TBM在不良地質(zhì)施工技術(shù).doc

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1、TBM在不良地質(zhì)洞段的施工技術(shù)開敞式掘進(jìn)機(jī)對(duì)不良地質(zhì)適應(yīng)性較差，不良地質(zhì)洞段對(duì)TBM掘進(jìn)會(huì)產(chǎn)生很大影響，導(dǎo)致TBM作業(yè)時(shí)間利用率降低，甚至有可能出現(xiàn)TBM損壞和難以順利通過(guò)的情況，因此，必須對(duì)不良地質(zhì)洞段進(jìn)行超前處理，確保TBM的掘進(jìn)效率。TBM施工前，對(duì)雇主提供的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料進(jìn)行詳細(xì)分析判斷，切實(shí)掌握斷層帶的情況，包括破碎帶的寬度、填充物、地下水以及隧洞軸線與斷層構(gòu)造線的關(guān)系。在不良地質(zhì)洞段做好預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)工作，堅(jiān)持以預(yù)防為主的原則，在確保安全的前提下，制定切實(shí)可行的施工方案。（1）斷層破碎帶的施工①斷層破碎帶的支護(hù)措施TBM

2、掘進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)觀察TBM的切具切深和刀盤轉(zhuǎn)速變化，或通過(guò)皮帶輸送機(jī)上的石渣情況判斷，發(fā)現(xiàn)巖石開始破碎，出現(xiàn)夾層、滲水等現(xiàn)象時(shí)應(yīng)特別注意，必要時(shí)可停止掘進(jìn)，用超前鉆進(jìn)行鉆孔取芯，進(jìn)一步查明地質(zhì)情況。（a）較小斷層、滲水量不大的情況下處理方法·噴混凝土；·錨噴；·錨噴加鋼筋網(wǎng)；·超前小導(dǎo)管注漿；·管棚法；·鋼拱架支撐。（b）較大斷層或有大量涌水情況下處理方法先進(jìn)行超前固結(jié)灌漿，再結(jié)合上述其它超前支護(hù)的方法處理。通過(guò)斷層洞段的各施工工序之間的距離應(yīng)盡可能縮短，盡快使全斷面支護(hù)封閉，減少巖層暴露、松動(dòng)時(shí)間。②TBM掘進(jìn)方法（a）TBM掘進(jìn)至斷

3、層破碎帶時(shí)，由于掌子面附近的圍巖破碎、松散，TBM刀盤應(yīng)頂在掌子面上，不要輕易后退，更不能在無(wú)推進(jìn)的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤掘進(jìn)。否則，會(huì)造成刀盤前部更大范圍坍塌，形成空穴。（b）緊跟掘進(jìn)進(jìn)行人工錨噴支護(hù)，及時(shí)封閉圍巖。對(duì)不同的地質(zhì)段，及時(shí)調(diào)整噴混凝土的厚度，控制圍巖變形，確保主機(jī)撐靴不會(huì)撐跨圍巖。及時(shí)進(jìn)行圍巖量測(cè)并反饋量測(cè)信息。若頂拱下沉仍得不到控制，應(yīng)采取補(bǔ)噴或加強(qiáng)鋼拱架等一系列其它加強(qiáng)支護(hù)的措施。適當(dāng)減小水平撐靴支撐壓力，降低對(duì)圍巖的承壓力，減小擾動(dòng)。此時(shí)采用較低的刀盤轉(zhuǎn)速?gòu)亩刂频侗P的推進(jìn)速度，使掘進(jìn)速度降為50%以下。當(dāng)洞壁圍巖被撐靴撐

4、垮時(shí)，可采用10mm以上厚度的鐵板臨時(shí)放于撐靴處，也可用鐵皮封堵?lián)慰鍏^(qū)，向鐵皮內(nèi)噴射混凝土或及時(shí)快速灌注混凝土。為減少等強(qiáng)時(shí)間，提高工效，在混凝土中加入適量的速凝劑（速凝劑量適中，以保證混凝土有一定的流動(dòng)性，確保坍塌部位回填密實(shí)）。（c）TBM設(shè)計(jì)上采用平面大刀盤結(jié)構(gòu)和液壓可調(diào)頂部護(hù)盾，使掘進(jìn)機(jī)對(duì)軟弱圍巖有很強(qiáng)的適應(yīng)性，采用凹入式滾刀，防止邊刀區(qū)域圍巖松動(dòng)，可調(diào)頂部護(hù)盾控制邊刀后方圍巖穩(wěn)定。約120°的指狀頂護(hù)盾的下部空間，是安裝鋼拱架、超前錨桿、超前鉆孔和實(shí)施超前注漿等作業(yè)的安全作業(yè)區(qū)。同時(shí)可以降低水平撐靴的推力以便與圍巖情況和地基的

5、承載能力相符合，在全負(fù)荷下正常的水平支撐壓力約2.9MPa，在軟弱巖層中最小可以減小到1.3MPa。當(dāng)巖體十分破碎，以致刮渣器不能及時(shí)清渣時(shí)，可利用刀盤的反轉(zhuǎn)，避免刀盤卡塞事故的發(fā)生。（2）巖爆段TBM施工巖爆是地下工程施工中一種災(zāi)害性地質(zhì)現(xiàn)象，崩落的巖塊會(huì)傷害施工人員、損壞施工設(shè)備。本段工程最大埋深500m。從招標(biāo)文件的地應(yīng)力指標(biāo)來(lái)看，不會(huì)有大的巖爆發(fā)生。為預(yù)防巖爆發(fā)生，施工中加強(qiáng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，視可能發(fā)生巖爆的程度采用相應(yīng)預(yù)防措施。軟巖爆區(qū)段，可在TBM刀盤護(hù)盾后及時(shí)噴射混凝土封閉巖面，盡可能減少巖層暴露時(shí)間，然后采用鋼拱架加強(qiáng)支撐和錨噴

6、鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。中等強(qiáng)度以上的巖爆區(qū)段，除上述加強(qiáng)鋼拱架、鋼筋網(wǎng)、錨噴聯(lián)合支護(hù)措施外，應(yīng)采取超前鉆孔釋放地應(yīng)力，鉆孔注水等措施軟化圍巖。另外在刀盤旋轉(zhuǎn)切削巖石的同時(shí)，刀盤上噴水嘴會(huì)向掌子面噴水，除起到降壓和降溫的作用外，也在一定程度上控制了巖爆的發(fā)生。（3）富水帶施工①地下水的主要情況按地下水賦存的條件和水力學(xué)性質(zhì)，工程區(qū)內(nèi)地下水分為松散巖類孔隙水、碎屑巖孔隙水、基巖裂隙水和斷裂構(gòu)造水四種類型。預(yù)測(cè)隧洞施工中，地下水分布不均，洞室多為滲水——滴水狀態(tài)。但在個(gè)別構(gòu)造發(fā)育部位，由于斷裂帶物質(zhì)組成和風(fēng)化程度不均，特別是存在斷層泥及斷層角礫等軟

7、弱夾層，外水壓力較大，有集中涌水可能。因此對(duì)突然涌水仍須有所防備。高壓涌水洞段對(duì)TBM施工的影響有：（a）由于水壓作用，工作面會(huì)坍塌，掩埋刀盤及機(jī)體，增大刀盤的扭矩。（b）洞壁發(fā)生坍塌時(shí)，撐靴無(wú)支撐點(diǎn)，TBM不能推進(jìn)。②TBM施工中對(duì)涌水的處理措施（a）確定技術(shù)措施的原則技術(shù)措施的原則為：預(yù)測(cè)先行，預(yù)防為主，防微杜漸，確保安全。（b）掘進(jìn)前采取的措施打超前孔，探測(cè)鉆孔出水量、水壓，確定涌水點(diǎn)里程，打超前鉆孔排放泄水。排放泄水疏干過(guò)程中，時(shí)刻觀察水壓及水量變化。如水壓減小，在做好排水系統(tǒng)的條件下，待涌水基本排干時(shí)，TBM可繼續(xù)掘進(jìn)。但排水

8、孔水壓及水量不減，必須采用注漿堵水。（c）掘進(jìn)后采取的措施把工作面的涌水或注漿后的剩余水量及時(shí)排離工作面。對(duì)洞壁漏水，采用擋遮、引排措施，保證噴混凝土質(zhì)量。（d）根據(jù)水量不同分別采取措施·圍巖內(nèi)只有微量滲水