不良地質(zhì)洞段TBM施工方法

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1、不良地質(zhì)洞段TBM施工方法由于TBM設(shè)備龐大，對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性沒有鉆爆法那樣靈活，在沒有預(yù)警的情況下遇到不良地質(zhì)條件時(shí)，TBM掘進(jìn)受到的影響遠(yuǎn)大于鉆爆法開挖，往往導(dǎo)致掘進(jìn)速度緩慢、效率低下以及工期拖延。如果處理不當(dāng)，甚至?xí)頌?zāi)難性的后果。要根據(jù)TMB自身特點(diǎn)和工程地質(zhì)條件采取相應(yīng)的施工步驟及處理措施，以保證安全、順利地通過不良地質(zhì)地段。1、超前地質(zhì)探測根據(jù)前期勘探以及幾個(gè)輔助洞的開挖分析表明，隧洞工程區(qū)存在地下水、高地應(yīng)力和巖爆、有害氣體、斷層破碎帶等不良地質(zhì)問題，特別是涌水是引水隧洞的主要地質(zhì)問題。

2、TBM施工是一種機(jī)械化程度很高的全斷面施工技術(shù)，若在施工中突遇地質(zhì)災(zāi)害，在無支護(hù)之前產(chǎn)生大量塌方、涌水、掉塊，使機(jī)器被埋、被淹、被卡，將會(huì)出現(xiàn)進(jìn)退兩難、難以處理的局面。為避免事故的發(fā)生，除提高勘察精度外，在隧道施工過程中，運(yùn)用各種先進(jìn)技術(shù)、手段和方法對(duì)隧道掌子面前方地質(zhì)條件進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確地預(yù)測，可以提前采取預(yù)防措施，避免災(zāi)害的發(fā)生，保證隧道施工的安全。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是勘測設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)工作的延續(xù)，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)狀況與設(shè)計(jì)不一致的部分進(jìn)行對(duì)比，有助于提高地下工程勘測質(zhì)量，超前預(yù)報(bào)提供有關(guān)隧道前方地質(zhì)條件的變化

3、信息，從而能夠及時(shí)指導(dǎo)TBM施工，采取有效措施，安全通過不良區(qū)域。本工程采用beam系統(tǒng)實(shí)時(shí)探測方法作為TBM掘進(jìn)探測主要手段。2、不良地質(zhì)段超前處理在TBM施工中對(duì)于不良地質(zhì)洞段采取超前處理，避免揭露之后在后期處理，工程效果明顯。若地質(zhì)條件復(fù)雜，采取單一的超前處理措施不能滿足工程需要，則采取多種處理方法進(jìn)行綜合處理。超前支護(hù)包括超前錨桿、超前灌漿等措施進(jìn)行超前處理，遭遇特殊不良地質(zhì)時(shí)，可采取鉆爆法繞前處理。（1）超前錨桿支護(hù)超前錨桿主要用于節(jié)理裂隙發(fā)育，但巖石較完整的洞段。采用設(shè)備L1區(qū)配置的鉆進(jìn)設(shè)備

4、，向掌子面前方鉆設(shè)超前錨桿，形成對(duì)前方圍巖掌子面外圍的圍巖支護(hù)，并對(duì)前方圍巖進(jìn)行灌漿固結(jié)，形成錨固圈保護(hù)下的掘進(jìn)作業(yè)。超前錨桿與鋼支撐形成牢固連接；超前錨桿膠凝材料使用早強(qiáng)水泥砂漿或快速錨固劑。在斷層破碎帶等洞段，由于圍巖易產(chǎn)生塌方，故施工前應(yīng)采用超前小導(dǎo)管注漿進(jìn)行預(yù)支護(hù)。超前小導(dǎo)管采用熱軋無縫鋼管加工制成，前端加工成錐形，尾部焊接加勁箍，管壁鉆設(shè)注漿孔，施工時(shí)鋼管沿隧洞開挖外輪廓線布置，環(huán)向間距視圍巖情況進(jìn)行布置。（2）超前灌漿當(dāng)超前預(yù)報(bào)及勘探判斷地質(zhì)條件較差或可能存在大量涌水的情況下，需進(jìn)行超前灌漿

5、處理。位置一般情況下在TBM護(hù)盾外側(cè)，采用L1區(qū)配置的鉆進(jìn)設(shè)備施鉆，孔深需根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行布設(shè)。超前灌漿施工時(shí)可采用純壓式灌漿，孔深可達(dá)30~50m，灌漿壓力依據(jù)測定的地下水壓力確定。灌漿材料水泥漿為主，根據(jù)實(shí)際情況添加環(huán)保型的速凝劑。3、地下突涌水處理地下突涌水具有壓力高、穩(wěn)定流量大等特點(diǎn)，地下水涌水的處理是工程安全、快速施工的關(guān)鍵。涌水量大于20L/s的涌水點(diǎn)除個(gè)別地段為密集線狀滲水外，一般為高壓集中涌水。隧洞地下水處理思路為：根據(jù)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)成果，立足于超前注漿封堵，爭取在開挖前封閉地下水通道；對(duì)

6、意外揭露的突發(fā)性涌水，根據(jù)涌水量大小采取合適的施工方法將動(dòng)水變成靜水后再實(shí)施注漿封堵。對(duì)于滲滴型出水，因其量少、水壓力低，可以不考慮注漿處理或在引水隧洞開挖過后再進(jìn)行后注漿處理，不影響引水隧洞掘進(jìn)進(jìn)度。線狀滲水一般出現(xiàn)在斷層、破碎帶或節(jié)理裂隙發(fā)育洞段，雖其涌水壓力不高，但涌水量大，對(duì)引水隧洞施工也有一定的影響，宜作一般性處理。高壓集中涌水段涌水量大、壓力高、突發(fā)性強(qiáng)、危害性大，一旦揭露后再行封堵難度加大。對(duì)高壓集中涌水，原則上必須在涌水點(diǎn)未揭露前進(jìn)行注漿封堵，即采用超前預(yù)注漿的施工措施，在靜水條件下將其

7、封堵。當(dāng)出現(xiàn)流量小于3m3/s的低壓大流量管道突涌水時(shí)，由于TBM設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造已考慮應(yīng)對(duì)措施，能夠保證人員和設(shè)備的安全，掘進(jìn)可以照常進(jìn)行，后處理工作及時(shí)跟進(jìn)。當(dāng)TBM掘進(jìn)前方出現(xiàn)大于3m3/s的大流量涌水時(shí)，由于TBM刀盤下部預(yù)留了可控制排水孔，為防止水流將巖渣帶出刀盤，需適時(shí)控制液壓防水門，以免設(shè)備L1區(qū)堆集較多巖渣，增大清理難度。在輔助洞開挖過程中取得了寶貴的超前預(yù)報(bào)相關(guān)資料和預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合TBM設(shè)備配置的超前預(yù)報(bào)設(shè)備，可更加準(zhǔn)確地判斷引水隧洞前方的地下水情況，判斷出水位置，特殊情況下，

8、可通過輔助導(dǎo)坑進(jìn)行掌子面前方的超前處理，確保TBM設(shè)備順利通過該洞段。4、高地應(yīng)力及巖爆處理依據(jù)三維初始應(yīng)力場反演回歸分析，洞線高程1600m處最大主應(yīng)力值為63MPa、最小主應(yīng)力值為26MPa，屬高地應(yīng)力區(qū)。其主應(yīng)力值基本上是從上到下逐漸增大，斷層穿過的巖體周圍主應(yīng)力值有明顯的減小，等值線分布規(guī)律變化較大，說明斷層對(duì)初始應(yīng)力場分布有明顯的影響。因此，引水隧洞在施工開挖過程中，將產(chǎn)生輕微~中等強(qiáng)度的巖爆，部分洞段為強(qiáng)巖爆。考慮到巖爆對(duì)TBM