試析TBM施工過程中的隧道棧橋排水系統構建

王明華

摘 ? ?要：本文針對TBM施工過程中的隧道棧橋排水系統構建，結合工程實例，提出了一種TBM隧道施工棧橋排水系統構建方法，最后探討了此種排水系統的應用效果。分析結果表明，由棧橋表示阻擋裝置和排水裝置聯合組成的隧道棧橋排水系統可有效排出TBM施工中的涌水表示滲水等，保證施工的安全性，值得大范圍推廣應用。

關鍵詞：TBM;施工過程;隧道棧橋;排水系統

1 ?工程概述

某TBM隧道工程，設計長度為2684.68m，縱坡的坡度為10.5%，為保證施工進度和質量，采用鉆爆法與TBM開挖相互結合的施工方法，施工穩定滲水涌水量為335.6m?/h，其中滲水涌水量最大的隧道樁號有兩段，一段是1+1021.26m，出水量為548.5m?/h;另一段是2+864.64m，出水量為621.8m?/h，也本隧道工程最大的滲水涌水量，對排水系統的要求比較高，傳統排水系統無法滿足實際要求，采用了TBM隧道施工棧橋排水系統，取得良好效果。

2 ?TBM施工過程中的隧道棧橋排水系統構建

2.1 ?TBM隧道施工棧橋排水系統系統結構組成

TBM施工過程中的隧道棧橋排水系統結構示意圖如圖1所示表示1A處放大圖如圖2所示表示擋板組件第一限位板被收起時的左視圖如圖3所示表示擋板組件放大圖如圖4所示表示擋板組件右視圖如圖5所示表示TBM隧道施工棧橋排水系統連接示意如圖6所示。

圖1～圖6中，1表示主橋;2表示引橋;3表示插孔;4表示第一擋板;5表示擋體;6表示橋體支撐;7表示移動輪;8表示第二擋板;9表示第一限位板;10表示第二限位板;11表示限位塊;12表示彈簧;13表示旋轉固定座;14表示檔桿;15表示連接桿;16表示第三擋板;17表示潛水泵;18表示輸水管道;19表示三級沉淀池;20表示TBM掘進機;21表示第一管道;22表示第一排水泵;23表示第二排水泵;24表示第二管道。

2.2 ?利用第一擋板阻擋主橋兩端

第一擋板的主要作用的是在短期內將擋體置于第一擋板的兩側，對第一擋板進行固定，也可以較長時間將擋板的一端放置在橋面扇格的另一端進行擋體固定，促使主橋橋面以下的第一擋板和隧道形成一個可蓄水的區域。參照以往工程案例，隧道長度比較大，一旦發生大面積積水，就表示涌水無法正常排出。此時，可在TBM開挖段一定距離范圍內，對棧橋主橋進行阻擋，從而形成蓄水區域，從而將水排放到主橋下方蓄水區域。

2.3 ?擋板形狀設計

為保證TBM隧道施工棧橋排水系統運行穩定性，保證排水效果，需要合理設置擋板形狀。其中第一擋板可以扇形，也可以是其他形狀，只要和隧道內部蓄水區域橫截面相互一直即可，第一擋板的主要作用是減少蓄水區域的蓄積水外泄，避免影響TBM機工作效率。第二擋板和第一擋板的作用幾乎相同，在形狀設計時也要結合蓄水區域的實際情況合理設計，第一擋板的兩端需要布置插孔，一端通過連接桿和第一限位板進行絞接，另一端在通過連接桿和第二擋板或者第三擋板進行絞接。第三擋板應為四邊形，其中一組對邊平行且長短應不同，另一組對邊要相同且為對稱的弧形，在限位板兩端要設置插孔，插孔之間通過連接桿進行鉸接。

2.4 ?旋轉固定座設置

旋轉固定座和檔桿的設置便于直接鉸接第一擋板的其他擋板與第一擋板重合后，旋轉檔桿，使得其他擋板不得相對第一擋板轉動，便于收納攜帶和移動作業。移動式棧橋可隨時移動至隧道內任意水多的地方，將棧橋主橋兩端通過阻擋裝置形成蓄水區域，特別是反坡施工時，及時抽排工作面匯集水到蓄水區域內，后通過蓄水區域內的潛水泵抽排至指定位置，做到排水和行車互不影響。

3 ?效果分析

和傳統排水系統，TBM隧道施工棧橋排水系統設計更加合理有效，處理起來也非常簡單有效，在棧橋的主橋兩端設置阻擋裝置形成蓄水區域。并能與TBM掘進機附屬的排水泵和管道相結合，隧道滲水、涌水等全部排放到蓄水區域，以降低回流水到仰拱的位置，也可以大幅度降低仰拱架位置和鋼軌枕區域的水量。隧道蓄水區域的水可通過潛水泵（或離心泵）和輸水管道排至三級沉淀池中，經凈化處理后可以實現重復利用，為TBM掘進提供水資源，保證TBM施工過程中，排水和供水能夠實現合理調配，減小洞外供水，確保資源有效整合。

4 ?結束語

綜上所述，本文結合工程實例，分析了TBM施工過程中的隧道棧橋排水系統構建，分析結果表明，此種排水系統結構設計簡單，可充分利用原來的排水設施，可將隧道TBM施工冷卻用水、巖體滲水、突然涌水等及時排出，消除隧洞積水對隧洞TBM施工質量、進度和安全的不良影響，特別適用于長距離大坡道隧道TBM施工，具有較好的推廣應用潛力。

參考文獻：

[1] 馬浩.TBM綜合支護系統在中部引黃引水隧洞不良地質段的應用[J].建筑機械，2018.