隧道连续皮带机出碴TBM同步衬砌施工技术
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12
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
运输外轨
另放轨道
难题一：
台车、工作台架轨道放于何处行走。如放在运输线路的外轨线上将影响运输； 如放在运输线轨道以外，将另放轨道，且台车、工作台架横梁下的空间应保证运13 输车辆通行。
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
难题二：
衬砌如何分部施工，使衬砌台车有施工的空间，并且所分布结构
铁路，在磨沟岭、桃花铺、中天山、西秦岭均
使用。
5
1.3 TBM同步衬砌的意义
TBM
国 外
TBM施工起步早，但基于围岩均为硬岩，稳定性较好，一般采
同
用先掘进，掘进完成后再进行衬砌施工，工期较长。
步
衬
砌
引进初期，与国外一样均采用先掘进后衬砌，如引水隧洞、秦
国 内
岭隧道，工期均较长。
TBM
同 步
辽宁大火房输水隧道（是皮带机出碴），对同步衬砌进行了初 步探讨。
难题七：
砼运输的组织。 TBM掘进时需要运输仰拱预制块、支护材料、钢轨、运出
废渣，混凝土也有大量的运输任务，如何在不影响前方TBM掘进运输的情况下
保证同步衬砌混凝土运输及泵送入模，是同步衬砌需要解决的难题。
19
4、同步衬砌总体施工方案
根据在TBM施工的秦岭隧道、磨沟岭隧道和中天山隧道中的 施工经验，衬砌台车走行轨利用仰拱预制块上的外轨，模板台 车下采用浮放道岔使原来双线运输道变换为单线运输道。该种 方式存在空间小、运输过台车困难。经过充分的研究，采用如 下方案：
9
2.3西秦岭隧道平面示意及标段划分图
1标段基本为右线，由中铁18局施工，2标段为左线，由中铁隧道局施工。
： 、
，
。
10
2.4西秦岭隧道TBM施工标准
隧道建筑限界采用《200km/h客货共线铁路双层集装箱运输建筑限界》
高7.86m，宽9.10m
11
时间
2010年7月 2010年8月 2010年9月 2010年10月
隧道掘进机。兰渝铁路西秦岭隧道使用的是全断面隧道硬 岩掘进机，出碴方式为连续皮带机出碴，即通过集中电机 驱动，使皮带在支架上连续运转，装于皮带上的隧道碎碴 运出洞外的方式。
❖ TBM同步衬砌指在TBM掘进后方，在不干扰前方TBM 施工的情况下，基本与TBM掘进速度相同进行砼作业。
3
1.2 TBM的应用发展
衬
砌
中天山隧道进行了TBM同步衬砌，但出碴方式为机车运输。
结论：连续皮带机出碴下TBM同步衬砌在国内外均无先例，TBM同步衬
砌不仅可以提高效率，缩短工期，还可以节约成本。
6
西秦岭 隧道同 步衬砌 的意义
解决工期问题：该工程为线路控制性工程，它的建成标 志着全线的建成。该隧道总工期61.5个月，准备及掘进需要 47个月。
2010年11月
2010年12月 2011年1月 2011年2月 2011年3月 2011年4月 2011年5月 平均月进尺
合计
目前TBM施工进展情况
西秦岭XQLS1标（右线）
TBM掘进
同步衬砌
19
258
341
96
西秦岭XQLS2标（左线）
TBM掘进（m）
同步衬砌（m）
194.3
358
465
99
602
衬砌台车及作业台架通过尺寸优化，采用不占用仰拱预制块上 运输轨道的方案，在边墙基础水沟底上另设走行轨道；台车及 作业台架下部净空满足双线机车通行要求；风管设在台车及作 业台架中上部的圆形托盘中滑行，不影响随时通风的需要。
隧道连续皮带机出碴TBM同步衬 砌施工技术
1
目录
❖ 1.前言 ❖ 2.工程概况 ❖ 3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问
题
❖ 4.同步衬砌的总体方案 ❖ 5.同步衬砌施工的关键技术 ❖ 6.同步衬砌工艺流程 ❖ 7.总结
2
1. 前言
1.1 TBM及同步衬砌简述 ❖ TBM全称为全断面隧道掘进机，分为硬岩和软岩全断面
16
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
难题五： 台车及工作台架行走的效率如何提高。在台车、工作台架平行
作业且间距不大于3米时，采用何种设备保证连续皮带机支撑。
17
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
难题六：衬砌布置。安排多少台车能保证速度，符合工期要求。
18
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
预防安全隐患：隧道穿越地质条件相对复杂，穿越高地 应力地层，时间久后易变形，及时进行同步衬砌可预防安全 隐患。
科技领先：在TBM施工领域内，创造出一种先进工法。
7
2.工程概况
2.1西秦岭隧道地理位置图
2.工程概况
西秦岭隧道位于甘肃省陇南市武都区境内
8
2.2西秦岭隧道地质情况示意图
进口段钻爆施工，属泥盆系千枚岩和砂质千枚岩，Ⅲ、Ⅳ级围岩为主；出口 段TBM施工，属下元古界砂质千枚岩和变质砂岩，Ⅲ级围岩为主；F6区域断层带 位于进口段，长约900m，其它个别断层合计约1400m，为Ⅴ级围岩。
1993年山西万家寨引黄入晋南线4、5、6、7号 洞使用5台直径4.88米的掘进机施工，后于 1994年7月引进当时最先进的全断面双护盾 TBM掘进机，直径6.125米。
1998秦岭隧道使用德国TB880-ETBM直径8.8 米，是铁路上第一次使用TBM。
内
进入二十一世纪TBM在中国应用广泛，尤其是
符合施工规范要求。
14
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
通风管
皮带机
电缆及通信线
衬砌台车需要穿越的部分
难题三：
台车及工作台架如何穿越连续皮带机，穿越时如何支托连
续皮带机、通风管、电缆及通信线，保证施工连续进行。
15
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
难题四：台车、台架结构安全性。
152
562
147
608
391
583
401
634
378 417 428 468 534 466.8 4668
456
408 330 385 368 458 338 3044
769
158 540 599 823 542.7 508.5 5594
512
354 391 438 553 493 377 3388
130多年前第一台岩石掘进机诞生。 国
上世纪五十年代迅速发展。 外
上世纪九十年代50.5KM英法海峡隧道的建成， TBM在国外已广泛应用，有些发达国家明确规 定3KM以上的隧道应使用TBM施工。
4
1985年，广西隆林天生桥隧道从罗宾斯引进二 手TBM直径10.8米，为中国第一台。 国
1991年甘肃引大入秦工程中，双护盾TBM直径 5.53米是第一次使用。
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
运输外轨
另放轨道
难题一：
台车、工作台架轨道放于何处行走。如放在运输线路的外轨线上将影响运输； 如放在运输线轨道以外，将另放轨道，且台车、工作台架横梁下的空间应保证运13 输车辆通行。
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
难题二：
衬砌如何分部施工，使衬砌台车有施工的空间，并且所分布结构
铁路，在磨沟岭、桃花铺、中天山、西秦岭均
使用。
5
1.3 TBM同步衬砌的意义
TBM
国 外
TBM施工起步早，但基于围岩均为硬岩，稳定性较好，一般采
同
用先掘进，掘进完成后再进行衬砌施工，工期较长。
步
衬
砌
引进初期，与国外一样均采用先掘进后衬砌，如引水隧洞、秦
国 内
岭隧道，工期均较长。
TBM
同 步
辽宁大火房输水隧道（是皮带机出碴），对同步衬砌进行了初 步探讨。
难题七：
砼运输的组织。 TBM掘进时需要运输仰拱预制块、支护材料、钢轨、运出
废渣，混凝土也有大量的运输任务，如何在不影响前方TBM掘进运输的情况下
保证同步衬砌混凝土运输及泵送入模，是同步衬砌需要解决的难题。
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4、同步衬砌总体施工方案
根据在TBM施工的秦岭隧道、磨沟岭隧道和中天山隧道中的 施工经验，衬砌台车走行轨利用仰拱预制块上的外轨，模板台 车下采用浮放道岔使原来双线运输道变换为单线运输道。该种 方式存在空间小、运输过台车困难。经过充分的研究，采用如 下方案：
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2.3西秦岭隧道平面示意及标段划分图
1标段基本为右线，由中铁18局施工，2标段为左线，由中铁隧道局施工。
： 、
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2.4西秦岭隧道TBM施工标准
隧道建筑限界采用《200km/h客货共线铁路双层集装箱运输建筑限界》
高7.86m，宽9.10m
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时间
2010年7月 2010年8月 2010年9月 2010年10月
隧道掘进机。兰渝铁路西秦岭隧道使用的是全断面隧道硬 岩掘进机，出碴方式为连续皮带机出碴，即通过集中电机 驱动，使皮带在支架上连续运转，装于皮带上的隧道碎碴 运出洞外的方式。
❖ TBM同步衬砌指在TBM掘进后方，在不干扰前方TBM 施工的情况下，基本与TBM掘进速度相同进行砼作业。
3
1.2 TBM的应用发展
衬
砌
中天山隧道进行了TBM同步衬砌，但出碴方式为机车运输。
结论：连续皮带机出碴下TBM同步衬砌在国内外均无先例，TBM同步衬
砌不仅可以提高效率，缩短工期，还可以节约成本。
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西秦岭 隧道同 步衬砌 的意义
解决工期问题：该工程为线路控制性工程，它的建成标 志着全线的建成。该隧道总工期61.5个月，准备及掘进需要 47个月。
2010年11月
2010年12月 2011年1月 2011年2月 2011年3月 2011年4月 2011年5月 平均月进尺
合计
目前TBM施工进展情况
西秦岭XQLS1标（右线）
TBM掘进
同步衬砌
19
258
341
96
西秦岭XQLS2标（左线）
TBM掘进（m）
同步衬砌（m）
194.3
358
465
99
602
衬砌台车及作业台架通过尺寸优化，采用不占用仰拱预制块上 运输轨道的方案，在边墙基础水沟底上另设走行轨道；台车及 作业台架下部净空满足双线机车通行要求；风管设在台车及作 业台架中上部的圆形托盘中滑行，不影响随时通风的需要。
隧道连续皮带机出碴TBM同步衬 砌施工技术
1
目录
❖ 1.前言 ❖ 2.工程概况 ❖ 3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问
题
❖ 4.同步衬砌的总体方案 ❖ 5.同步衬砌施工的关键技术 ❖ 6.同步衬砌工艺流程 ❖ 7.总结
2
1. 前言
1.1 TBM及同步衬砌简述 ❖ TBM全称为全断面隧道掘进机，分为硬岩和软岩全断面
16
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
难题五： 台车及工作台架行走的效率如何提高。在台车、工作台架平行
作业且间距不大于3米时，采用何种设备保证连续皮带机支撑。
17
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
难题六：衬砌布置。安排多少台车能保证速度，符合工期要求。
18
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
预防安全隐患：隧道穿越地质条件相对复杂，穿越高地 应力地层，时间久后易变形，及时进行同步衬砌可预防安全 隐患。
科技领先：在TBM施工领域内，创造出一种先进工法。
7
2.工程概况
2.1西秦岭隧道地理位置图
2.工程概况
西秦岭隧道位于甘肃省陇南市武都区境内
8
2.2西秦岭隧道地质情况示意图
进口段钻爆施工，属泥盆系千枚岩和砂质千枚岩，Ⅲ、Ⅳ级围岩为主；出口 段TBM施工，属下元古界砂质千枚岩和变质砂岩，Ⅲ级围岩为主；F6区域断层带 位于进口段，长约900m，其它个别断层合计约1400m，为Ⅴ级围岩。
1993年山西万家寨引黄入晋南线4、5、6、7号 洞使用5台直径4.88米的掘进机施工，后于 1994年7月引进当时最先进的全断面双护盾 TBM掘进机，直径6.125米。
1998秦岭隧道使用德国TB880-ETBM直径8.8 米，是铁路上第一次使用TBM。
内
进入二十一世纪TBM在中国应用广泛，尤其是
符合施工规范要求。
14
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
通风管
皮带机
电缆及通信线
衬砌台车需要穿越的部分
难题三：
台车及工作台架如何穿越连续皮带机，穿越时如何支托连
续皮带机、通风管、电缆及通信线，保证施工连续进行。
15
3.连续皮带机出碴TBM同步衬砌需要解决的问题
难题四：台车、台架结构安全性。
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378 417 428 468 534 466.8 4668
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158 540 599 823 542.7 508.5 5594
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354 391 438 553 493 377 3388
130多年前第一台岩石掘进机诞生。 国
上世纪五十年代迅速发展。 外
上世纪九十年代50.5KM英法海峡隧道的建成， TBM在国外已广泛应用，有些发达国家明确规 定3KM以上的隧道应使用TBM施工。
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1985年，广西隆林天生桥隧道从罗宾斯引进二 手TBM直径10.8米，为中国第一台。 国
1991年甘肃引大入秦工程中，双护盾TBM直径 5.53米是第一次使用。