TBM在不良地质施工技术.doc

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1、TBM在不良地质洞段的施工技术开敞式掘进机对不良地质适应性较差，不良地质洞段对TBM掘进会产生很大影响，导致TBM作业时间利用率降低，甚至有可能出现TBM损坏和难以顺利通过的情况，因此，必须对不良地质洞段进行超前处理，确保TBM的掘进效率。TBM施工前，对雇主提供的工程地质和水文地质资料进行详细分析判断，切实掌握断层带的情况，包括破碎带的宽度、填充物、地下水以及隧洞轴线与断层构造线的关系。在不良地质洞段做好预测、预报工作，坚持以预防为主的原则，在确保安全的前提下，制定切实可行的施工方案。（1）断层破碎带的施工①断层破碎带的支护措施TBM

2、掘进过程中，通过观察TBM的切具切深和刀盘转速变化，或通过皮带输送机上的石渣情况判断，发现岩石开始破碎，出现夹层、渗水等现象时应特别注意，必要时可停止掘进，用超前钻进行钻孔取芯，进一步查明地质情况。（a）较小断层、渗水量不大的情况下处理方法·喷混凝土；·锚喷；·锚喷加钢筋网；·超前小导管注浆；·管棚法；·钢拱架支撑。（b）较大断层或有大量涌水情况下处理方法先进行超前固结灌浆，再结合上述其它超前支护的方法处理。通过断层洞段的各施工工序之间的距离应尽可能缩短，尽快使全断面支护封闭，减少岩层暴露、松动时间。②TBM掘进方法（a）TBM掘进至断

3、层破碎带时，由于掌子面附近的围岩破碎、松散，TBM刀盘应顶在掌子面上，不要轻易后退，更不能在无推进的状态下转动刀盘掘进。否则，会造成刀盘前部更大范围坍塌，形成空穴。（b）紧跟掘进进行人工锚喷支护，及时封闭围岩。对不同的地质段，及时调整喷混凝土的厚度，控制围岩变形，确保主机撑靴不会撑跨围岩。及时进行围岩量测并反馈量测信息。若顶拱下沉仍得不到控制，应采取补喷或加强钢拱架等一系列其它加强支护的措施。适当减小水平撑靴支撑压力，降低对围岩的承压力，减小扰动。此时采用较低的刀盘转速从而控制刀盘的推进速度，使掘进速度降为50%以下。当洞壁围岩被撑靴撑

4、垮时，可采用10mm以上厚度的铁板临时放于撑靴处，也可用铁皮封堵撑垮区，向铁皮内喷射混凝土或及时快速灌注混凝土。为减少等强时间，提高工效，在混凝土中加入适量的速凝剂（速凝剂量适中，以保证混凝土有一定的流动性，确保坍塌部位回填密实）。（c）TBM设计上采用平面大刀盘结构和液压可调顶部护盾，使掘进机对软弱围岩有很强的适应性，采用凹入式滚刀，防止边刀区域围岩松动，可调顶部护盾控制边刀后方围岩稳定。约120°的指状顶护盾的下部空间，是安装钢拱架、超前锚杆、超前钻孔和实施超前注浆等作业的安全作业区。同时可以降低水平撑靴的推力以便与围岩情况和地基的

5、承载能力相符合，在全负荷下正常的水平支撑压力约2.9MPa，在软弱岩层中最小可以减小到1.3MPa。当岩体十分破碎，以致刮渣器不能及时清渣时，可利用刀盘的反转，避免刀盘卡塞事故的发生。（2）岩爆段TBM施工岩爆是地下工程施工中一种灾害性地质现象，崩落的岩块会伤害施工人员、损坏施工设备。本段工程最大埋深500m。从招标文件的地应力指标来看，不会有大的岩爆发生。为预防岩爆发生，施工中加强预测预报，视可能发生岩爆的程度采用相应预防措施。软岩爆区段，可在TBM刀盘护盾后及时喷射混凝土封闭岩面，尽可能减少岩层暴露时间，然后采用钢拱架加强支撑和锚喷

6、钢筋网联合支护。中等强度以上的岩爆区段，除上述加强钢拱架、钢筋网、锚喷联合支护措施外，应采取超前钻孔释放地应力，钻孔注水等措施软化围岩。另外在刀盘旋转切削岩石的同时，刀盘上喷水嘴会向掌子面喷水，除起到降压和降温的作用外，也在一定程度上控制了岩爆的发生。（3）富水带施工①地下水的主要情况按地下水赋存的条件和水力学性质，工程区内地下水分为松散岩类孔隙水、碎屑岩孔隙水、基岩裂隙水和断裂构造水四种类型。预测隧洞施工中，地下水分布不均，洞室多为渗水——滴水状态。但在个别构造发育部位，由于断裂带物质组成和风化程度不均，特别是存在断层泥及断层角砾等软

7、弱夹层，外水压力较大，有集中涌水可能。因此对突然涌水仍须有所防备。高压涌水洞段对TBM施工的影响有：（a）由于水压作用，工作面会坍塌，掩埋刀盘及机体，增大刀盘的扭矩。（b）洞壁发生坍塌时，撑靴无支撑点，TBM不能推进。②TBM施工中对涌水的处理措施（a）确定技术措施的原则技术措施的原则为：预测先行，预防为主，防微杜渐，确保安全。（b）掘进前采取的措施打超前孔，探测钻孔出水量、水压，确定涌水点里程，打超前钻孔排放泄水。排放泄水疏干过程中，时刻观察水压及水量变化。如水压减小，在做好排水系统的条件下，待涌水基本排干时，TBM可继续掘进。但排水

8、孔水压及水量不减，必须采用注浆堵水。（c）掘进后采取的措施把工作面的涌水或注浆后的剩余水量及时排离工作面。对洞壁漏水，采用挡遮、引排措施，保证喷混凝土质量。（d）根据水量不同分别采取措施·围岩内只有微量渗水