：六号线项目出露的地层由上而下依次为第四系全新统填土层（Q4ml）、残坡积粉质粘土（Q4el+dl）及侏罗系中统沙溪庙组（J2S）层积岩层。
隧道岩性主要为泥质砂岩、砂质泥岩、砂岩。
该区段泥质砂岩、砂质泥岩岩石饱和抗压强度12.6～17.2MPa，砂岩饱和抗压强度29.9～36.7MPa，围岩级别Ⅳ级。
TBM由五里店车站开始掘进经红土地车站、黄泥磅车站、红旗河沟车站、花卉园车站、大龙山车站、冉家坝车站、至光电园。
现以右线为例统计各区间掘进参数均值如下：3机器设计缺陷探讨通过对重庆轨道交通六号线TBM试验段项目两年多的掘进施工的了解，个人认为掘进施工采用的罗宾斯敞开式硬岩掘进机存在不合理部分，现列举如下：（1）主机部分1）刀盘喷水重庆TBM刀盘直径6.36m，布置7个喷水口，在掘进约两公里后明显感觉洞内灰尘增大，由于灰尘覆盖导致电气系统故障率增大，液压系统温度升高，经检查发现刀盘喷水口大部分已堵塞，个人认为，应增多喷水口，加大喷嘴直径，设置防堵塞装置。
