科卡科多水电站引水隧洞灌浆加固方法

科卡科多水电站引水隧洞以火山岩和侵入岩为主,岩石性脆且易破碎。2014年1月TBM掘进过程中受多条断层破碎带的影响而发生卡机故障,为了使TBM脱困,施工方对断层破碎带内的围岩进行了灌浆加固处理,开挖辅助作业洞,选择GU超细水泥浆和YDS-40高渗透环氧化学材料进行复合灌浆,灌浆结束后通过钻芯检查进行质量评价,通过灌浆加固围岩,使TBM顺利脱困,掘进工作得以继续进行。     

科卡科多水电站引水隧洞灌浆加固方法探讨

科卡科多水电站引水隧洞以火山岩和侵入岩为主,岩石性脆且易破碎。2014年1月TBM掘进过程中受多条断层破碎带的影响而发生卡机故障,为了使TBM脱困,对断层破碎带内的围岩进行了灌浆加固处理,开挖了辅助作业洞,选择GU超细水泥浆和YDS-40高渗透环氧化学材料进行复合灌浆,选择了灌浆工艺和方法,灌浆结束后通过钻芯检查进行质量评价。     

新疆某隧洞开挖TBM卡机原因及脱困处理措施

新疆某输水工程T4勘探试验洞开敞式TBM掘进通过F304断层时出现设备卡机现象。根据超前地质预报结论并结合现场断层破碎带物质成分观察分析,得出卡机的原因为:现场破碎带为碎裂结构松散岩体,呈强风化,局部节理裂隙含断层泥,洞室不能自稳,隧洞掌子面塌方破碎岩石挤压抱死刀盘产生的摩擦阻力大于TBM刀盘驱动旋转扭矩,而使刀盘无法转动。针对F304断层破碎带的影响区域及TBM设备支护系统的施工范围提出了切实可行的TBM脱困措施,并总结了刀盘脱困启动和后续掘进时应注意的一些参数和事项,以期为日后施工过程中有效规避或及时处理不良地质洞段以保证TBM顺利通过提供施工经验,也为其他TBM设备出现类似卡机问题提供借鉴。     

北疆某输水隧洞开敞式TBM卡机脱困施工探析

文中介绍了在复杂、多变地质情况下,敞开式TBM施工掘进中突遇围岩破碎带并发生塌方,造成TBM掘进机卡机事故。通过对TBM卡机原因分析,结合现场卡机段围岩及前方超前地质预报情况,制定切实可行的脱困施工方案,并通过注浆、围岩固结等一系列有效的工程措施,最终在保证工程安全的前提下使TBM安全快速脱困,为今后类似TBM掘进施工提供参考和借鉴。     

山西中部引黄工程TBM卡机成因分析及脱困技术

山西省中部引黄工程总干3号隧洞采用TBM施工,由于隧洞埋深大、地应力高、地质条件复杂,设备在不良地质洞段易发生卡机。结合连续两次卡机事故,分析了卡机产生的地质、施工和设备原因,提出了针对不同卡机形式的脱困措施,并详细制订了脱困后的掘进方案,使TBM成功脱困并顺利通过断层破碎带。实践证明,扩挖小导洞是最为有效的脱困措施,当护盾外侧围岩破碎时,可辅以化学固结灌浆,但还需关注卡机前的预控措施和脱困后的掘进措施,才能实现TBM的顺利推进。     

小导洞迂回反向支护在TBM卡机脱困中的应用

引汉济渭水利工程岭北段TBM掘进通过断层破碎带时,受流渣状变质千枚岩、糜棱岩及夹杂断层泥砾影响,刀盘和护盾段被坍塌碎屑体卡死受困。为实现TBM脱困,在掘进面右侧围岩较好段,通过设置爬坡孔并采用风镐人工开挖纵向超前导洞,导洞迂回通过塌腔并开挖至刀盘前12 m后横向扩挖形成管棚工作室。在工作室反向大管棚支护条件下,开挖至受困刀盘处并实现TBM顺利脱困。小导洞迂回反向支护技术在TBM卡机脱困中的应用表明:①为防止坍塌体进一步碎胀挤压盾体,TBM脱困处理前需采用套拱完成盾尾急剧收敛段加固;②爬坡孔和纵向导洞需设置在围岩较好段,采用Φ32自进式锚管结合H150门型钢架支护,循环进尺控制在0.5 m以内;③按照"分区分段、由上及下、管前严注、短挖强支"原则,由纵向超前导洞向盾体两侧开挖横向小导洞处理坍塌体并设内外两层环形钢拱架,在拱架间灌注C30混凝土形成型钢混凝土结构,以此保护盾体并释压脱困。     

浅谈TBM卡机高效脱困技术

TBM对地质条件差的围岩较钻爆法适应能力差,在地质断层带处可能会出现卡机情况,TBM卡机处理费时、费工,成为制约TBM快速掘进的主要因素之一。本文分析了辽宁省桓清重点输水工程TBM卡机事故原因,针对实际情况,采用管棚支护结合化学灌浆加固松软岩体等方法,减轻了松软岩体对刀盘和护盾的压力和扭阻力,实现了依靠TBM自身脱困的目标,与传统卡机处理技术相比,具有节省工期和投资、安全性高等优势,可为类似工程提供参考。     

CCS水电站引水隧洞TBM断层带卡机脱困技术

厄瓜多尔CCS水电站引水隧洞采用大直径双护盾TBM施工,开挖洞径9.11 m,在掘进至桩号K16+127.0 m时,由于断层破碎带围岩塌方掩埋及堵塞刀盘造成卡机事故。在分析地震法物探成果和钻孔岩芯的基础上,确定断层破碎带及影响带宽度约70 m,围岩稳定性差,以Ⅳ类为主,局部Ⅴ类。拆除刀盘后方16.26 m处管片的上半部分后,沿洞壁两侧开挖旁洞,至刀盘后沿引水隧洞轴线进行导洞顶拱扩挖直至通过断层破碎带,导洞开挖前采用超前锚杆、固结灌浆等超前支护措施,开挖后采用钢拱架、系统锚杆、挂网喷射混凝土支护措施;支护完成的导洞防止了TBM掘进时的洞顶塌方,TBM在断层破碎带内掘进时,每环掘进前均对掌子面前方围岩进行固结灌浆以防掌子面围岩塌方;采用以上技术措施后,TBM成功脱困并穿过了断层破碎带。     

深埋长距离引水隧洞敞开式TBM施工不良地质灾害处置措施研究

为降低敞开式TBM穿越不良地质段时的施工灾害风险,文章依托新疆某深埋长距离引水隧洞,针对富水软弱破碎带、软弱围岩、高地应力和断层破碎带等不良地质条件引发的施工灾害问题,采用多种施工处置措施进行了现场治理,保证了TBM顺利通过不良地质段,减少了TBM施工灾害的发生。研究发现采用综合超前预报方法并制定相应的施工预案可有效降低施工灾害的影响。灵活组合复合灌浆、钢拱架支护、系统锚杆、换填混凝土、空腔回填等措施可增强围岩整体性。施作超前注浆锚杆以及超前注浆的方法加固围岩,或采用扩挖小导洞方式,可有效实现TBM卡机脱困。研究结果可为类似TBM隧洞工程提供施工指导。     

深埋长输水隧洞TBM卡机事故分析及处理措施

引红济石隧洞工程中采用双护盾TBM掘进，因遭遇断层、岩体破碎带、软弱围岩共同作用造成多次、重复卡机事故。从卡机处岩性、地质构造、地下水、隧道开挖与软弱围岩挤压变形等方面，系统分析了卡机原因；并针对卡机事故的一般规律，提出了两套卡机脱困的解决方案。工程实践表明，所提方案不仅可较理想地解决卡机事故，同时还可为TBM在围岩坍塌地段的施工提供宝贵经验。     

复杂地质区TBM卡机成因分析及脱困技术

N-J水电站工程地处喜马拉雅山南麓,电站引水隧洞埋深大、地质条件复杂。其引水隧洞的某双线洞段采用2台开敞式TBM掘进,因遭遇剪切破碎带、软弱围岩、地下渗水的共同作用,在掘进过程中围岩发生较大规模塌方,出现卡机事故。通过对该洞段地质条件的综合分析,有针对性地提出了在护盾顶部人工开挖小导洞的脱困方案,最终使TBM顺利脱困。为TBM在类似不良地质围岩洞段的施工提供了宝贵经验。     

某交通洞TBM掘进卡机与脱困处理

某交通洞采用TBM掘进,遇F304断层破碎带,导致TBM卡机,经分析,原因为F304破碎带塌方的块碎石埋住刀盘,加之洞上方地下水淋滤作用,上部糜棱岩等细颗粒物质充填密实在塌方的块碎石空隙中,导致刀盘抱死。通过物探超前预报测试,确定卡机前方顺洞线断层带长度达118m,距离较大,为此确定采用低强度的化学灌浆保护刀盘,用高强度水泥对围岩块碎石固结灌浆,使塌方块碎石胶结成整体,在扩挖抱死刀盘周围形成低强度化学灌浆层,该方案效果明显,TBM在短时间内实现了脱困。     

引水隧洞断层破碎带TBM掘进卡机处理措施

某引水隧洞工程TBM掘进机施工时,由于遇到不良地质断层破碎带,发生了TBM掘进机卡机事故,严重影响了施工进度及质量。为此,采用地质预报测试方法,结合预报结论来分析卡机原因,提出相应的脱困方案和施工措施,成功解决了TBM掘进机卡机问题,其经验可供类似工程施工参考。     

新型化学灌浆技术在TBM围岩加固中的应用

TBM地质适应性差,在复杂地段施工中易造成TBM卡机甚至无法施工。以新型化学灌浆技术在引红济石调水工程TBM脱困以及围岩加固中的应用为实例,介绍了新型化学灌浆材料及其配套施工技术在TBM通过不良地质地段施工中的应用。超前堵水、加固聚氨酯化学灌浆将松散岩石变成固结岩体,解决了掌子面坍塌的问题,使TBM后护盾及后配套能在富含地下水的破碎带中缓慢前行,保证了TBM的开挖进度。     

引汉济渭输水隧洞TBM卡机处理方案研究

引汉济渭工程秦岭隧洞全长98.3 km,越岭段地质复杂,TBM卡机事故成为了阻碍隧洞顺利施工的一大障碍。结合秦岭隧洞此次卡机事故的特点,利用钻孔电视勘测以及三维地震法超前地质勘测对卡机段地质进行了详细的勘明;根据超前地质预报结果结合工程实际制定护盾后方收敛变形区加固方案以及护盾前方断层带处理方案;根据处理方案制定可行的施工措施,为TBM脱困创造了有利条件。     

西藏某隧道高地应力条件下TBM脱困及预防技术研究与应用

对西藏某隧道因片麻岩在高地应力条件下快速收敛变形以及挤压破碎松弛垮塌造成的TBM卡机原因进行了分析,并对其采取了正确的处理措施使其成功脱困所取得的经验,可为今后类似条件下的TBM施工提供借鉴。     

TBM卡机防控脱困方案智能决策方法研究

目前深埋长输水隧洞中硬岩掘进机(TBM)卡机防控脱困方案决策过程受卡机机理复杂性、围岩-护盾相互作用全过程监测困难性及人为主观经验等因素影响,导致决策结果的有效性、经济性和及时性有待提高。针对上述技术难题,基于构建的TBM卡机案例库数据,尝试采用支持向量机分类(SVM)方法,预测TBM卡机致灾模式和风险,继尔采取相应预防措施。同时,基于案例推理(CBR)方法,对卡机后脱困方案进行科学决策。智能决策方法应用于新疆某输水工程隧洞关键洞段施工中,准确预测了TBM卡机风险,并提前采取防控措施,避免了卡机事故的发生。同时针对已发生卡机的洞段,决策推荐了卡机脱困处理方案,与现场实际采取的脱困方案一致,有效降低了脱困处理工程费用,并缩短了处理时间。     

山岭隧道掘进机施工超前灌浆技术

TBM在通过断层破碎带及含水地层等不良地质地段时,采用超前灌浆可有效维护掌子面与洞壁围岩的稳定,阻断渗水通道,保证TBM安全通过。文章结合戴云山铁路隧道施工中遇到的断层破碎带和涌水问题,分析了超前灌浆的加固机理,对TBM超前灌浆工艺中的浆液选择、预灌浆岩体力学和抗渗性能以及灌浆设计参数等问题进行了探讨。     

引水工程隧洞卡机风险段TBM升级改造研究

某引水隧洞施工过程中,出现连续围岩破碎现象,导致TBM卡机、撑靴无法撑紧等一系列工程问题。为提高TBM的适用性,保证TBM安全、高效施工,对TBM进行升级改造。通过改造减速机,将TBM的脱困能力提升1.38倍;通过调整超前钻机外插角,提高注浆效率,并扩大锚杆钻机的有效工作范围;通过刀盘升级和刀座改造实现洞壁扩挖;通过护盾及辅助推进系统改造,实现TBM撑靴不撑紧洞壁掘进。升级改造后,保证TBM快速通过卡机风险段,降低TBM卡机风险,提高工作效率。     

管棚与化学灌浆在TBM卡机脱困中的应用

TBM具有施工速度快,对环境影响小,可以开挖、支护、衬砌同步进行等优点,在隧洞施工中应用越来越广泛。但在地质条件较差的洞段,TBM刀盘容易被卡住,若处理方法不得当,导致长期不能脱困影响工期或者TBM刀盘受损。本文通过辽宁省重点输水工程中TBM卡机的处理,介绍采用管棚与化学灌浆联合施工的在TBM中的应用。