杭蘇成

(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000)

輸水隧洞工程具有地質(zhì)條件復(fù)雜、隧洞洞線長(zhǎng)、隧洞開(kāi)挖直徑大、高工壓、全程自流等特點(diǎn)[1]。全斷面巖石隧洞掘進(jìn)機(jī)(Full Face Rock Tunnel Boring Machine-TBM)是指全斷面開(kāi)挖巖石的高度機(jī)械化刀盤式機(jī)頭掘進(jìn)機(jī)，是集機(jī)械、電氣、液壓、激光導(dǎo)向、自動(dòng)控制、傳感、信息等多項(xiàng)高新技術(shù)為一體，高度機(jī)械化及自動(dòng)化的隧洞開(kāi)挖掘進(jìn)與襯砌專用大型成套裝備[2-4]，主要由主機(jī)和后配套兩大系統(tǒng)構(gòu)成，是世界上最先進(jìn)的隧洞施工機(jī)械，相較于傳統(tǒng)化學(xué)能破巖施工法具有安全、高效、快速、環(huán)保、高度集中自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì)。TBM通常主要有開(kāi)敞式和護(hù)盾式兩種基本類型，護(hù)盾式主要分為單護(hù)盾和雙護(hù)盾兩類[5]。

1 工程概況

新疆EH調(diào)水工程是一項(xiàng)長(zhǎng)距離輸水工程，其中KS隧洞總長(zhǎng)283.3km，為無(wú)壓輸水隧洞，平均埋深428m，最大埋深774m，設(shè)計(jì)流量40m3/s，縱坡1/2583。KS隧洞地質(zhì)條件復(fù)雜，采用開(kāi)敞式TBM(全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī))、礦山法等多種掘進(jìn)方式相結(jié)合施工。KS段IV標(biāo)隧洞施工方法為TBM與鉆爆相結(jié)合，其中TBM掘進(jìn)總長(zhǎng)度為17.67km，開(kāi)挖洞徑7.0m。TBM開(kāi)挖段由TBM3-1和TBM3-2組成，均由同一開(kāi)敞式TBM開(kāi)挖掘進(jìn)。其中TBM3-1已施工完畢，期間經(jīng)歷多次卡機(jī)和進(jìn)度受阻等情況。TBM3-1與3-2中間設(shè)置的檢修洞可對(duì)TBM機(jī)器進(jìn)行檢修和改造。

2 雙模式TBM改造原因

當(dāng)開(kāi)敞式TBM掘進(jìn)巖性為泥盆系的凝灰質(zhì)砂巖，圍巖強(qiáng)度較低，撐靴部位圍巖軟弱破碎，無(wú)法為撐靴提供反支撐力，致使TBM無(wú)法掘進(jìn)[6]?，F(xiàn)場(chǎng)采取混凝土換填該空腔，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，能夠?yàn)閾窝ヌ峁┳銐蚍戳罄^續(xù)掘進(jìn)，如此往復(fù)循環(huán)?，F(xiàn)場(chǎng)施工組織難度較大，掘進(jìn)效率明顯下降。同時(shí)開(kāi)敞式TBM刀盤鏟斗、滾刀刀座處有較多開(kāi)口區(qū)，破碎圍巖通過(guò)開(kāi)口進(jìn)入刀盤內(nèi)部形成堆渣，最終導(dǎo)致刀盤卡機(jī)[7]。在TBM3-1掘進(jìn)中多次出現(xiàn)泥盆系凝灰質(zhì)砂巖軟弱破碎圍巖致使TBM無(wú)法掘進(jìn)，施工掘進(jìn)引起塌腔和突涌水導(dǎo)致TBM卡機(jī)2次。根據(jù)地勘資料顯示，TBM3-2掘進(jìn)段共發(fā)育3條較大的斷裂，各級(jí)圍巖占比為：6.42%(Ⅱ級(jí)圍巖)、57.93%(Ⅲ級(jí)圍巖)、25.6%(Ⅳ級(jí)圍巖)和10.04%(Ⅴ級(jí)圍巖)。且不良地質(zhì)段分布相對(duì)較集中。因此可在TBM3-1與TBM3-2中間的檢修洞中對(duì)開(kāi)敞式TBM進(jìn)行針對(duì)性改造。

3 本工程TBM改造方向

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工現(xiàn)況及地質(zhì)預(yù)報(bào)情況，結(jié)合國(guó)內(nèi)外實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)論文，如姜天宇[8]在TBM法在大伙房輸水工程施工中的應(yīng)用論述；陳饋、楊延棟、高黎等[9]結(jié)合貢山隧道工程對(duì)復(fù)雜地質(zhì)下TBM施工進(jìn)行探討等。決定對(duì)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)敞式TBM實(shí)施針對(duì)性改造，具體改造方案如下。

(1)通過(guò)集中不良地質(zhì)段時(shí)，將開(kāi)敞式TBM改造為護(hù)盾式TBM，支護(hù)型式由鋼拱架+鋼筋排模式切換為管片模式。

(2)考慮本段圍巖較差，且現(xiàn)場(chǎng)有專業(yè)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)小組。當(dāng)探測(cè)前方地質(zhì)較差時(shí)，TBM設(shè)備有相應(yīng)超前地質(zhì)改良設(shè)備，通過(guò)注漿等手段改善不良地質(zhì)段。

(3)開(kāi)敞式TBM卡機(jī)時(shí)可利用脫困模式脫困，部分情況下因?yàn)橹黩?qū)動(dòng)扭矩不足導(dǎo)致脫困失敗，因此本工程可對(duì)主驅(qū)動(dòng)減速機(jī)減速比改造，解決TBM脫困扭矩不足問(wèn)題。

(4)本工程為輸水隧洞，采用護(hù)盾模式洞段與開(kāi)敞式TBM洞段結(jié)構(gòu)內(nèi)徑應(yīng)保持一致，因此應(yīng)結(jié)合支護(hù)體系和結(jié)構(gòu)尺寸綜合考慮護(hù)盾式TBM洞段開(kāi)挖直徑，并相應(yīng)設(shè)計(jì)TBM擴(kuò)挖方案。

(5)應(yīng)有效控制刀盤進(jìn)渣及設(shè)置輔助推進(jìn)系統(tǒng)等。

4 TBM改造方案

4.1 管片支護(hù)體系

4.1.1管片材料選擇

目前護(hù)盾式TBM采用管片材料通常為混凝土管片和鋼管片[10]?；炷凉芷哂心途眯院?、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、工程造價(jià)較低等優(yōu)勢(shì)。但本工程掘進(jìn)機(jī)均采用開(kāi)敞式TBM，施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有混凝土管片廠，如采用混凝土管片，需要增設(shè)管片場(chǎng)，投資過(guò)大。而且混凝土管片自重較大，對(duì)管片拼裝機(jī)功率等要求較高，對(duì)TBM主驅(qū)電機(jī)等改造難度相應(yīng)增大。綜合考慮后選取鋼管片作為本工程護(hù)盾式開(kāi)挖段支護(hù)體系。

4.1.2管片支護(hù)

(1)管片參數(shù)

管片外徑采用6940mm，內(nèi)徑為6540mm，管片厚度200mm。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度及施工組織分析，最終確定管片寬度為900mm。管片拼裝方式為錯(cuò)縫拼裝，連接方式為螺栓連接。管片均采用Q235B型鋼材。管片安裝時(shí)底部放置預(yù)制混凝土墊塊，墊塊由3個(gè)20°小塊組成。

管片一環(huán)由3片A塊，B、C及K塊組成。其中A塊角度為72°，B、C塊為84°，K塊為36°，整環(huán)注漿孔個(gè)數(shù)為10個(gè)。為方便現(xiàn)場(chǎng)安裝，管片設(shè)置定位銷，定位銷按相鄰?qiáng)A角18°設(shè)置。管片寬度為900，中間設(shè)置2道加強(qiáng)板，板厚為10mm。管片端板采用16mm鋼板。外弧板采用12mm鋼板。其中吊裝孔加強(qiáng)板采用12mm鋼板。整環(huán)管片重約5t。具體參數(shù)見(jiàn)表1—2。

表1 鋼管片基本信息表

表2 鋼管片鋼材具體參數(shù)表

(2)防腐處理

管片制作完成后，外弧板、端板的外露表面均需涂無(wú)溶劑超厚膜型環(huán)氧涂料二度，具體要求如下：涂環(huán)氧涂料前鋼管片表面應(yīng)作除銹處理，除銹質(zhì)量達(dá)到S3級(jí)。除銹后的鋼管片外弧板、端板在管片廠先涂702環(huán)氧富鋅底漆20μm(一涂)，待固化后再涂無(wú)溶劑超厚膜型環(huán)氧涂料，800μm(約二涂)。內(nèi)弧板、筋板和環(huán)縱向加強(qiáng)板除銹后在管片廠涂702環(huán)氧富鋅底漆20μm(一涂)。

(3)管片結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

根據(jù)TBM3-1已掘進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況分析，施工掘進(jìn)期間隧洞局部段頂部會(huì)形成小塌腔，塌腔高度為1.5m左右。因?yàn)楸驹O(shè)備改造與傳統(tǒng)護(hù)盾式TBM構(gòu)造不同(護(hù)盾非整環(huán)且盾尾刷效果不佳)，管片不能同步注漿，因此管片剛出護(hù)盾時(shí)壁后未注漿，管片腰部、頂部等均與圍巖脫離，此時(shí)結(jié)構(gòu)受力不利。運(yùn)行期工況，鋼管片需承擔(dān)圍巖荷載，因此計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮運(yùn)行期工況和管片拼裝完成但未壁后注漿工況。其中圍巖壓力各項(xiàng)值詳見(jiàn)表3。

表3 荷載計(jì)算(設(shè)計(jì)值)成果表

模型由Midas GTS NX建模并計(jì)算鋼管片受力情況，鋼管片均采用實(shí)體單元模擬，運(yùn)行期工況計(jì)算結(jié)果如圖1—3所示。

根據(jù)圖1—3三維結(jié)構(gòu)模型計(jì)算結(jié)果可知：運(yùn)行期工況鋼管片變形較小，且在未考慮內(nèi)部襯砌的情況下鋼管片應(yīng)力最大值為127MPa<215MPa(Q235鋼板抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)。鋼管片結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。

圖1 管片豎向位移云圖

出護(hù)盾壁后未注漿工況計(jì)算結(jié)果如圖4—6所示。

根據(jù)圖4—6三維結(jié)構(gòu)模型計(jì)算結(jié)果可知：出護(hù)盾壁后未注漿工況鋼管片變形較小，塌方1.5m松散體直接作用在鋼管片的情況下鋼管片應(yīng)力為32～129MPa(模型網(wǎng)格劃分大小原因，出現(xiàn)局部結(jié)果奇異點(diǎn)，占比均小于1%)<215MPa(Q235鋼板抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)。鋼管片結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。

圖2 管片水平位移云圖

圖3 管片有效應(yīng)力云圖

圖4 管片豎向位移云圖

圖5 管片水平位移云圖

圖6 管片有效應(yīng)力云圖

4.2 增設(shè)超前鉆注一體機(jī)

在現(xiàn)有錨桿鉆機(jī)的軌道架設(shè)超前鉆注一體機(jī)，可根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)有針對(duì)性的對(duì)前方不良地質(zhì)段進(jìn)行超前注漿、施工管棚等。鉆注一體機(jī)工作空間為拱頂120°，外插角為6°，同時(shí)在護(hù)盾相應(yīng)工作范圍內(nèi)設(shè)置超前預(yù)留孔，鉆機(jī)及注漿管均利用該孔作業(yè)。本鉆注一體機(jī)在獨(dú)立支架的基礎(chǔ)上還需配備齒圈，周向旋轉(zhuǎn)等均利用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，操作簡(jiǎn)便。超前鉆注一體機(jī)作業(yè)時(shí)，在達(dá)到鉆進(jìn)里程時(shí)，鉆進(jìn)到達(dá)計(jì)劃深度后，退出鉆機(jī)及鉆桿，前端鉆頭與套管留在孔內(nèi)。當(dāng)鉆孔完畢后，將鑿巖鉆桿退出，安裝好止?jié){塞及管路，進(jìn)行注漿。具體施工工序詳如圖7所示。

圖7 超前鉆注一體機(jī)施工工序圖

4.3 改造主驅(qū)動(dòng)減速機(jī)減速比

根據(jù)地勘報(bào)告，TBM3-2段斷裂帶范圍主要為Ⅳ、Ⅴ類圍巖，刀盤卡機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)較高，因此可對(duì)刀盤驅(qū)動(dòng)進(jìn)行改造，提高TBM脫困扭矩達(dá)到輕微卡機(jī)時(shí)自行脫困目的。本工程開(kāi)敞式TBM主驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)額定扭矩為4410kN·m，正常掘進(jìn)時(shí)扭矩為2000～2400kN·m。根據(jù)TBM3-1刀盤卡機(jī)脫困模式下掘進(jìn)數(shù)據(jù)分析(如圖8所示)，刀盤脫困扭矩最大時(shí)達(dá)到6620kN·m。故遇到破碎帶等不良地質(zhì)卡機(jī)時(shí)需要提高困能力。通過(guò)改造，將減速比改造為i=26后，額定扭矩為6090kN·m，脫困最大扭矩可達(dá)9130kN·m，脫困能力可提升約1.38倍[11]。

圖8 TBM3-1脫困模式扭矩?cái)?shù)據(jù)圖

4.4 刀盤擴(kuò)徑改造

TBM改造后支護(hù)型式由鋼拱架+鋼筋排改為鋼管片型式，鋼拱架+鋼筋排段噴混厚度為150～180mm，管片厚度為200mm。本工程為輸水隧洞，為保證水流穩(wěn)態(tài)，管片施工段襯砌內(nèi)徑應(yīng)與開(kāi)敞式TBM掘進(jìn)段一致。同時(shí)考慮TBM盾尾間隙及盾殼厚度等因素，確定TBM護(hù)盾模式段開(kāi)挖直徑為7130mm，相較原開(kāi)挖直徑擴(kuò)挖100mm。TBM卡機(jī)地層撐靴撐靴最大調(diào)向量約為63mm。TBM原撐靴全部縮回后，到鋼管片內(nèi)弧面最小距離125.7mm，滿足通過(guò)要求。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)局部調(diào)整TBM后配套與鋼管片直徑安全距離可以維持在200mm。因此護(hù)盾模式段開(kāi)挖直徑為7130mm符合改造要求。

考慮新開(kāi)挖直徑相較原開(kāi)挖直徑增加100mm，且根據(jù)地勘報(bào)告可知TBM3-2洞段Ⅳ、Ⅴ類圍巖相對(duì)較集中。本次TBM改造擴(kuò)挖段較短，綜合分析后考慮本次改造采用刀盤墊塊擴(kuò)挖的方式(如圖9所示)。本方式相對(duì)常規(guī)更換刀盤邊緣刀座擴(kuò)徑方式有施工簡(jiǎn)便、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)。

圖9 滾刀超挖示意圖

4.5 刀盤進(jìn)渣量控制改造

開(kāi)敞式TBM在破碎圍巖中掘進(jìn)時(shí)，破碎巖塊極易通過(guò)刀盤鏟斗區(qū)域進(jìn)入刀盤造成TBM卡機(jī)。針對(duì)該現(xiàn)象，本次改造擬在鏟斗區(qū)域設(shè)計(jì)封板，調(diào)節(jié)鏟斗開(kāi)口，在滾刀刀座開(kāi)口區(qū)域增加封板，減小滾刀刀座處的開(kāi)口率，減少石塊進(jìn)入刀座的概率。具體設(shè)計(jì)如圖10—11所示。

圖10 鏟斗區(qū)域增設(shè)封板示意圖

圖11 滾刀刀座處增設(shè)封板示意圖

4.6 護(hù)盾及輔助推進(jìn)系統(tǒng)改造

本開(kāi)敞式TBM改造后為開(kāi)敞式+護(hù)盾式雙模式TBM，當(dāng)TBM采用護(hù)盾式模式掘進(jìn)時(shí)，支護(hù)體系為鋼管片體系。管片拼裝及TBM推進(jìn)系統(tǒng)等均需操作空間，因此護(hù)盾需改造。通過(guò)施工組織分析，決定改造后的護(hù)盾長(zhǎng)度為5170mm，長(zhǎng)度相較原護(hù)盾增加了500mm。單護(hù)盾模式掘進(jìn)時(shí)，在護(hù)盾內(nèi)部拼裝鋼管片，通過(guò)鋼管片提供推進(jìn)反力，因此對(duì)護(hù)盾進(jìn)行針對(duì)性改造設(shè)計(jì)，增加輔助推進(jìn)油缸，同時(shí)護(hù)盾處因預(yù)留超前注漿孔和化學(xué)灌漿孔。盾殼尾部做成指形護(hù)盾結(jié)構(gòu)，不影響錨桿鉆機(jī)打孔。通過(guò)TBM3-1推進(jìn)數(shù)據(jù)可知：2019年1月卡機(jī)，查詢此時(shí)間段內(nèi)，TBM在不良地質(zhì)段推力范圍為7000～8000kN。2020年3—4月，TBM恢復(fù)施工以后，TBM圍巖轉(zhuǎn)好，推力范圍9800～12000kN。根據(jù)TBM護(hù)盾結(jié)構(gòu)在頂護(hù)盾、搭接護(hù)盾、側(cè)護(hù)盾均設(shè)計(jì)導(dǎo)向座加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，并布置油缸。護(hù)盾周圈布置油缸14根，油缸規(guī)格Φ200/φ180-1100。額定推力13854.4kN@315bar、最大推力15393.8kN@350bar，在本工程較破碎圍巖下掘進(jìn)時(shí)，總推力余量為28.28%。

制護(hù)盾，周圈布置輔助推進(jìn)油缸，利用鋼管片提供推進(jìn)反力，實(shí)現(xiàn)不撐緊洞壁掘進(jìn)。護(hù)盾具體參數(shù)詳見(jiàn)表4。

表4 護(hù)盾結(jié)構(gòu)參數(shù)表

護(hù)盾與主驅(qū)動(dòng)箱之間增加伸縮導(dǎo)向座，并增加機(jī)械限位，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，適應(yīng)長(zhǎng)距離輔助推進(jìn)。頂護(hù)盾與左右護(hù)盾安裝行程傳感器，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控盾體內(nèi)腔尺寸，保證管片成環(huán)拼裝。導(dǎo)向座內(nèi)部設(shè)計(jì)定位銷，同時(shí)安裝機(jī)械限位裝置，用于單護(hù)盾模式掘進(jìn)時(shí)固定護(hù)盾外圓。護(hù)盾頂部140°范圍內(nèi)設(shè)計(jì)超前注漿孔，用于單護(hù)盾模式掘進(jìn)時(shí)超前管棚注漿支護(hù)。輔助推進(jìn)油缸布置避開(kāi)鋼管片錯(cuò)縫位置。輔助推進(jìn)系統(tǒng)支撐力由首環(huán)鋼管片安裝的反力支架以及撐靴進(jìn)入鋼管片前壁后注漿穩(wěn)固鋼管片的方式提供。

4.7 安裝多功能拼裝機(jī)

原開(kāi)敞式TBM配備的鋼拱架拼裝機(jī)由旋轉(zhuǎn)環(huán)和撐緊環(huán)組成，旋轉(zhuǎn)環(huán)與主驅(qū)動(dòng)固定，不具備行走功能，撐緊環(huán)具備行走及撐緊功能，但不具備旋轉(zhuǎn)功能。因此該拼裝機(jī)僅能拼裝鋼拱架，無(wú)法拼裝鋼管片。改造后的鋼拱架拼裝機(jī)，具有回轉(zhuǎn)及撐緊多功能一體化。其中移動(dòng)架中油缸驅(qū)動(dòng)整機(jī)前后移動(dòng)，移動(dòng)行程1.8m左右。原V型軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不滿足鋼管片重量拼裝要求，因此本次改造將原軌道結(jié)構(gòu)改為管片拼裝機(jī)軌道形式，同時(shí)保留錨桿鉆機(jī)V型軌道，當(dāng)TBM恢復(fù)開(kāi)敞式模式時(shí)錨桿鉆機(jī)仍可正常工作。在移動(dòng)架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上安裝管片舉升抓舉裝置，本裝置采用分段設(shè)計(jì)，便于現(xiàn)場(chǎng)拆裝。鋼管片抓舉機(jī)構(gòu)采用小盾構(gòu)機(jī)成熟的抓舉裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小?？蓪?shí)現(xiàn)多自由度調(diào)整，保證拼裝精度。其中本工程采用的抓舉頭規(guī)格應(yīng)與鋼管片設(shè)計(jì)吻合，同時(shí)滿足現(xiàn)場(chǎng)快速安裝的效果。當(dāng)TBM恢復(fù)開(kāi)敞式模式時(shí)，鋼管片拼裝模式停用，此時(shí)可在現(xiàn)場(chǎng)快速拆除抓舉頭和舉升油缸。因本拼裝機(jī)未全部拆除，錨桿鉆機(jī)前后行程為1.8m。

5 改造前后現(xiàn)場(chǎng)效果

(1)改造后TBM現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度明顯改善。當(dāng)通過(guò)不良地質(zhì)段時(shí)，開(kāi)敞式TBM月進(jìn)尺約為160m，護(hù)盾式TBM月進(jìn)尺為350m。開(kāi)敞式TBM通過(guò)不良地質(zhì)段需人工支模及灌注混凝土，鋼管片模式時(shí)管片拼裝、灌漿等均采用機(jī)械自動(dòng)化模式，大大提高施工效率和施工安全。

(2)當(dāng)TBM3-2開(kāi)挖至KS70+210時(shí)，刀盤正常啟動(dòng)時(shí)瞬間扭矩過(guò)大無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。該情況于2019年9月8日TBM3-1開(kāi)挖KS64+412處已有發(fā)生。當(dāng)時(shí)采用脫困模式和反轉(zhuǎn)模式均無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。本次改造對(duì)主驅(qū)動(dòng)減速機(jī)進(jìn)行改造，TBM啟動(dòng)時(shí)采用脫困模式，脫困扭矩瞬間達(dá)到10100kN·m，刀盤即可正常轉(zhuǎn)動(dòng)，之后快速進(jìn)行正常掘進(jìn)工作。揭露出的不良地質(zhì)段開(kāi)挖斷面可盡早推進(jìn)至噴混橋處，達(dá)到快速封閉開(kāi)挖面的目的。

(3)當(dāng)TBM3-2開(kāi)挖至KS70+210時(shí)，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)顯示前端存在破碎圍巖段，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)分析后及時(shí)采用超前鉆注一體機(jī)進(jìn)行超前地質(zhì)灌漿處理。通過(guò)掘進(jìn)該破碎帶推力及護(hù)盾處壓力分析，本次超前地質(zhì)處理效果明顯，達(dá)到預(yù)期效果。超前鉆注一體機(jī)的使用改變施工隊(duì)伍對(duì)不良地質(zhì)段被動(dòng)的情況，通過(guò)超前地質(zhì)灌漿，變被動(dòng)為主動(dòng)，為安全快速施工提供強(qiáng)有力地保障。

(4)現(xiàn)場(chǎng)管片拼裝后完整性較好(如圖12所示)，通過(guò)陣列式位移計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知管片最大沉降發(fā)生于KS70+940，最大沉降值為7.07mm。水平最大位移發(fā)生于KS70+432，水平最大位移為10.95mm。管片變形均在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。

圖12 管片拼裝后現(xiàn)場(chǎng)效果圖

6 結(jié)語(yǔ)

(1)本工程為國(guó)內(nèi)長(zhǎng)距離調(diào)水項(xiàng)目極少數(shù)采用鋼管片案例，且采用鋼管片2299環(huán)，洞段長(zhǎng)度約為2.07km，長(zhǎng)度較為罕見(jiàn)，后續(xù)將對(duì)管片防腐效果及變形等進(jìn)行詳細(xì)跟蹤監(jiān)測(cè)，為其他類似工程提供參考借鑒。

(2)本次TBM改造成功為TBM發(fā)展提供新方向，將為TBM形式帶來(lái)新的突破。后續(xù)面臨復(fù)雜地質(zhì)條件的地下隧洞工程，開(kāi)敞式+護(hù)盾式的雙模式TBM必將成為首選。

(3)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證本次TBM改造達(dá)到預(yù)計(jì)效果，月進(jìn)尺由150m提高為400m。順利解決了開(kāi)敞式TBM通過(guò)不良地質(zhì)段卡機(jī)的問(wèn)題，為類似工程提供TBM改造方向。