地下变换刀盘直径 双直径TBM将用于美国德州排水隧道工程

近日，罗宾斯为美国德州达拉斯Mill Creek排水隧道工程设计了1台TBM，该设备将在隧道掘进的过程中将刀盘直径从11.6 m转换至9.9 m，整个转换过程全部在地下完成，进而达到使用单台TBM完成整个隧道两端不同断面掘进的目的。

该隧道全长8 km，上游5.2 km段设计为圆形断面，下游2.8 km段设计为马蹄形断面。马蹄形断面原计划采用TBM开挖并用凿岩机扩径，但该方案耗费巨大成本与工期，且需要2套不同模板以分别浇筑圆形与马蹄形断面的衬砌。为此，对方案进行优化，即采用单台TBM，将其在地下由大直径变换成小直径，使用1台TBM掘进完成2个不同直径的断面。

施工过程中，TBM将先掘进完成直径11.6 m的隧道区间，随后清出长21.3 m的过渡区，在过渡区内完成刀盘直径的变换。夹具撑靴、刀盘侧稳定板与上部盾体将拆除，随后拆下部分刀盘部件，之后将刀盘的剩余部分重新拼合并固定，形成直径9.9 m的刀盘。

拆卸后的刀盘组件将通过过渡区内的出入口回收至地面。由于零件吊装点为预先设计，且零件都是以模块化的方式制造，因此，仅采用结构简单的吊装设备即可在隧道内狭小的区域中完成直径变换。

整个项目于2018年夏季开工，TBM的出口竖井和始发竖井已经完工，目前正在进行TBM组装，预计TBM开挖速度约为25 m/d。可变刀盘将大大提升施工效率，使项目能在2023年按时完成。