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1、双护盾TBM穿越强富水砂卵石冲沟段地层施工工法关键技术鉴定资料作者：赵第厚前言双护盾TBM掘进机是一种集机、电、液压、传感、信息技术于一体的隧道施工成套设备，可以实现连续掘进，能同时完成破岩、出磧、支护等作业，具有快速、优质、高效、安全、环保、自动化和信息化程度高等特点。山西省水利建筑工程局是国内最早独立承揽双护盾TBM施工项目的施工企业，近年来在全国承建了大同塔山煤矿和同忻煤矿平洞开拓工程、新疆达坂隧洞引水工程、山西省中部引黄工程TBM2标、山西省东山供水工程施工十一标等多项双护盾TBM施工项目，为双护盾TBM施工国内领头企业。TBM掘进过程屮，针对强富水砂卵石冲沟段地层出现的掌子面突泥
2、涌水（最大涌水达到750m7h）,刀盘内发现大量泥沙，主机下半部分和连接桥部位被泥沙淤积，导致TBM无法掘进的施工难题，技术人员经过认真研究分析，吸取了云南昆明掌鸠河隧洞工程和甘肃引沈工程穿越富水冲沟的经验教训，对补充勘探、降排水、围岩加固、支护结构等进行技术改进，形成了双护盾TBM穿越强富水砂卵石冲沟段地层施工工法,解决了双护盾TBM在强富水砂卵石冲沟段地层难于脱困的难题，成功通过了该地层。2、施工技术难点2.1工程概况2.1.1工程概述山西省东山供水工程施工-一标（YD14+418.86m〜YD29+879.30m）TBM施工段长14635.44m,圆形断面,开挖直径4.16mo衬砌为
3、C45（W8、F150）预制混凝土管片拼装式结构，单管片型式为六边形蜂窝状结构，厚25cm,宽1,2m,四片管片组成一环，并在每个管片周围设遇水膨胀橡胶止水带，管片与管片环向缝Z间用两个定位连接销锁定，纵向缝内设置圆柱形PVC导向杆。衬砌后隧洞净直径3.4m。管片与围岩Z间的空隙，360。范圉充填豆砾石并进行回填灌浆，豆砾石回填灌浆结石强度为C15,以达到结构稳定和防渗止水效果。东鱼沟位于东山供水工程^一标9#隧洞桩号约YD27+470〜YD27+070,长度约400m段；埋深约30m左右，影响TBM掘进施工的洞段主要位于桩号YD27+479〜YD27+437。TBM在掘进过程屮出现大量涌
4、水，涌水量由144m3/h增至250n?/h,随涌水伴随大量涌泥，导致短时间内主机下半部分和连接桥部位被泥沙淤积，TBM无法继续掘进。2.1.2工程地质(1)TBM施工地质描述：桩号27+483.70洞顶为岩石；桩号27+479.93掌子面右侧顶部有渗水，皮带上出现少量砂卵石；桩号27+473.80涌水量增大，掌子面右侧弧长1.5m、厚0.8m砂卵石,估测涌水量144m3/h；桩号27+470.86处掌子面右侧弧长3.8m,厚1.5m砂卵石，估测涌水量250m3/h；目前TBM停机桩号27+470.10,刀盘中心(洞中心)以上约0.5为岩石，掌子面右侧部位弧长约4.3m、后2.0m砂卵石。
5、(1)ZK15-1号钻孔资料:桩号27+463.5,距TBM掌子面6.60m,砂卵石层厚34.8m,地面高程1047.10,基岩面高程1012.30m,洞顶高程1012.63叫洞顶以下有厚0.33m的砂卵石层，其下为泥岩，水位线埋深22.Im,水位高程1025.00m。(2)ZK15-2钻孔资料：桩号27+453.05,距TBM掌子面17.05m,砂卵石层厚33.2m,地面高程1047.30m,基岩面高程1014.10m,洞顶高程1012.64m,洞顶以上有厚1.46m的泥岩，其上为砂卵石层，水位线埋深16.Im,水位高程1031.20mo(3)ZK15-3钻孔资料：桩号27+437.05
6、,距TBM掌子面33.0m,砂卵石层厚32.4m,地面高程1047.50m,基岩面高程1015.10m,洞顶高程1012.65m,洞顶以上有厚2.45m的泥岩，其上为砂卵石层，水位线埋深17.5m,水位高程1031.0mo根据钻孔地质资料分析，从桩号27+462.35开始，洞身基本为岩石，但其上部围岩较薄。2.2技术难点双护盾TBM穿越富水砂卵石冲沟地层洞段施工技术采用工厂化施工的成套隧洞施工设备，主要技术难点是工程地质勘探、降水方法的确定、地面和洞内综合预加固方法的确定、TBM施工管理控制、管片衬砌结构的改进和围岩永久加固措施。双护盾TBM施工和穿越不良地质洞段具有很强的针对性，根据相应
7、的地质条件,需要采取针对性的处理措施，查明地质条件是本工法实施的首要条件。超前物探和补充钻探由沿洞轴线扩展为洞轴线两侧20〜30m范围，是实现降水施工的关键。本工程东鱼沟掌子面为半基岩半砂卵石地层，井点降水难以形成降水漏斗，因此,根据本工程地质条件合理选用降水方法是本工程的技术难点之一；根据不同埋深条件，釆取经济合理的围岩加固措施，是本工法的技术难点之一;根据围岩加固效果和TBM设备能力，采取合理的脱困措施是本工法的技术
