TBM不良地质条件应急处理措施

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1、双护盾硬岩TBM遭遇不良地质条件时的表象及应急处理措施文摘：本文就双护盾硬岩隧洞掘进机一TBM在施工中遇到常见的儿种不良地质条件时，TBM各部位所显示出的信息和施工人员所应采取的措施进行了论述。关键词：湿陷性黄土红粘土溶洞涌水硬岩隧洞掘进机一TBM掘进地下隧洞这项独特的施丁新T艺引进我国已有十余年了，在每一条隧洞的掘进过程屮，都遇到过断层构造带或裂隙发育带，有时还会遇到溶洞，红粘土，湿陷性黄土，涌水等多种不良地质条件，造成了TBM掘进偏离轴线，管片安装误差增人，甚至出现了卡机，被迫停T等事故，严重影响了施工进度和成洞质量，增大了施工难度，也增加了施工费用。这就需要施工人员具有

2、较强的业务素质和丰富的施工经验，根据TBM各部位所显示出的信息，迅速做出判断并采取有效的处理措施，避免对TBM造成损害，从而免遭重大经济损失。这里就几种常见的工程实况予以讨论。1•湿陷性黄土TBM在引黄入晋主干线6#-7#-8#隧洞的掘进过程中，均碰到过第四系Q3湿陷性黄土。Q3黄土，土质均匀，结构疏松，人孔隙及垂直节理发育，a稳能力差，在一定压力下遇水具有湿陷性，土结构迅速破坏。本文阐述的乃是TBM有史以来首次在黄土中掘进，无先例可借签，尤其是在通过主干7写同出口段，桩号为50.73米（出口处桩号为零）时，发生了沉陷还伴随着塌方，冒顶等事故，宜接威胁着TBM的安全，给施工带

3、來很大的困难，严重影响了成洞质量，故只有充分了解英各种性状，才能有所针对地调整施工措施。当TBM通过黄土区域时，TBM施工人员可以看到下列儿种情况:——TBM出渣黄土含量由少变多；——TBM机头向下偏移；——TBM掘进推力降低，掘进速度加快；一一TBM前支撑（STABILIZER）和后支撑（GRIPPER〕仲出后反作用力降低，甚至消失；——TBM出渣量迅速增加，当远远大于理论开挖量时，可以初步断定学子面塌方。施工人员边掘进，边调整，最后得出的处理措施为：——渣屮一发现黄土就开始逐渐减少至完全关闭刀头部喷水，防止机头湿陷下沉；——开始将TBM机头部抬高，使TBM保持向上掘进的趋

4、势；一一降低刀盘转速，减小掘进推力，使涌入机头部的渣尽快输送出去；——将前支撑和后支撑收冋，靠辅助推力缸抵住C安装好的管片环来推进TBM；——如果发生人的塌方，则需要封堵刀盘边缘几个进渣口，而且拆掉刀盘上除边刀与中心刀以外其余的刀片，以增大止面进渣量，从而减少超挖量；一一在该区域安装配筋量大的重型管片；——尽量不停机，快速通过该区域；——从防渗与安全方面考虑，可在隧洞打通后对该区域进行二次衬砌或拆除掉管片进行现浇混凝土。1•红粘土在引黄主干6”洞及南干6”洞的施工过程中，TBM均遇到了N?红粘土，在掘进时，红粘土粘堵刀头和进渣口，使TBM向前推进界常困难，严重地影响了施工进度

5、。红粘土具有以下两大特点：一是土的天然含水量，孔隙比，饱和度以及塑性界限很高，但却具冇较高的力学强度和较低的压缩性；二是各种指标变化幅度很大。在施工初期，尤英是在主干F洞桩号为340.57时（出口处桩号为零）时，红粘土含水量极高。由于施工人员对上述特点及TBM施T的特性没有很好地认识，采取了一些不恰当的措施，向刀头部人量喷水，喷高效清洁剂，喷高效泡沫剂，以及其它多种试验，以期使红粘土较易脱离刀头，但都没有成功。最后施工人员才真止认识到，向红粘土喷洒任何液体都达不到目的，只能使情况变的更差，只有边掘进边掏挖，才是解决问题的关键，故采取了以下措施：——关闭刀头部喷水；——收起前支

6、撑和后支撑，靠辅助推力缸推进机头；——每掘进30cm-50cm,停机，施工人员进入机头部位，使用小型风镐将刀片及进渣口清理干净，然后继续掘进；——在该区域安装配筋量大的重型管片；——尽快通过该区域。采取上述措施后，虽然进度缓慢，但TBM—直在向前掘进，避免了TBM沉陷及其它不必要的损失，为以后TBM在红粘土中掘进积累了宝贵的经验。1•破碎带在TBM的施工过程中，每一条隧洞都遇到过断层构造带和裂隙发育带，较小的影响区间对TBM掘进影响不人，但遭遇到较人的破碎带时，经常伴随着塌方现象，有时还会压住机头，发牛卡机的事故，使得TBM掘进受阻，另外还会使TBM掘进方向偏移，管片安装接缝

7、超标，出现较人的错台和裂缝，故清楚认识其表彖并采取相应的处理措施是十分重要的，主要有以下几点：一一出渣量增大，岩渣规格明显不均，大小悬殊，最大可达50X30X20cm（正常一般为7X5X3cm）,而且岩粉含量降低，有些岩块上附着者钙质薄膜；——TBM推力降低，掘进速度加快；——前后支撑反作用力降低；——如遇塌方，会出现出渣量巨增，有时会将传送皮带压住。此时施工人员应采取如下措施：减少刀头部喷水；——降低刀盘转速及TBM推力，减少单位时间出渣量；——不停机快速通过，防止塌方，压住机头；——在该区域安装配筋