实现TBM掘进与衬砌关键技术突破
十三年前，在西康线秦岭线特长隧道，中铁隧道首次在国内引进世界领先水平的全断面掘进机，在以后TBM施工的西合线（西安～合肥）磨沟岭隧道及桃花铺隧道等TBM施工工程，TBM施工一直采用掘进全隧贯通之后，单工序再进行二次衬砌的施工，该工艺存在TBM掘进与二次衬砌单工序作业，造成工期大大延长，以及在TBM掘进完成后，为加快衬砌速度，投入大量二次衬砌台车及配套混凝土运输设备等大量物力、人力，造成成本大大增加。实现TBM掘进与衬砌同步施工成为建设者们一直努力的目标，然而经十余年努力，该问题仍为TBM掘进工艺上一直悬而未决的世界性施工难题。
2007年5月，中铁隧道中标南疆铁路吐库（吐鲁番～库尔勒）二线中天山特长隧道（左右单线隧道），承建右单线的建设任务，其中TBM施工段长约14KM，规定合同日期46个月。参照以往TBM掘进平均速度指标及最高进度数据，在如此短的时间内完成如此长的隧道工程施工，传统工艺无法实现，实现TBM同步衬砌将成为解决这一难题唯一有效途径，巨大的挑战摆到了中隧人面前。
实现TBM掘进与二次衬砌同步进行面临两大技术性难题：一是在同步衬砌的情况下，如何保证TBM快速掘进，特别是TBM掘进与二次衬砌同步施工之间的交通运输互相干扰问题；二是TBM掘进隧道断面形状特点及管线布置特点条件下，解决TBM掘进供风、供水、供电管线过台车的问题，尤其是直径2.2米通风软管过台车的问题。
2007年11月10日，中铁隧道吐库二线指挥部指挥长谭顺辉主持召开第一次同步衬砌专题会,汇聚了同为有多年TBM施工实践的指挥部和股份公司进口工区的技术骨干初步讨论确定了<<衬砌设计任务书>>，对同步衬砌中关键性的技术难题设计解决思路进行了初步讨论，指出有效解决同步衬砌与TBM掘进之间的两个技术性难题，关键在于台车的选型和设计，在于台车设计边界条件的确定。
经过多次会议，激烈的讨论辩证后，形成两个初步方案：一是与TBM掘进施工的传统衬砌台车方案类似，即利用仰拱块上外轨作为模板台车走行轨，台车下设浮放道岔（道岔上设单线。二是不设浮放道岔，在边基上铺设台车行走轨道。不占用TBM运输系统。
11月30日，方案组主要成员前往洛阳，经中铁隧道组领导亲自把关审核后同意采用第二方案。方案一确定，工区领导决定将模版台车的加工任务交给股份公司制造公司，明确2008年3月15日必须进场开始组装，同时要求工区在台车的准备工作中现场也要同步提前作好相关的技术准备工作，提前考虑好如何解决好同步衬砌过程中等关键技术难点问题。
工区经过详细考察和论证后，列出同步衬砌进场后面临的十项难题，逐一稳步解决：过轨道岔的设计与布置、TBM高压供水管的架设位置、10KV高压电缆的通过与防护方案、照明线通过处理、BM￠220CM大型通风管的穿越挂设技术、TBM出碴运输列车的的通行净空与安全防范措施、隧道避人车洞及横通道爆破时对风、水、电管线的破坏与防护措施、同步衬砌前矮边基的施工方案与工艺和小模板的提前准备、衬砌前防水板的铺设工艺、工具准备、洞口通风机的安装位置和二衬材料的供应准备。
2008年2月28日,指挥部下达了三月份同步衬砌矮边墙施工200米双侧的任务指标,要求在快速掘进的同时,抓好边基洞室和支护，提前为台车的进洞作好了基础工作。3月15日模板台车第一车到达工地，组装工作开始。
3月18日,中铁隧道党委副书记崔原到工地检查工作,亲自落实了同步衬砌的准备情况并提出了中天山隧道要创国优精品工程的要求。要求大家以高质量，高标准踏实做好每一项工作。
3月25日,股份公司副总工程师张宁川带领股份公司的有关专家成员到现场了解，并主持讨论模板台车设计加工过程中存在的细节问题,并在现场进一步完善工艺标准。
4月25日,模板台车安装完成并顺利移动到位。开始铺设防水板和睹头板等开工前的准备工作。
4月26日，二衬筹备会在工区副经理王国洪主持下召开,认真落实了各工序的准备要求，强调人员的操作要领，工程部施工人员进行了集体技术交底。衬砌工作进入实质性阶段。
4月30日,进口工区召开二季度生产动员大会,下达5月份的衬砌计划任务。经过半年多的精心策划和准备，大家盼望已久的同步衬砌施工终于掀开了它的序幕。
5月1日下午五点第一组衬砌开始浇筑,5月2日晚顺利脱模,总体表面效果不错, 但因为是第一次进行衬砌施工,也发现了一些质量问题：蜂窝麻面,中埋止水带的安装工艺,防水板平整度、松紧度，热焊工艺,堵头板的安装工艺还达不到要求；工区总工谭小波立即连夜召集相关管理人员和操作人员进行总结整改，要求大家思想重视认识到位.集思广益完善存在的问题.对于素质不高技术不熟练,操作方法不当的情况组织大家到隧道出口中隧三处工地学习参观，经过几天的认真培训参观学习和不断总结确保了第二组衬砌的顺利完成达到了非常理想的效果。
总结和创新是施工中永恒的主题。通过前几组同步衬砌的施工，技术人员不断总结，不断提高，对工艺提出两个创新改进意见，进一步完善同步衬砌工艺：一是矮边墙形状的创新施工，通过将二次衬砌矮边墙设计成台阶状，抬高台车走行轨铺设平台，满足了台车（架）走行轨及结构件不侵入双线行车限界的要求，同时上台阶设计为斜面，在满足台车结构设计空间的同时，大大减小了对二次衬砌厚度的削弱；二是台车走行轨轨枕的创新改造，采用20mm厚钢板作为台车走行轨轨枕，既满足了走行轨抗倾覆的要求，又在满足了台车整体下降脱模及走行时台车模板下沿不与轨面触碰摩擦的条件下，将矮边墙顶面高度降低到了传统二衬所遵循的内轨顶面高程以下，使竣工后纵向施工缝掩盖于侧沟盖板顶面下，二衬外观效果得到改善。
中天山隧道右线进口工区TBM掘进同步衬砌于2008年5月1日开始施工以来，目前正在顺利进行。通过现场施工实践和经专家确认，工艺取得了成功，在解决同步衬砌两大关键技术瓶颈上取得了预期效果：在二衬砼浇筑期间，砼罐车、输送泵占道一股，另一股道畅通无阻，并通过在洞内每隔850m设置一副固定道岔的方式，解决了二衬施工期间台车下单线通行车辆会车问题；二衬浇筑完成后，拖走输送泵，可迅速恢复双线交通，在二衬砼等强及台车脱模、走行、定位期间，台车下均能保证双线通行。确保了前方TBM掘进运输的畅通、快速。
7月20日,土库二线建设指挥部组织的的<<全线隧道衬砌质量观摩经验交流会>>在我中天山进口工区举行。各级领导对衬砌质量和工程进度取得的成绩表示高度赞赏，并引来内国施工企业纷纷慕名前来参观学习。
中天山隧道同步衬砌又通过两个多月的同步实践,取得了较好的效果,7月份在一台模板台车的情况下完成衬砌16组.长247米，掘进在受地质影响的情况也完成了435米的好成绩。目前，中铁隧道同步衬砌施工工艺已申报国家工法专利。（吴传林）
2007年5月，中铁隧道中标南疆铁路吐库（吐鲁番～库尔勒）二线中天山特长隧道（左右单线隧道），承建右单线的建设任务，其中TBM施工段长约14KM，规定合同日期46个月。参照以往TBM掘进平均速度指标及最高进度数据，在如此短的时间内完成如此长的隧道工程施工，传统工艺无法实现，实现TBM同步衬砌将成为解决这一难题唯一有效途径，巨大的挑战摆到了中隧人面前。
实现TBM掘进与二次衬砌同步进行面临两大技术性难题：一是在同步衬砌的情况下，如何保证TBM快速掘进，特别是TBM掘进与二次衬砌同步施工之间的交通运输互相干扰问题；二是TBM掘进隧道断面形状特点及管线布置特点条件下，解决TBM掘进供风、供水、供电管线过台车的问题，尤其是直径2.2米通风软管过台车的问题。
2007年11月10日，中铁隧道吐库二线指挥部指挥长谭顺辉主持召开第一次同步衬砌专题会,汇聚了同为有多年TBM施工实践的指挥部和股份公司进口工区的技术骨干初步讨论确定了<<衬砌设计任务书>>，对同步衬砌中关键性的技术难题设计解决思路进行了初步讨论，指出有效解决同步衬砌与TBM掘进之间的两个技术性难题，关键在于台车的选型和设计，在于台车设计边界条件的确定。
经过多次会议，激烈的讨论辩证后，形成两个初步方案：一是与TBM掘进施工的传统衬砌台车方案类似，即利用仰拱块上外轨作为模板台车走行轨，台车下设浮放道岔（道岔上设单线。二是不设浮放道岔，在边基上铺设台车行走轨道。不占用TBM运输系统。
11月30日，方案组主要成员前往洛阳，经中铁隧道组领导亲自把关审核后同意采用第二方案。方案一确定，工区领导决定将模版台车的加工任务交给股份公司制造公司，明确2008年3月15日必须进场开始组装，同时要求工区在台车的准备工作中现场也要同步提前作好相关的技术准备工作，提前考虑好如何解决好同步衬砌过程中等关键技术难点问题。
工区经过详细考察和论证后，列出同步衬砌进场后面临的十项难题，逐一稳步解决：过轨道岔的设计与布置、TBM高压供水管的架设位置、10KV高压电缆的通过与防护方案、照明线通过处理、BM￠220CM大型通风管的穿越挂设技术、TBM出碴运输列车的的通行净空与安全防范措施、隧道避人车洞及横通道爆破时对风、水、电管线的破坏与防护措施、同步衬砌前矮边基的施工方案与工艺和小模板的提前准备、衬砌前防水板的铺设工艺、工具准备、洞口通风机的安装位置和二衬材料的供应准备。
2008年2月28日,指挥部下达了三月份同步衬砌矮边墙施工200米双侧的任务指标,要求在快速掘进的同时,抓好边基洞室和支护，提前为台车的进洞作好了基础工作。3月15日模板台车第一车到达工地，组装工作开始。
3月18日,中铁隧道党委副书记崔原到工地检查工作,亲自落实了同步衬砌的准备情况并提出了中天山隧道要创国优精品工程的要求。要求大家以高质量，高标准踏实做好每一项工作。
3月25日,股份公司副总工程师张宁川带领股份公司的有关专家成员到现场了解，并主持讨论模板台车设计加工过程中存在的细节问题,并在现场进一步完善工艺标准。
4月25日,模板台车安装完成并顺利移动到位。开始铺设防水板和睹头板等开工前的准备工作。
4月26日，二衬筹备会在工区副经理王国洪主持下召开,认真落实了各工序的准备要求，强调人员的操作要领，工程部施工人员进行了集体技术交底。衬砌工作进入实质性阶段。
4月30日,进口工区召开二季度生产动员大会,下达5月份的衬砌计划任务。经过半年多的精心策划和准备，大家盼望已久的同步衬砌施工终于掀开了它的序幕。
5月1日下午五点第一组衬砌开始浇筑,5月2日晚顺利脱模,总体表面效果不错, 但因为是第一次进行衬砌施工,也发现了一些质量问题：蜂窝麻面,中埋止水带的安装工艺,防水板平整度、松紧度，热焊工艺,堵头板的安装工艺还达不到要求；工区总工谭小波立即连夜召集相关管理人员和操作人员进行总结整改，要求大家思想重视认识到位.集思广益完善存在的问题.对于素质不高技术不熟练,操作方法不当的情况组织大家到隧道出口中隧三处工地学习参观，经过几天的认真培训参观学习和不断总结确保了第二组衬砌的顺利完成达到了非常理想的效果。
总结和创新是施工中永恒的主题。通过前几组同步衬砌的施工，技术人员不断总结，不断提高，对工艺提出两个创新改进意见，进一步完善同步衬砌工艺：一是矮边墙形状的创新施工，通过将二次衬砌矮边墙设计成台阶状，抬高台车走行轨铺设平台，满足了台车（架）走行轨及结构件不侵入双线行车限界的要求，同时上台阶设计为斜面，在满足台车结构设计空间的同时，大大减小了对二次衬砌厚度的削弱；二是台车走行轨轨枕的创新改造，采用20mm厚钢板作为台车走行轨轨枕，既满足了走行轨抗倾覆的要求，又在满足了台车整体下降脱模及走行时台车模板下沿不与轨面触碰摩擦的条件下，将矮边墙顶面高度降低到了传统二衬所遵循的内轨顶面高程以下，使竣工后纵向施工缝掩盖于侧沟盖板顶面下，二衬外观效果得到改善。
中天山隧道右线进口工区TBM掘进同步衬砌于2008年5月1日开始施工以来，目前正在顺利进行。通过现场施工实践和经专家确认，工艺取得了成功，在解决同步衬砌两大关键技术瓶颈上取得了预期效果：在二衬砼浇筑期间，砼罐车、输送泵占道一股，另一股道畅通无阻，并通过在洞内每隔850m设置一副固定道岔的方式，解决了二衬施工期间台车下单线通行车辆会车问题；二衬浇筑完成后，拖走输送泵，可迅速恢复双线交通，在二衬砼等强及台车脱模、走行、定位期间，台车下均能保证双线通行。确保了前方TBM掘进运输的畅通、快速。
7月20日,土库二线建设指挥部组织的的<<全线隧道衬砌质量观摩经验交流会>>在我中天山进口工区举行。各级领导对衬砌质量和工程进度取得的成绩表示高度赞赏，并引来内国施工企业纷纷慕名前来参观学习。
中天山隧道同步衬砌又通过两个多月的同步实践,取得了较好的效果,7月份在一台模板台车的情况下完成衬砌16组.长247米，掘进在受地质影响的情况也完成了435米的好成绩。目前，中铁隧道同步衬砌施工工艺已申报国家工法专利。（吴传林）
