TBM施工隧洞常见地质灾害及其预测与防治措施.pdf

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1、第28卷第4期资源环境与工程Vo1．28，No．42014年8月ResourcesEnvironment&EngineeringAug．，2014TBM施工隧洞常见地质灾害及其预测与防治措施杨继华，杨风威，苗栋，张党立(黄河勘测规划设计有限公司，河南郑州450003)摘要：分析研究TBM施工隧洞常见的地质灾害类型、中超前地质预报方法及其不同超前地质预报方法的原理、适用范围、优点及不足不处，针对不同类型的地质灾害提出了防治措施。关键词：隧洞；TBM；地质灾害；预测；防治中图分类号：U456．33文献标识码：B文章编号：1671—1211(2014)04—04

2、18—05发育，断层宽度从数米到数百米不等，断层带内一般岩0引言体破碎、风化程度高、岩石强度低、富含地下水，围岩稳TBM是集机械、电子、液压、控制等技术为一体的定性差，特别是断层走向与洞轴线小角度相交时，对隧自动化隧洞开挖衬砌成套设备，其隧洞施工具有快速、洞围岩稳定性更为不利。当TBM掘进性，在刀盘的扰高效、优质、安全及环保的技术特点，已广泛应用于水动下，隧洞掌子面和洞壁围岩容易塌方，当塌方量较大利水电、交通、国防及市政等隧洞工程施工中，其掘进时，对于护盾式TBM，塌方岩体堵塞刀盘或堆积在护盾速度一般为传统钻爆法的3～10倍¨J。顶部造成“卡机”；对于开敞

3、式TBM，塌方岩体会进入TBM施工的隧洞多为长大隧洞，相对于短隧洞，TBM主机，掩埋设备，处理起来十分麻烦。如云南昆长大隧洞一般要穿越多个不同的地质、地貌和构造单明上公山引水隧洞、中国台湾雪山(坪林)公路隧道在元，施工中发生地质灾害的可能性较高。由于TBM设施工中多次塌方，严重延误了工期，最终导致TBM被备庞大，对不良地质条件的适应性远没有钻爆法灵活，拆除改用钻爆法施工，给业主和施工承包造成了巨大施工中一旦发生地质灾害，轻则工期延误，重则人员伤的损失。另外，断层岩体软弱破碎、岩石强度低，无法亡、设备损毁。针对TBM施工中的地质灾害，多位学为TBM的支撑靴提

4、供足够的接地比压，必须对撑靴部者和技术人员进行了相关研究，并得出了一些有益的结位进行换填或加固，导致掘进速度缓慢，增加工期和施论，尚彦军等对印度克什米尔、中国云南和台湾省3个工成本。TBM施工隧洞的地质灾害进行了分析，并对TBM遇险最1．2软岩大变形终被常规钻爆法的失误进行了反思；罗志虎等针对锦当TBM在深埋软岩地层中掘进时，在高地应力作屏二级水电站引水隧洞岩爆地质灾害进行了研究，分析了用下，软岩会发生较大的塑性收敛变形，由于TBM护其发生规律、影响范围及危害程度并提出了相应的对策；盾与开挖洞壁之间的空间很小(一般<5cm)，容许围车晓明列举了TBM施工中

5、的主要地质灾害并提出了相岩变形的空间有限，当变形量过大时，则会导致围岩关勘察工作建议；刘波以引黄工程全断面双护盾掘进“抱死”护盾，引起“卡机”事故。如万家寨引黄工程双机为例，对断层破碎带塌方引起的卡机地质灾害进行了分护盾TBM掘进至桩号48+190．477时，在停机的2h析，提出了超前探测、超前灌浆等处理措施；袁亮等研究内，快速收缩的围岩将护盾紧紧箍住，围岩变形速率达了锦屏二级水电站引水隧洞TBM所遇的突涌水地质灾害到3～4cm／h，即使将操作推力调到最高，也无法使并提出了施工对策。TBM移动，最后采取在护盾外人工扩挖软弱岩石35本文对TBM隧洞施工常见的

6、地质灾害类型、超前地质预报方法及针对不同地质灾害的处理措施进行系统总m，TBM才得以重新启动。软岩大变形还会造成管结，相关研究结果可以为TBM选型、施工处理提供参考。片安装与豆砾石回填灌浆困难，或引起已安装好的管片损坏，出现裂缝、错台等。1TBM施工常见地质灾害1．3岩爆1．1断层破碎带塌方岩爆是高地应力状态下地下洞室中围岩脆性破坏当隧洞穿越大的地质构造带时，往往伴随着断层时应变能突然释放造成的一种动力失稳现象，其表现收稿日期：2014—05—08；改回日期：2014—06—07作者简介：杨继华(1980一)，男，工程师，博士，岩土工程专业，从事工程地质勘

7、察、设计与研究工作。E—mail：yih68@sohu．COB第4期杨继华等：TBM施工隧洞常见地质灾害及其预测与防治措施419为岩石的片帮、剥落、岩石弹射抛掷等。对于TBM施分析、施工地质描述、基于碴料和掘进参数的超前地质工隧洞，岩爆直接威胁到施工人员的人身安全、设备安预报、超前地质钻探等。全，导致TBM掘进速度降低，初期支护难度、工程量、2．1．1隧洞沿线区域地质分析时间、成本大幅度增加_1卜挖j。锦屏二级水电站施工排在TBM施工前，利用收集的隧洞区域各种工程地水洞在前101d内，仅掘进1027m，期间规模较大的质图、水文地质图和构造纲要图等，初步分析

8、隧洞所在岩爆就发生了3次，受岩爆影响长度为214rn，其中中地区的