摘要：敘述了TBM掘進同步襯砌施工新工法在設(shè)計過程中，實現(xiàn)工法突破所遇到的關(guān)鍵性技術(shù)難題的設(shè)計解決思路，以及工法在實際施工實踐中取得的效果。
　　關(guān)鍵詞：同步襯砌，襯砌臺車，邊界條件，矮邊墻
　　
　　1.TBM掘進同步襯砌工法產(chǎn)生背景
　　我國1997年在安康線秦嶺特長隧道自德國引入TBM（敞開式硬巖掘進機）以來，經(jīng)歷安康線秦嶺特長隧道、西合線（西安～合肥）磨溝嶺隧道及桃花鋪隧道，一直采用的是在TBM掘進全隧貫通之后，單工序進行二次襯砌的施工工法。傳統(tǒng)工法的缺點十分明顯，第一是TBM掘進與二次襯砌施工單工序作業(yè)，工期大大延長，第二是在TBM掘進貫通后為趕進度，不得不多投入二次襯砌臺車及配套混凝土運輸設(shè)備等大量物力及人力，造成施工成本大大增加。隧道TBM掘進施工單位曾多次計劃實現(xiàn)工法的突破，進行TBM掘進與二次襯砌的同步施工，但均由于這樣那樣的原因未能實現(xiàn)，TBM掘進同步襯砌施工工法，也因此成為一個懸而未決的施工難題。
　　2007年5月南疆吐庫（吐魯番～庫爾勒）二線中天山特長隧道（左右單線隧道）開工，隧道全長22.452km，隧道進口采用兩臺φ8.8m的TBM施工，TBM施工段長約14km，規(guī)定合同工期46個月。參照西康線及西合線TBM掘進平均進度指標(biāo)及最高進度紀(jì)錄，要在如此短的時間內(nèi)完成如此長的隧道工程施工，傳統(tǒng)施工工法根本無法實現(xiàn)，因此進行TBM掘進與二次襯砌同步施工，實現(xiàn)傳統(tǒng)施工工法的突破，無法回避，勢在必行。
　　2.關(guān)鍵性技術(shù)難題設(shè)計解決思路
　　2.1關(guān)鍵性技術(shù)難題的提出和確定
　　根據(jù)中天山隧道進口工程總體策劃，即使按照TBM掘進與二次襯砌同步施工方案進行工期倒排，TBM掘進平均指標(biāo)也達到502m/月，同步二次襯砌平均指標(biāo)為480m/月。如此之高的TBM掘進平均進度指標(biāo)，已經(jīng)遠遠超出了西康線、西合線TBM掘進單工序作業(yè)的平均進度指標(biāo)（約350m/月）。
　　在TBM掘進與二次襯砌同步施工的情況下，要實現(xiàn)如此高的施工進度指標(biāo)，必須要很好地解決以下兩大技術(shù)性難題：
　　（1）解決在同步襯砌的情況下如何保證TBM快速掘進的問題，特別是TBM掘進與二次襯砌同步施工二者之間的交通運輸相互干擾問題，是需要解決的所有問題的重中之重。
　　（2）在TBM掘進隧道斷面形狀特點及管線布置特點條件下，解決TBM掘進供風(fēng)、供水、供電管線過臺車的問題，特別是φ2.2m通風(fēng)軟管過臺車的問題。
　　要有效解決同步襯砌與TBM掘進之間的以上兩大問題，關(guān)鍵在于臺車的選型和設(shè)計，而臺車設(shè)計的關(guān)鍵，在于臺車設(shè)計邊界條件的確定。
　　2.2問題的解決
　　（1）臺車的選型
　　A、傳統(tǒng)工法襯砌施工中臺車下交通情況
　　在西康線秦嶺隧道、西合線磨溝嶺隧道傳統(tǒng)施工工法的二次襯砌施工中，采用的是16.5m穿行式模板臺車，臺車及防水板鋪設(shè)作業(yè)臺架走行軌利用仰拱塊上雙線運輸軌道外軌，臺車（架）下鋪設(shè)浮放道岔單線通過。優(yōu)點是襯砌速度快，軌道利用仰拱預(yù)制塊上既有軌道，不用單獨鋪設(shè)。缺點是運輸車輛上下浮放道岔必須停下來扳道，行車速度慢，容易跳道，且浮放道岔在起吊、移動、定位過程中交通完全中斷。且單工序二襯作業(yè)尚可利用前方二襯等強或脫模定位間隙進行浮放道岔的移動，在TBM掘進同步襯砌過程中則必將影響TBM掘進運輸?shù)倪B續(xù)進行。
　　B、同步襯砌臺車（架）下交通要求及臺車型式確定
　　為確保TBM快速掘進，除TBM系統(tǒng)本身機況必須確保良好外，交通運輸?shù)臅惩ā⒖焖偈侵匾�保證條件之一。
　　在同步襯砌的條件下，交通運輸車輛通過襯砌臺車（架），是制約交通運輸暢通、快速進行的瓶頸。采用傳統(tǒng)臺車（架）及浮放道岔顯然達不到目的，最理想的狀態(tài)莫過于臺車（架）下雙線通行。由于傳統(tǒng)工法中穿行式二襯臺車為保證模板穿行，臺車主架下空間有限，并且模板脫模和穿行時必須中斷交通，故最好選用傳統(tǒng)襯砌臺車模式（模板和主架固定）。
　　（2）臺車（架）下雙線通行問題的解決
　　在臺車型式確定后，為實現(xiàn)襯砌臺車（架）下雙線通行，則襯砌臺車走行軌必須單獨鋪設(shè)，并保證臺車下雙線通行的行車限界。由于空間的限制，確定雙線通行行車限界，限界見圖1。
　　
　　圖1襯砌臺車（架）設(shè)計制造邊界條件圖
　　襯砌臺車走行軌必須鋪設(shè)在行車限界之外，且臺車（架）結(jié)構(gòu)件不得侵入限界。由圖1可以明顯看出，在仰拱塊頂高度平面內(nèi)無法布設(shè)臺車走行軌道，否則將嚴(yán)重削弱二次襯砌厚度，則臺車走行軌鋪軌平臺須高出仰拱預(yù)制塊頂面。經(jīng)綜合考慮方便施工、不與隧道斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計相沖突、盡量降低對二襯厚度的削弱以及二次襯砌矮邊墻與拱墻砼縱向施工縫位置等因素，最終確定襯砌臺車（架）設(shè)計制造邊界條件。
　　（3）TBM掘進供風(fēng)、供水、供電管線過襯砌臺車問題的解決。
　　通過周密考慮TBM掘進隧道斷面空間及同步襯砌臺車邊界條件的特點，最終確定供水管路在仰拱塊中心水溝內(nèi)布置，進洞高壓電纜布置在矮邊墻臺階下并用槽鋼反扣保護，通風(fēng)管從臺車上部中心穿過。
　　2.3襯砌臺車（架）設(shè)計制造邊界條件確定過程中的兩個創(chuàng)新設(shè)計
　　（1）矮邊墻形狀的創(chuàng)新設(shè)計
　　通過將二次襯砌矮邊墻設(shè)計成臺階狀，抬高臺車走行軌鋪設(shè)平臺，滿足了臺車（架）走行軌及結(jié)構(gòu)件不侵入雙線行車限界的要求，同時上臺階設(shè)計為斜面，在滿足臺車結(jié)構(gòu)設(shè)計空間的同時，大大減小了對二次襯砌厚度的削弱。
　　（2）臺車走行軌軌枕的創(chuàng)新設(shè)計
　　采用20mm厚鋼板作為臺車走行軌軌枕，既滿足了走行軌抗傾覆的要求，又在滿足了臺車整體下降脫模及走行時臺車模板下沿不與軌面觸碰摩擦的條件下，將矮邊墻頂面高度降低到了傳統(tǒng)二襯所遵循的內(nèi)軌頂面高程以下，使竣工后縱向施工縫掩蓋于側(cè)溝砼頂面下，二襯外觀效果得到改善；另外鋼板作為軌枕，與鋼軌連為一體，整齊美觀，利于整體移動，并且由于鋼板厚度不大，使二次襯砌施工期間文明施工非常方便。
　　3.TBM掘進同步襯砌施工工法襯砌臺車設(shè)計制造及同步施工工法實施效果
　　3.1臺車設(shè)計制造效果

　　
　　3.2工法現(xiàn)場施工效果圖

　　3.3同步襯砌施工工法實施效果小結(jié)：
　　中天山隧道右線進口工區(qū)TBM掘進同步襯砌新工法于2008年5月1日開始實施，施工進展順利。通過現(xiàn)場施工實踐和經(jīng)專家確認(rèn)，工法取得了成功，實現(xiàn)了如下預(yù)期效果：
　　（1）在二襯砼澆筑期間，砼罐車、輸送泵占道一股，另一股道暢通無阻，運輸車輛通過襯砌臺車（架）下部時，只需略為減速。通過在洞內(nèi)每隔850m設(shè)置一副固定道岔的方式，解決了二襯施工期間臺車下單線通行車輛會車問題。
　　（2）在二襯澆筑完成后，拖走輸送泵，可迅速恢復(fù)雙線交通，在二襯砼等強及臺車脫模、走行、定位期間，臺車下均能保證雙線通行。確保了前方TBM掘進運輸?shù)臅惩ā⒖焖佟?br /> 　　（3）在工法實施期間，在保持二襯正常跟進同步施工的情況下，TBM最大月進度達到551m，與磨溝嶺隧道期間的掘進記錄575m/m相比，二襯同步施工對TBM掘進的影響幾可忽略。
　　4.結(jié)束語
　　中天山隧道進口工區(qū)TBM掘進同步襯砌施工新工法的實施，完全達到了預(yù)期效果，成功實現(xiàn)了施工工法的突破，解決了TBM掘進同步襯砌這一施工難題，有效緩解了本工程工期壓力，并將為今后同類工程施工提供寶貴的參考經(jīng)驗。