TBM掘进施工方法

TBM掘进施工方法

1、掘进机破岩原理

在完整、密实、均一的岩石中，刀具的刀刃在巨大推力的作用下切入岩体，形成割痕。刀刃顶部的岩石在巨大压力下急剧压缩，随刀盘的回转和滚刀的滚动，分岩石首先破碎成粉状，积聚在刀刃顶部范围内形成粉核区。

刀刃切入岩石和刀刃的两侧劈入岩体，在岩石结合力最薄弱的位置产生多处微裂痕。随着滚刀切入岩石深度的加大，微裂纹逐渐扩展为显裂纹。当显裂纹和相邻刀具作用产生的显裂纹交汇或显裂纹发展到岩石表面时，就形成了岩石断裂体和一些碎裂体。岩石断裂体一般呈：

厚度：δ≤贯入度mm；宽度：a＝λ（刀间距）－b（刀刃宽度）；长度：L≤刀间距；裂纹角：α＝18°～30°见图1-1所示。

刀间距断裂体b切深δα粉核微裂纹显裂纹碎裂体L

图1-1 刀具破岩机理示意图

2、TBM掘进施工工艺特点

（1）施工速度快：掘进机可以实现连续掘进，同时完成掘进、出渣、初期

支护等作业，并一次成洞，掘进速度快、效率高；

（2）施工质量高：掘进机为机械破岩，避免了因爆破作业对围岩造成的扰动，洞壁完整光滑，超挖量小，减少了模筑混凝土衬砌工程量；

（3）综合经济效益好：在特长隧洞中施工速度快，施工工期短，大大提高经济效益和社会效益，运营后还可降低运行维护费用；

（4）安全文明施工：掘进机施工改善了工人的劳动条件，减轻了体力劳动量，避免了爆破施工造成的人员伤亡，事故大为减少；

（5）环保施工：减少特长隧洞的斜井等辅助设施，从而降低了环境破坏、尘埃及弃渣减少，施工环境较好；

（6）出渣能力强：TBM施工段采用连续皮带机出渣，可最大限度地保证TBM的高效率掘进；

（7）系统化程度高：整个TBM系统中的各个子系统都要同时运转，其中任何一个环节不协调或运转失灵，都将导致整个系统的运转失灵；

（8）初期支护速度快：开挖与初期支护同步进行，减少围岩的暴露时间，较好地实现了新奥法隧洞施工原理；

（9）导向精度高：TBM导向采用国际先进导向系统，可以实时监控；掘进方向可及时/随时调整，保证隧洞轴线在设计允许偏差范围内。

（10）信息智能化程度高：TBM主机监控系统可将TBM掘进施工过程中的机械运行参数和运行状况通过可视系统显示出来，对TBM的运行做到了实时监控；

（11）施工管理人员素质要求高：TBM是综合电气工程、机械工程、地质工程及隧洞施工等多学科的施工设备，这就要求施工管理人员具有较高的技能及

施工管理方面的综合知识，才能圆满完成施工任务。 3、掘进施工组织、人员配备 掘进施工组织机构见图1-2。

由于本标段掘进距离长，为便于作业人员上下班和交接班，TBM施工采取三班制，三班掘进一班整备，掘进工班每班工作12小时，整备工班工作6小时，每天上午8：00-14：00整备。各工班人员配备参见表1-1。

TBM经理 TBM专家组 TBM副经理 机电总工 掘进工班运输工班皮带工班刀具工班技术部整备工班保障工班 锚杆组喷混组 机械组仰拱组管线组液压组电气组 工班 掘进班

工种 班长 主司机 L1锚杆组 表1-1 TBM各工班人员配备表

人数 1×3 1×3 8×3 备注 负责掘进工班的所有工作 负责TBM操作 1名组长，2名操作手，2人安装锚杆，1人制浆，2人安装网片 图1-2 施工组织机构

L2锚杆组 喷砼 仰拱铺设 皮带、风筒、 管线延伸 机、液工程师 电气工程师 土木工程师 测量 小计 班长 机械组 整备班 液压组 电气组 小计 班长 跟班刀具检查 刀具班 刀具检查更换 刀具车间 小计 班长 皮带巡查 皮带班 皮带检查、维修 清理 6×3 6×3 8×3 1名组长，2名操作手，2人安装锚杆，1人制浆 1名组长，2名操作手，2人上料，1人打杂 1名组长，3人安装，4人清底 4×3 1名组长，2人安装皮带支架，1人负责风筒及管线 1×3 1×3 1×3 1×3 114 1 8 8 6 23 1 6 6 4 17 1 24 8 6 负责TBM机械及液压系统的巡查及维修 负责TBM电气系统的巡查及维修 负责工班地质、支护、质检工作 负责施工测量及导向系统检修 负责整备工班的所有工作 主机3人，锚杆、喷砼各2人，焊工1人，其它设备2人 主机液压、润滑3人、钻机、喷砼3人，注脂2人 主机4人，其余设备2人 全面负责刀具维修及更换 负责掘进过程中查刀、换刀，每班2人 整备期间查刀、换刀、刀盘检修 检修更换下来的刀具、组装新刀 全面负责皮带系统运行管理及维修工作 连续皮带机每班8人（共三班），每处驱动1人 TBM皮带2人，连续皮带6人

小计 班长 工人 班长 机车司机 保障班 跟车、扳道 材料装卸 车辆维修 小计 合计 39 1 5 1 12 9 12 3 43 236 负责TBM供电、供水、供风的全面保障工作 风、水、电系统的日常检查与维修 全面负责运输工班工作 考虑3个编组运输TBM施工材料,1列调车 每班考虑3人 每班4人 机车及运输车辆的检修 归综合保障队 4、TBM操作

TBM掘进过程是系统整体协调的过程，任何一个独立系统在掘进过程中出现故障，都可能导致掘进停止，施工停滞，因此掘进机各系统的正确操作就显得十分重要。

（1）主机操作 1）初步检查和调整

以下的检查和调整是在掘进机已经完成组装、调试，并完成试掘进超过始发洞的情况下进行的。在每班作业之前和每次停机（无论时间长短）后、再次启动之前都要按步骤进行。

确保润滑油和液压油的油位处于合适的位置，如有必要在启动前添加适量的油液。

确保所有泵的进口阀都已经打开。

检查所有电控柜和照明配电盘的断路器处于闭合状态。

确保所有的液压控制开关处于中间或中立位置，逆时针旋转推进压力调整器到尽头。

检查供水系统的连接，确认阀门都处于打开状态。 2）启动程序

按下列步骤启动刀盘。

把控制钥匙插入电源钥匙开关并转到接通的位置。

通过观察RESET模板并按下相应的控制按钮来接通控制电源。

检查仪表的正常状态：液压和润滑系统显示无压力；电气仪表读书为零；水压力表显示显示相应的压力。

关注SIRN指示模板并按下相应的控制按钮，让声音报警器持续响10秒左右，提醒作业人员刀盘即将启动。松开报警器按钮停止报警。

关注GRP START指示模板并按下相应的控制按钮，启动液压泵站电机并检查电机的运行情况（通过电机断路器和运转模板及电机的电流柱状图）。

确认后支撑油缸的位置正确，适合掘进所需的垂直方向上的角度。 切换GRIPPER RESET选择开关至EXTEND位置，使撑靴接触洞壁。松开开关（居中）。

切换GRIPPER HIGH PRESSURE选择开关至EXTEND位置，观察撑靴压力表，其读数应增加并稳定在设定高压值。

即刻将LEFT VERTICAL STEER和RIGHT VERTICAL STEER选择开关打到DOWN的位置

这样掘进机的重量就传递到了撑靴上。（后支撑的压力表读数将逐渐的减少表明重量传递到了撑靴上）

将REAR SUPPORT LEGS选择开关打到RETRACT位置直到后支撑靴离洞底板1-2英寸（25-50mm）。

将LEFT SIDE SUPPORT和RIGHT SIDE SUPPORT选择开关打到EXTEND位置直到侧支撑完全撑到洞壁上。确认两侧的伸长量相等。

将LEFT SIDE WEDGE和RIGHT SIDE WEDGE选择开关打到EXTEND位置，直到楔块楔紧到侧支撑。将开关置中。

即刻将LEFT SIDE SUPPORT和RIGHT SIDE SUPPORT选择开关打到RETRACT位置来锁定侧支撑。开关置中。

在围岩稳定地段，确保顶支撑回路中的针阀关闭。将ROOF SUPPORT选择开关打到EXTEND位置。

关注SIREN指示模板并按下START控制按钮几秒钟以提醒有关人员皮带机即将启动（留10-15秒让人员离开皮带机区域）。

关注MACHNIE CONVER指示模坍塌的隧洞中，将ROOF SUPPORT选择开关打到合适的位置。用先导控制的单向阀防止顶支撑下移。

关注COOL WATER指示模板并按下相应的控制按钮接通冷却水。 关注CHD WATER SPRAY指示模板并按下相应的控制按钮启动刀盘喷水（可选）。板并按下相应的控制按钮启动皮带机。

根据围岩状况设定需要的刀盘速度。

关注CHD MOTORS指示模板并按下相应的控制按钮启动刀盘电机。 观察电机的图示信息来检查电机的运行情况）。 使用定位装置检查机器位置。

如果需要，通过置垂直调向控制开关相反方向来转动机器的到水平位置。例

如：欲使机器顺时针转动，应同时置LEFT VERTICAL选择开关为UP和RIGHT VERTICAL选择开关为DOWN。

如果需要，升高或降低掘进机尾部达到要求轴线和坡度。 操作SIDE STEER选择开关至相应的方向来横向移动机器尾部。

调整PROPEL FLOW选择开关至相应的位置，可调整掘进机推进速度达到期望值。压力显示在推进压力表。

将PROPEL HIGH PRESSURE打到EXTEND的位置。

置PROPEL RESET选择开关为EXTEND位置，以得到所需要的推进压力。 3）掘进过程

在掘进过程中，司机必须连续监视和调整司机室内控制台的所有功能、控制和指示器。另外，主司机还必须通过有效控制来调节向刀盘施加的推进压力。

刀盘的掘进速度由推进压力和推进油泵的输出决定。在多数地质条件下的限制因素是主驱动电机的电流载荷。电机负载直接与刀盘的扭矩有关。

以下是对掘进机速度的控制方法：

设定推进流量控制开关，选择开关约为50%（推进压力表上的显示）。 顺时针旋转选择开关逐渐增加推进压力，同时注意观察主驱动电机的电流表。在机器震动不大的情况下，压力可设定在某一点（电机负载接近但为超过最大值），必须注意滚刀的负载。

在掘进过程中要始终注意观察流量表。如果转速增加而推进压力或泵的流量没有改变，表明岩石的硬度增加了。应增加推进压力或减少泵的流量。（在高压的情况下大量的油液通过溢流阀溢流，这会使液压系统的温度迅速上升，要避免这种情况的发生）。

如果流量表停止转动，而油泵的输出量没有变化，表明遇到了较软的地层。油泵的输出应增加，或推进压力应减小允许部分油液从调整阀溢流。始终应力让机器发挥最佳的性能，同时避免主驱动电机和滚刀超载。

4）换步过程

一旦推进油缸伸展到行程的尽头，掘进机就必须停下来换步（让鞍架重新定位）。

确认机器处于水平位置，注意观察机器导向系统显示的机器姿态。 让刀盘继续旋转几圈，以清除刀盘和溜渣槽上的石渣。 观察主电机指示模板，并即刻按下STOP控制按钮。

确认主机皮带机上的石渣已清除，然后观察TBM皮带机指示模板。按下STOP控制按钮停止一号皮带机。

置后支腿选择开关到EXTEND位置，直到后支撑接触到底板并且机器的尾部开始抬升，将此开关置中。

置撑靴高压选择开关置到RETRACT位置，直到撑靴压力降到设备规程范围，将开关置中。

转动撑靴回收选择开关到RETRACT位置，使撑靴脱离洞壁3-4英寸。 置推进回收选择开关到RETRACT位置，使推进油缸完全缩回。

置撑靴油缸低压选择开关EXTEND位置，直到撑靴接触到洞壁。将开关置中。

置撑靴油缸高压选择开关到EXTEND位置，使回路压力增加到掘进允许范围。

同时将两个垂直调向选择开关置于DOWN的位置，使扭矩油缸端盖一侧增

压。

置后支腿选择开关到RETRACT位置，直到后支撑靴脱离底板并有足够的距离，以确保在下一个掘进循环的移动过程中不会遇到障碍。

观察SIREN指示模板并按下控制按钮数秒，以提醒所有人员将要启动皮带机。

启动后配套皮带机并确认其运行正常。 启动主机皮带机并确认其运行正常。

再按响警报器数秒，以提醒所有人员刀盘即将启动。

关注主电机指示模板并即刻按下START控制按钮来启动刀盘。 确认机器处于水平，根据机器导向系统确定机器姿态。并进行微调。 继续正常的掘进循环。 5）停机程序

以下为常规和紧急停机程序。 常规停机：

置推进高压选择开关到RETRACT位置足够时间使压力降为0，将开关置中； 让刀盘继续旋转几圈，以清除刀盘和溜渣槽上的石渣；

等皮带机清空后，观注TBM皮带机指示模板。按下STOP控制按钮停止皮带机；

伸出后支撑直到接触底板，掘进机尾部开始抬升。将开关置中； 停止刀盘喷水；

一切就绪后，其它选择开关置中；

确认主驱动电机惯性运动停止后，置动力ON/OFF钥匙开关OFF。

紧急停机：TBM上所有的急停开关都是串联的，因此按任何急停开关都可以停止掘进机的所有运转。

6）TBM掘进调向

正确的调向是掘进机运行最重要的因素之一。正确的调向可以最大限度的减少滚刀由于轴承或刀圈的损坏而失效。过度的调向会导致超载和刀盘、机头架、铲斗唇片和耐磨栅的损坏。

掘进机对中的方向控制：在直线掘进时，掘进机的垂直中心线必须和隧洞中心线保持一致。当刀圈是新的时，存在超挖。因此，为了保持设计坡度，机器的水平中心线要稍微高一些以补偿超挖。随着边刀的磨损，补偿就相应减少。

主司机必须始终注意相对与隧洞中心线的位置并做出必要的调整。在刀盘转动而掘进机为掘进或掘进时，都需要在水平和垂直方向上做小幅的调整。

垂直方向调整方式：垂直平面内的调整通过机器的扭矩油缸来控制。无论向上还是向下，都必须两个同时操作。

水平方向调整：水平平面内的调整通过机器水平调向开关来控制。 撑靴定位：在掘进过程中，有时为了对准隧洞水平中心线，已经撑紧洞壁的撑靴有必要重新定位。该操作需要停止刀盘旋转。

缩回撑靴前，机器的重量必须由后支承支撑。用扭矩油缸来定位到要求的位置。

转角调整：撑靴支撑到洞壁，后支撑抬起后，才能进行进行掘进机偏转角的调整。掘进机偏转的角度通过操作扭矩油缸控制开关向相反方向上的控制来进行的。

正确调向：正确调向可以定义为保持机器的轴线和坡度并且在洞壁上无明显

的起伏。如果调向得当洞壁上不会产生凹凸不平。如果发现洞壁有明显的凹凸不平，说明调向过度，应采取措施以避免再次发生类似情况。

正确调向还依赖于侧支撑的正确使用。侧支撑使用不当，也会导致刀圈过度磨损和滚刀早期损坏、铲斗唇片磨损以及不允许的轴线和坡度上的误差。

通过联合使用垂直支撑、顶支撑和侧支撑，可以在掘进机作业过程中稳定机器的前部。侧支撑也为水平调向提供支点并可补偿边刀的磨损。

除了掘进曲线段外，侧支撑应等量伸出并且与理论上的洞径相符，以保证掘进机中心线与隧洞中心线重合。如果一侧支撑与另一侧支撑伸出量不等，实际的边刀路径就会出现偏差。

如果两侧支撑都缩回而未接触洞壁，掘进机失去稳定。这将导致机器头部发生震动、刀圈磨损加快、滚刀过载，同时导致水平调向失去支点。

侧支撑由指示器显示其正常的工作位置。当边刀是新的时，侧支撑应在“0”位置，正常情况应保持在这个位置即使边刀发生了磨损。侧支撑维持在0位，随着边刀的磨损，掘进机有着向上的趋势。为了进行补偿，应升高机器的尾部。如果侧支撑影响掘进作业，就必须将其缩回合适尺寸。随着滚刀的进一步磨损，还应继续缩回。侧支撑应小幅度两侧等量缩回。

（2）锚杆钻机操作 1）开动前检查

开钻前检查钻机泵站油位。

确保齿圈、推进梁总成已冲洗干净，推进伸缩装置润滑，检查钻杆、钻头是否良好，牵引钢丝绳是否太松或者紧，检查钻机所有执行机构动作的正确性。

检查钻机与岩石、平台、钢拱架安装机构是否会干涉，避免行走时和它物碰

撞。

空运转1-2min，确保各管路、接头等有无漏油、漏水等现象，待一切正常后方可开始钻孔。

2）钻孔作业

行走前，应查看场地周围，确保钻机运行时，在钻臂的工作范围内无人及障碍物，切不可误触操作按钮。

调整好钻机与待钻部位的位置，行走时要平稳，避免紧急操作发生意外事故，操作时要特别慎重。

装上钻杆后，把大臂和导轨对准钻孔位置，调整钻孔角度，使大臂尽量垂直岩面，匀速驱动推进按钮，使钻杆或锚杆向前推进，接近钻孔位置，打开钻机水系统，操纵旋转手柄，使钻杆正向旋转。

开孔时使用低转速，孔开好后，调整钻杆顺直，将大臂顶紧岩面，尽量避免和减少空冲击，进行正常的钻孔作业，达到设计深度时停止钻进，边旋转边冲洗孔内残渣至少两遍，退出钻杆，大臂回缩，准备下一孔位施工。

操作时时刻注意冲洗水情况，应及时发现避免钻杆堵塞。发生堵塞一般情况下打开冲击，反复几次，如果仍不能疏通，务必更换新钻杆，堵塞的钻杆用专用工具疏通备用。

在地质破碎或者上部有空腔容易卡钻的情况下，钻进速度可适当放慢，经常清孔，防止卡钻；一旦卡钻，可打开冲击，边冲击边退钻杆，并打开旋转，个别情况可用大臂少量回缩，边回缩边冲击旋转；无法退出钻杆的情况只有割断钻杆，切不可盲目动作，损坏钻机。

钻孔过程中注意钻机的安全，如围岩有可能砸坏钻机时，应停止钻孔，将钻

机移至安全区域，处理完危险时方可继续钻孔施工。

钻孔完毕后，放好遥控器，保持其干净，避免碰坏和淋湿。

钻机在任何情况下都要注意保持清洁，当钻机钻孔、注浆完成后，要立刻用清水冲洗干净推进器总成、齿圈、齿圈行走轨道及平台。

喷锚和处理围岩时候要保护好钻机，做适当的覆盖，避免渣石砸在钻机上，混凝土凝固在钻机上。

使用完钻机后要确保钻机停放在安全的位置，尽量让钻机远离危险岩壁。 钻机不用时关闭钻机泵站。 3）钻头及钻杆的拆卸

如需更换钻头时，退出钻杆打开冲击5~10s，使钻头自动松脱。如遇到钻头不好拆卸时，可适当用割枪加热钻头，用锤敲击钻头，即可取下，特殊情况下可在取下钻杆后用割枪或者砂轮机处理钻头即可；为了便于钻头的拆卸，可在安装前涂抹少量黄油。

钻杆拆卸时打开冲击5~10s，钻杆会自动松动，反转钻机，人工取下钻杆，钎尾处安装前涂抹少量黄油便于拆卸。

4）其它注意事项

确保在钻孔过程中发现的故障在进行下一次钻孔前已经被排除。 向维修人员报告任何一个故障，拧紧所有有渗漏的软管和接头。

每一工作台班后，用水清洗钻机，特别是推进梁和钻臂的前部，润滑推进梁延伸部分的滑动面。

钻机移动时，不可让软管绊绕。

当钻机马达过热时，立即停止运转，待水温降低后再加注冷却水。

关上电源开关后，方可检查钻机系统。

在软管破裂、意外或紧急情况下，应通过按下控制或操作盘上的一个红色按钮立即停止电机和液压泵的工作。

运转中，因导管、软管、液压部件等损伤引起漏油时，应立即停止。 经常检查电缆是否有破损，或被物体挂住、卡死以及长度是否足够等。 对钻机系统做检修前，确保液压、水和空气系统已卸压，电气系统也已关闭。 严禁在钻机运行时进行维修。 （3）钢拱架安装器操作 1）工作前注意事项

检查钢拱架输送器油箱油位，检查遥控器各种动作是否能正确执行。 检查拱架安装器轨道是否清洁，各项指示灯是否正常，试运行各动作是否正常。

确保安装区域危石已清理，操作区域安全。 2）钢拱架安装操作程序

拱架首段由底部开始拼装，利用螺栓将拱架和驱动环连接牢固，然后旋转驱动环带动所连接的拱架顺时针转动，直到第一段拱架离开就位器送到的区域，为第二段做好准备。

将第二段拱架送到拱架安装器上，一旦拱架就位，转动驱动环使第一段拱架接近第二段拱架，将两段拱架的螺栓孔对齐，拱架之间安装连接螺栓，但不要拧紧，当整榀拱架都撑开后再拧紧螺栓。

重复上述步骤，直到整榀拱架都到位并使用螺栓连接在一起，但不拧紧螺栓。 利用拱架安装器将拱架取出，前后移动拱架安装器使拱架到安装位置。

同时伸出4个撑紧油缸，直到各段拱架都接触到洞壁，确保拱架与洞壁垂直。 在断开处安装拱架张紧器，将拱架进一步张紧，使拱架与岩面充分接触，然后安装两块连接钢板，用螺栓拧紧到设定值，焊接连接板与拱架，使连接牢固。

拧紧连接各段拱架的所有螺栓。 松开所有的撑紧油缸。 重复本流程安装下一榀拱架。 3）注意事项

安装过程中注意操作手与安装人员之间的配合与协调。

注意拱架安装器的保护，不使用的情况下必须停在延伸护盾的保护之下，防止被岩石砸坏。

超前喷射混凝土时必须将拱架安装器扩张臂、夹紧油缸、夹紧轮等做好防护，保持轨道清洁。

（4）喷射混凝土泵操作 1）启动前检查项目

输送管：检查与送料装置的完好连接。

检查压缩空气、控制箱开关、主电源、应急开关、水箱水位、液压油位、指示仪表。

2）启动

接通电源，输入速凝剂掺加比例，排出速凝剂泵空气。

将输出流量调节器设定在零位，按下功能键主电机驱动变绿，按下功能键向前泵送控制灯亮，流量调节器开到最大，由此平稳的调节流量。

3）泵送操作

若超过最大系统压力，机器会自动逆向泵送并停机，泵送阻塞时用短暂的逆向泵送（1~2冲程）来释放输送管中的压力，当油温达到70℃以上时，泵会自动停止，在显示器上出现提示，为保证送料缸体不因混凝土硬化而损坏，由（清洗/规约）键动作能连续输送10min时间，保证料斗排空并能粗略洗净，在清洗后找出油温过热原因并予以排除。

4）注意事项

料斗网板必须清洁且无障碍物。

料斗装料切勿过满，只能正好装至网板水平线之下。

振捣器用于帮助物料穿过筛网，料斗装满时不得持续振动，不需要振动时，不得开启振捣器。

无冷却水时切勿开启混凝土泵。 液压油箱必须装满油。

在第一次装料时，将水泥浆直接加入变径管，将软管润滑。

打开风压，开启速凝剂泵，使整个速凝剂管路充满速凝剂，在速凝剂到达喷嘴之前不得开始泵送混凝土。

检查计量泵速凝剂掺量是否正确。

在向速凝剂管泵送速凝剂时，关闭排气阀，并检查速凝剂管中的压力是否上升，速凝剂管中的压力必须要比风压大，然后把排气阀打开。

开始时以较低的输出量泵送喷射混凝土，观察泵压的增加，然后慢慢提高至所需的喷射量。

泵送时切勿将水倒入料斗来泵送已干稠的混凝土，在开始喷射前务必在搅拌车内搅拌均匀。

遇到阻塞时不得强行泵送，超过三次以上的强行泵送，如管压不变的话，只能造成混凝土出现离析现象。

泵反向泵送不得超过三次，否则会导致混凝土离析增加含气量。

绝不要在压力状态下打开料管的卡扣，由于突然释放产生强大的作用力会料管在无控制的情况下猛烈摆动而造成伤害。

谨防速凝剂喷出伤人。 （5）注浆泵操作 1）启动前准备

机器须放置在洁净、平整处。

检查电源、水源、机器安全装置、压力表是否正常，检查注浆管路是否通畅。 输送管道应有牢固的支撑，尽量减少弯管，各接头连接牢固，管道上不得加压或悬挂重物。

作业前，检查泵送方向是否正确，传动部分、工作装置及料斗滤网齐全可靠，方可进行作业。

作业前，应先用泵将水泥浆送入管道进行润滑。 2）工作流程 连接电源。 确定旋转方向。 按下绿色按键启动机器。 通过手动轮调节其排量。

灰浆泵须连续运转，在短时间内不用灰浆时，可打开回浆阀使灰浆在泵体内循环运行，如停机时间较长，应每隔3～5min泵送一次，使灰浆在管道和泵体

内流动，以防凝结而阻塞，若机器超过10min不作业，应将螺杆转速调至最低。

待机器泵送平稳后再通过手动轮调节螺杆转速，马达未启动时请勿调整转速。 3）注意事项

工作中，经常注意压力表指示，如超过规定压力应立即查明原因排除故障。 应注意检查球阀、阀座或挤压管的磨损，如发现漏浆应停机检查修复或更换后，方可继续作业。

故障停机时，应打开泄浆阀使压力下降，然后排除故障。灰浆泵压力未降到零时，不得拆卸空气室、压力安全阀和管道。

作业后，应对注浆泵进行全面清洗和作好场地清洁工作，并拆洗过载安全阀橡胶球后，变换其安装位置，以保持均匀磨损。

（6）混凝土喷射机械手操作规程 1）起动前安全注意事项

全面检查润滑油、冷却水，不够应加足。供电电缆应有足够的活动余量。

检查液压油箱油位，不足应添加同类液压油至规定的油位。液压油管和接头处漏油应及时处理。

检查所有装置应完好，特别是焊接处应无裂纹，各连接螺栓应紧固，否则，应进行处理。

检查喷锚台车大臂运行轨道是否清洁，管路位置是否合理。

检查喷锚小车轨道是否清洁，各种线路位置是否合理，是否有缠绕及弯折。 2）喷锚台车大臂运行及机械手运转中注意事项

检查起动开关是否能自动复位，如不能自动复位，应使用手动回位，以免烧毁电动机。

起动后应严格执行操作规程，让油泵空转几分钟提高液压油的温度。开机后严禁擅离岗位。

试验各运动件，检查其工作是否正常，随时观测仪表板上的指示压力、油温、电压等，发现异常立刻停机检查。

机械手运转受到电缆的限制，转动机械手时转动角度不能大于一周。 检查大车运行过程中行走是否顺畅，有无倾斜，如有倾斜，及时纠正 3）作业后安全注意事项

工作完成后，应立即彻底清洗机械的各个部分，对于混凝土凝固的部分可用刮刀清除，保证各部分无残存混凝土。

对机械进行保养，各连接点和润滑点加注润滑脂，结各运动部分涂油防锈，并清洁滤清器。 5、TBM掘进

在各系统的正确操作基础上，进行TBM的掘进和相应的支护工作。 （1）TBM在掘进施工过程中，需根据工程地质图纸、石渣情况、上一循环掘进参数、邻近超前隧洞的地质情况等，对掌子面围岩状态作出准确判断，据此选择相应的掘进模式及掘进参数。如有必要，可采用超前地质探测，进一步确定前方围岩状态。

（2）选择掘进参数。根据判定的掌子面的围岩状态，选择推力、撑靴压力、刀盘转速等掘进参数。掘进过程中结合实际掘进参数的变化判断围岩的变化，适时适当调整，同时结合我集团使用TBM的施工经验使掘进参数与围岩状况的最佳匹配。

（3）顺序启动洞内连续皮带机、皮带连接桥皮带机、主机皮带机，并确定

其运转正常；顺序启动刀盘变频驱动电机；启动主轴承的油润滑系统、各个相对移动部位的润滑系统。启动掘进机各个部位的声电报警系统，提示进入工作状态。

（4）空载启动刀盘，启动除尘风机，水平支撑撑紧，收起后支撑。 （5）慢速推进刀盘靠紧掌子面，确定刀盘已经靠紧掌子面后选择合适的推进速度、刀盘转数进行掘进作业。在刀盘和岩石表面接触之前启动刀盘喷水系统对岩石喷水。

（6）操作人员在控制室时刻监控TBM掘进时各种参数的变化、石渣状态等。掘进时根据TBM的设备掘进参数和预计的前方围岩的情况选择适当的掘进参数，包括刀盘转速、推进力、变频电机频率、推进速度、皮带机转速等。并根据围岩的状况变化及时的进行调整。专职安全员进行各设备的运行检查，保证设备运行安全。

（7）换步、调向。掘进行程完成之后，停止推进并将刀盘后退约3～5cm、停止刀盘旋转，伸出后支撑撑紧洞壁，收回水平撑靴油缸使支撑靴板离开洞壁，收缩推进油缸将水平支撑向前移动一个行程。撑靴再次撑紧洞壁，利用连接桥和后配套连接油缸拖拉后配套到位，进行换步，重复掘进准备工作，开始下一掘进行程。

本标段采用的TBM调向过程可以在换步完成后利用水平撑靴支撑洞壁进行调整，也可以在掘进过程中进行微小的调整。

TBM主司机应该在换步过程中，根据测量导向系统所显示的上一循环结束时TBM的方位，本掘进循环调向参考值调整TBM的姿态，确保掘进方向控制在允许的范围之内。如有必要，可以适时在掘进施工过程中进行调整。

掘进机施工流程如图5-1。

超前地质预报 是 不良地质地段超前处理 是否实施 超前处理措施 否 仰拱铺设 连续皮带机出渣 （隧洞底部清渣） 掘进 初期支护 换步、调向 超出超前预报范围 超前预报范围内 进入下一掘进循环 图5-1 掘进施工流程图

6、掘进参数的控制

操作人员熟练掌握掘进机换步调向技术，对调向工作以超前预判、提前实施调向的原则进行。必须根据技术要求严格控制调向幅度，避免对刀盘边缘的刀具和出渣机构产生大的冲击，造成刀具和出渣机构的损伤。

掘进过程中时刻注意刀盘推力状态，了解出渣情况，综合实际情况正确选择

掘进模式、掘进速度等掘进参数，并在掘进过程中随时调向，完全掌握对掘进方向的控制，将掘进方向控制在水平和竖向分别为设计轴线的±100mm；±50mm之内。

7、不同地质条件下掘进参数的选择

坚持以超前地质预报成果指导TBM掘进施工，根据围岩情况及时调整。 （1）Ⅱ类围岩稳定好，不做初期支护，岩石强度相对较高，TBM破岩效率

相对较高，可实现快速掘进。

（2）Ⅲ类围岩局部稳定性差，掘进后需要及时做好初期支护；稳定性较好的洞段，通常不会出现坍塌等状况，并且岩石强度不大，TBM破岩效率高，可以实现快速掘进。围岩稳定洞段保进度、局部稳定性差的围岩洞段，加强初期支护。

（3）Ⅳ类围岩不稳定，自稳时间较短，不及时支护随时可能发生规模较大的变形和破坏。重点是加强超前地质预报和地质观测判断，配合地质探测，并准备足够的钢拱架、锚杆，及时喷射混凝土进行初期支护，保证TBM顺利通过不良地质地段。有发生坍塌、软岩变形、突涌水的风险，需做好方案、物资、人员准备工作。根据围岩变化及时调整掘进参数，控制掘进速度，以利及时支护。

（4）Ⅴ类围岩极不稳定，本标段中的Ⅴ类围岩全部处于断层破碎带，且是突涌水多发洞段，工作重点是加强地质预报，及时科学支护，确保人员设备安全及工程质量的前提下，争取合理的施工进度。 8、初期支护

本标段的TBM初期支护主要包括钢筋网、锚杆、钢拱架、喷射混凝土，根据不同地质情况，采用不同方式的支护。

8.1 锚杆支护

（1）钻孔：采用TBM自身钻机钻孔，钻孔深度比锚杆杆体有效长度大50-100mm。锚杆孔开孔前做好量测工作，按设计要求布孔并做好标记；锚杆孔的方向尽量满足施工图纸的要求。

砂浆锚杆：

（2）注浆：操作人员根据图纸要求进行注浆，填装饱满。

（3）安装锚杆：用人工配合钻机大臂进行锚杆的安装，杆体安装完毕，安装垫板和螺母。

水涨锚杆：

（2）安装锚杆，注水加压达到设定压力，安装完成。 中空锚杆：

（2）安装锚杆：用人工配合钻机大臂进行锚杆的安装，杆体安装完毕，安装垫板和螺母。

（3）注浆：根据设计要求向杆体内注浆。 中空预应力锚杆：

（2）安装锚杆：用人工配合钻机大臂进行锚杆的安装，杆体安装完毕，安装垫板和螺母，利用扭矩扳手按照设计施加预应力。

（3）注浆：根据设计要求向杆体内注浆。 8.2 钢筋网

钢筋网使用前必须清除锈蚀。钢筋网在施作钢拱架、锚杆的同时铺设，与钢拱架、锚杆焊接牢固，在喷射砼时钢筋网不得晃动。

人工安装钢筋网，利用锚杆固定将其在岩面，部分网片根据需要采用手持冲击钻打孔φ8mm钢筋铆钉锚固。

8.3 钢拱架

钢拱架自洞外通过平板车运至TBM主机下部后，通过底部材料吊机倒运至拱架安装器处，利用拱架安装器将拱架安装到位。拱架安装完毕后，按照设计施作锁脚锚杆和连接筋。

8.4 喷射混凝土

喷锚采用湿喷工艺，工艺流如图8-1所示。

洞外混凝土生产 混凝土运输 混凝土泵 压缩空气 高压风 喷混机械手 速凝剂 喷混 外加剂储存罐 外加剂计量泵 图8-1 混凝土湿喷工艺图

工艺要点：

（1）施工准备。喷射前用水或风冲洗受喷面，设置标志或利用锚杆外露长度以掌握喷砼层厚度。检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运行，保证密封性能良好，输料连续，均匀。空压机性能应满足喷射机工作风压和耗风量的要求。高压风进入喷射机，必须进行油水分离，以免影响砼质量。

（2）严格按使用说明书操作喷射机。开始时先给风，再开机，后送料，结束时待料喷完，先停机，后关风。

（3）开始时先给速凝剂，再给料，结束时先停料，后停速凝剂。根据料速的大小和回弹量的多少，适当调节风压，速凝剂溶液在喷咀处的压力稍大于风压。

（4）喷头垂直于受喷面，距离与风压协调，减少回弹。

（5）突然断水断料时，喷头迅速移开受喷面，严禁用高压风直吹未凝结的砼。

9、掘进出渣系统 （1）出渣系统概况

TBM掘进采用皮带机系统出渣，连续皮带机受料端安装在TBM后配套上，石渣经连续皮带机运抵洞外临时渣场，以自卸车运输到永久弃渣场。

（2）连续皮带机的运行

1）启动皮带机的供电系统，沿途对皮带机进行检查。

2）确定皮带机的驱动装置的供电系统已经工作正常、沿途的检查点的对皮带的检查结果正常后，启动皮带机沿途的声电报警系统，表示皮带机将要运行工作。

3）由掘进机的控制室通过PLC程序控制启动整条皮带机，皮带机启动的各种参数及时的反馈到掘进机的控制室。而PLC程序根据预先设定的各种数据，自动调节包括皮带的张紧力、皮带的延伸装置的工作状况、驱动装置的输出扭矩等皮带启动运行的重要参数。连续皮带机的控制装置安装在驱动装置附近，通过电缆连接到掘进机的控制室。

4）皮带延伸时皮带支架、托辊、其它保护装置的安装通过监控设备及时的反映到掘进机的控制室。控制室根据观测到的安装情况来控制皮带的延伸作业。张紧机构根据PLC程序的的设定和传感器监测到的数据，自动的根据皮带延伸调整整条皮带的张紧力以保证连续皮带机的正常运行。

5）掘进机控制室通过皮带机沿途布置的监控设施提供的皮带运行情况、运输的石渣的情况。及时调节皮带运行的各种参数，确保皮带机正常运行、石渣顺利运输。

6）掘进时要对石渣在从掘进机皮带到连续皮带机转运的状况重点认真观察，防止出现对皮带有不良影响的意外情况。