淺析影響TBM掘進效率的相關因素及對策

申選龍　韓小亮　馮興予

摘要：近年來，在地下工程隧洞開挖施工中傳統的鉆爆法已逐漸被TBM施工法所取代，TBM施工法具有安全性高、開挖速度快等優點。在保證TBM施工安全的基礎上，TBM的掘進效率也受到越來越多人的關注。文章對影響TBM掘進效率的相關因素進行了綜合分析，并提出了相應的對策。

關鍵詞：隧洞開挖；TBM施工法；施工安全；掘進效率；相關因素 文獻標識碼：A

中圖分類號：U445 文章編號：1009-2374（2015）06-0086-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0470

近年來，隨著地下工程市場競爭的日益激烈，很多企業已經認識到了TBM掘進效率對企業效益產生的巨大影響，但由于我國使用TBM時間較短，存在著管理制度不健全、技術措施不完善、重大設備故障無法自行處理等諸多因素，導致了TBM掘進效率較低，與國際先進施工水平還有很大差距。

1 影響TBM掘進效率的相關因素

1.1 不良地質

1.1.1 塌方。當TBM通過強風化圍巖、層里面較弱及砂質圍巖等其他不良地質時，由于開挖后圍巖潛在應力釋放較快，造成圍巖失穩，可能造成塌方。因此，必須采取有效的支護措施進行支護，而在支護的過程中，會占用部分掘進時間，從而降低了TBM的掘進效率。

1.1.2 涌水。當TBM通過涌水段及埋深較淺且遇連續強降雨等地段時，開挖后，水會從圍巖的縫隙中滲透流出，造成隧洞內大量涌水，為保障人員及設備安全，通常設備會停止掘進，同時采取相應措施組織排水。

1.2 管理因素

1.2.1 管理人員崗前技術交底不清，現場指揮不力，施工工序安排不合理，造成影響掘進的主要問題未得到及時解決，影響掘進時間。

1.2.2 管理制度不健全，責任不落實，主要施工材料進場時未進行質量檢驗，存在供應材料質量差的情況，造成材料供應中斷，延誤掘進時間。

1.2.3 管理人員對TBM設備的備品備件采購儲存價值認識較低，一旦設備發生故障時，無法及時提供備品備件，可能導致設備停機。

1.2.4 當施工前方地質條件發生變化時，信息反饋不及時或反饋后未得到重視導致沒能及時采取相應的應對措施，造成掘進延誤。

1.3 施工因素

1.3.1 在施工前期，由于TBM相關操作人員操作設備不熟練，正處于TBM設備操作的磨合期，加上設備出現故障時不能及時地分析出是何種故障原因，造成維修人員盲目查找，浪費大量掘進時間。

1.3.2 TBM掘進過程中，皮帶延伸、軌道延伸、噴錨支護及風水電延伸等關鍵施工工序跟不上掘進速度，造成停機。

1.3.3 在遇不良地質情況下，按照常規施工經驗組織施工，不按設計要求施工，造成后期巖石掉塊、塌方影響掘進。

1.3.4 在每日規定的設備檢修維護時間內，未完成設備檢修維護，造成掘進延誤。

1.4 設備故障

在TBM運行過程中會出現各種各樣的設備故障影響TBM掘進，常見的設備故障如下：

1.4.1 電氣系統故障。在TBM運行過程中常見的電氣故障包括皮帶通訊線破損、20kV高壓電纜接頭擊穿、變壓器跳閘、電機報錯、液壓泵站配電柜急停故障、電機變頻器故障、急?；芈冯姎夤收?、主電氣柜中三相配電柜斷路器故障、撐靴信號線損壞、頂護盾壓力傳感器損壞、電機抱剎故障及電磁閥損壞等其他故障。

1.4.2 液壓、潤滑系統故障。TBM運行過程中常見的液壓、潤滑故障包括液壓管漏油、高壓管爆裂、潤滑報錯、液壓系統故障、主推高壓推進不動作、清理泵站油箱及管路、液壓油降溫、液壓油箱換油、潤滑系統密封潤滑異常、潤滑脈沖高處理及液壓閥塊堵塞等其他

故障。

1.4.3 機械系統故障。在TBM運行過程中常見的機械故障包括刀具楔塊更換、刀具螺栓緊固、刀具偏磨更換、刀具檢查、液壓馬達螺栓折斷、鞍架滑行軌道耐磨銅板焊接、設備連接螺栓折斷及撐靴損壞等其他機械

故障。

1.4.4 帶系統故障。在TBM運行過程中常見的皮帶故障包括皮帶主驅動液壓馬達故障、皮帶測速報錯停機檢查、皮帶破損更換及硫化、皮帶從動滾筒軸承更換、皮帶托管更換、皮帶急停故障及皮帶調偏等其他皮帶系統故障。

1.4.5 其他常見故障。激光導向系統報錯、導向系統不接收信號、供水管拉斷、供水管法蘭漏水、進水管爆管、刀盤噴水旋轉接頭故障及主驅電機冷卻水系統故障等其他故障。

1.5 外界因素

當TBM供電區受雷雨天氣意外停電或發生突發事件造成TBM無法正常運行的情況。

2 影響TBM掘進效率的對策

第一，根據施工設計單位提供的地質勘查資料來分析判斷施工前方地質情況，同時提前儲備遇不良地質時所需的支護材料；以便應對不良地質時能夠及時進行

支護。

第二，在TBM設備上使用超前鉆機，通過超前預報的方法判斷施工前方巖石情況，當確定施工前方巖石條件屬于不良地質時，可提前采取灌漿措施，硬化前方巖石，同時加強開挖過程中地質勘查檢測力度，保證TBM順利掘進。

第三，建立健全各項管理制度，落實施工生產責任，全面提升施工現場管理人員的管理水平。在應對不良地質條件時，可實行領導帶班值班制度，24小時跟班作業。

第四，加強設備物資進場檢驗力度，確保工程施工材料符合國家規范標準。落實TBM施工信息反饋的接收與處理工作。提高對儲存TBM設備備品備件價值的認知度，保證設備發生故障時能及時更換備品備件。

第五，嚴格按照設計規范要求組織施工，制定專項施工技術措施，認真做好施工前技術交底工作，保證技術交底內容全面，將施工生產任務落實到每個人，要做到人人知曉。同時減少各崗位施工人員的流動性，組織鍛煉員工相互之間協作施工的能力，加強員工上崗前的崗位技能培訓工作。

第六，加強對設備維護人才的培養，定期組織設備維護人員進行維護技能培訓，提高維護人員維修技術和應急處置能力。

第七，做好安全生產保障工作，在施工現場安全通道、TBM設備以及施工現場明顯部位等位置懸掛安全警示標牌，對施工現場機械設備懸掛安全操作規程牌。嚴格要求施工人員按照操作規程施工，保障人員及設備

安全。

3 結語

綜上所述，在今后的TBM隧道施工中，想要提高TBM掘進效率，就要不斷提高施工現場管理水平，全面落實施工生產責任，完善安全防護措施。只要充分地了解和掌握TBM設備的技術性能，做到科學的管理和維護，就能最大限度地提高TBM掘進效率。

作者簡介：申選龍（1990-），男，吉林大安人，中國水利水電第三工程局有限公司專職安全員，研究方向：安全

管理。

（責任編輯：黃銀芳）