TST超前地质预报技术在N-J工程中的应用

因其在掘进速度和安全施工上的巨大优势,TBM掘进施工技术在世界范围内被广泛应用,但由于部分隧道地质情况不明、超前地质预报方法不当造成的TBM掘进卡机情况也时有发生。结合TBM现场施工的实际情况,巴基斯坦N-J水电站项目最终采用TST超前地质预报技术指导TBM掘进施工。与TBM贯入度、推力参数的对比分析表明,TST超前地质预报技术在N-J项目TBM施工中的应用是可行的,对岩性分界面和断层位置的预报结果可信度较高。     

CCS水电站输水隧洞工程地质条件分析与处理

为保证CCS水电站输水隧洞双护盾TBM施工正常进行,开展了围岩分类与稳定性评价及隧洞超前地质预报,研究了施工方法,提出了施工技术建议。在双护盾TBM施工过程中,可见的围岩范围较小,无法进行地质素描,根据双护盾TBM施工的技术特点,选择了隧洞掌子面及洞壁小范围的围岩观察、TBM掘进参数分析、局部岩石回弹值测试、岩渣性状分析、地下水特征分析等多种方法获取围岩地质信息,从而对围岩进行分类和稳定性评价。选择了隧洞宏观地质条件分析、施工过程地质条件分析、以地震法和电法为主的物探方法、掌子面超前水平钻探等综合方法对掌子面前方围岩进行探测和预报,根据预报结果有针对性地采取处理措施。针对TBM施工过程中出现的涌水、砂岩砂化、断层破碎带等不良地质条件,建议施工单位采取了超前地质预报及调整掘进参数、堵水、超前灌浆加固围岩等施工方法和技术,TBM顺利通过了不良地质段。     

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。     

浅埋隧道进出口管棚施工技术

六田隧道进口覆盖层较薄,地质条件较差,采用常规方法施工易发生塌方。为保证隧道开挖的顺利进行,对隧道进口段采用管棚预支护,减少了超挖量、提高了洞身整体性,提前控制了围岩的稳定性,降低了开挖掘进塌方风险。该技术有效提升了隧道洞挖安全性,可为隧道施工提供参考。     

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。     

复杂地质条件下隧道塌方处治分析

结合某隧道实际工程,通过软弱围岩隧道塌方段施工处治技术,从工程地质、水文地质及施工因素等各方面分析其发生塌方灾害事故的原因,归纳出围岩塌方的破坏特点,并对相应处治措施作出分析评价。结果表明:施工中采用超前小导管、锚杆超前支护等措施,对防止围岩恶化,控制隧道变形和预防塌方能起到明显作用。     

三维地震波法超前地质预报在引汉济渭工程TBM施工中的应用

秦岭隧洞横穿秦岭底部,工程地质条件极其复杂多变,具有大埋深、高应力、高水压、大流量的突出特点,修建过程将会遇到大塌方、岩爆、突涌水、大埋深条件下的软弱围岩大变形等多种特殊地质问题,准确预报施工前方的不良地质体,采取有效的防治对策,对保证工程的顺利实施及施工人员、设备的安全至关重要。TBM因其空间狭窄、设备仪器耐用性差、电磁干扰等因素限制,常规的超前地质预报方法无法适用于其施工段的地质预报工作,在引汉济渭工程隧洞工程中引入三维地震波法进行了两次探索与尝试。研究结果表明,三维地震波法对隧洞前方不良地质体预报预测有较好的正相关响应,是适用于TBM施工的超前地质预报的高效手段之一。该技术在引汉济渭工程秦岭隧道TBM岭北施工段掘进中预报了前方地质信息、动态评价围岩质量,尤其为K51+597.6位置TBM卡机脱困方案的制定及时准确地提供了前方地质情况,对TBM施工段的超前地质预报具一定参考价值。     

隧道岩溶区浅层地震及地质雷达综合预报应用研究

岩溶地区地质条件复杂,为了尽量避免冒顶、塌方、突水、涌泥等重大安全事故的发生,常采用超前地质预报技术来排除岩溶地区隧道开挖施工隐患。选用地质雷达法以及TSP法相结合的综合预报法对岩溶区溶洞发育情况进行探测,分析岩溶区获取的实测数据,提取其中的物探成果参数并且采用模糊综合评价法对岩溶不良地质体存在风险评价,结合围岩地质资料及评价结果进行围岩级别划分,可为隧道的安全施工提供有效可靠的指导。     

新疆XSDY二期工程TBM通过大塌方段的施工方案

新疆XSDY二期工程大部分位于新疆阿勒泰山区,全长148km,隧洞上方地形复杂,隧洞最大埋深700m,给前期地质勘探带来一定难度,导致地质报告存在不同程度偏差,在施工过程中极易出现围岩类型与设计不符现象,施工中虽然山东大学做了XEII标段超前地质预报,但因各种综合因素,掌子面难免出现岩爆、塌方。根据XSDY二期工程II标段隧洞TBM(TBM为全段面硬岩隧道掘进机)施工实例,论述TBM通过塌方段的施工方案,可为类似工程提供参考和借鉴。     

TST技术在TBM掘进隧洞超前地质预报中的应用

以巴基斯坦某深埋长隧洞TBM施工超前地质预报为例,系统介绍了TST超前地质预报技术的基本原理、观测系统、现场测试参数设置、数据处理方法及其处理过程,最终获得隧洞掌子面前方100~150m范围内待开挖岩体的地震波偏移图像和地震波速度曲线图像。结合地质分析成果综合解释和判断地震波偏移图像和地震波速度曲线图像中所反映掌子面前方岩体的地质特征及不良地质现象等信息,达到隧洞施工超前地质预报的目的。通过对比分析隧洞桩号9+678-9+578段TST技术预报成果,说明其与超前水平钻探结果、TBM推力与贯入度参数大小、开挖后地质编录成果等吻合较好,完全符合客观地质实际,为工程设计与施工提供了科学依据,满足了隧洞安全施工的需要。由此表明TST超前地质预报技术可适用于TBM施工的深埋长水工隧洞的预报工作,还可获得良好的应用效果,为类似工程提供了很好的借鉴范例。     

TBM引水隧洞卡机原因分析与处理方法

针对某TBM引水隧洞不良地质段卡机问题,通过对比塌方段与卡机段工程地质情况,分析了容易引起卡机的地质条件,阐述了卡机处理措施与效果。结果表明：V类围岩及中等倾角条件下的断层更容易引起卡机,采用1次支护+化学灌浆+喷混的综合处理方式,解决了TBM卡机问题,可为类似工程提供借鉴。     

西藏某隧道施工超前地质预报ISP系统的应用研究

由于TBM隧道空间限制、电磁环境复杂等原因,TBM隧道超前地质预报,特别是双护盾TBM隧道超前地质预报工作一直是一个世界性的难题。本文在西藏某公路隧道引入了新型的与TBM一体化的机载ISP系统,尚属在国内首次运用。文中深入分析了ISP系统创新的RSSR原理,就机载ISP系统在双护盾TBM中的应用进行深入研究。ISP系统在双护盾TBM施工隧道超前地质预报工作中的成功应用,能够切实指导TBM掘进施工,降低TBM卡机风险,为隧道安全顺利贯通保驾护航。     

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。     

复杂地质条件下大型地下厂房系统施工

溧阳抽水蓄能电站地质条件复杂,地下水丰富,围岩类别以Ⅳ、Ⅴ类为主,开挖后洞室自身稳定性差,确保地下洞室围岩安全稳定是开挖支护的难点。地下厂房系统施工开挖遵循"超前地质预报、超前排水、超前支护、先边后中、先软后硬、先洞后墙、薄层开挖、随层支护、加强观测"的原则,整个地下系统施工过程中未发生一起较大规模的塌方事故,有效地保证了施工安全、质量、进度。     

基于TRT法辅助小断面隧道塌方处理技术的应用研究

针对小断面隧道塌方处理,以往多采用注浆锚固法、大管棚注浆超前支护、小导管注浆预固结等传统方法。结合TRT法诊断塌方体实际情况,提出改进的“双排小导管注浆预固结+小导管钢支撑未扰动岩层组合体+预留核心土”处理措施,对洞内塌方体的松散渣体进行加固处理,通过在引水隧道工程的现场实际应用,验证了该方法具有技术简单、操作性强、成本较低、安全有效的特点,能有效降低施工风险,提高施工进度,尤其适用于小断面隧道软弱破碎围岩严重塌方段。     

两河口水电站对外交通专用公路Ⅰ标大梁子隧道塌方处理

两河口水电站对外交通专用公路Ⅰ标大梁子隧道由于地质条件复杂、围岩稳定性差、地下水丰富,虽然在开挖过程中按要求采取了一系列有效的初期支护措施,使围岩的稳定性得到了加强,但由于不可预见的地质因素,还是不可避免地产生了不同程度的塌方和掉块。介绍了大梁子隧道2个塌方段的处理情况。     

基于Fisher模型围岩稳定性分析方法

TBM是已经从原始的人工钻爆法发展为半自动化施工的成套型机械设备,然而未能实现完全自动化的根本原因在于隧洞围岩稳定性需要地质工程师现场勘认后进行支护处理。TBM掘进中操控室得出的主推力、刀盘转速、贯入度、平均扭矩等相关参数,是反映刀盘最直接的原始数据,与掌子面围岩稳定性密切相关,利用Fisher判别法将这4组非平衡数据转化为一维线性关系,总结出的围岩稳定性判别函数,全面提高掘进效率。     

两河口水电站对外交通专用公路I标大梁子隧道塌方处理

两河口水电站对外交通专用公路I标大梁子隧道由于地质条件复杂、围岩稳定性差、地下水丰富，虽然在开挖过程中按要求采取了一系列有效的初期支护措施，使围岩的稳定性得到了加强，但由于不可预见的地质因素，还是不可避免地产生了不同程度的塌方和掉块。介绍了大梁子隧道2个塌方段的处理情况。     

调水工程富水破碎洞段综合超前地质预报技术

为避免或减小隧洞穿越富水破碎岩体发生突涌水、塌方等造成的危害,提出了基于地质分析、隧道地震预报(TSP)法与超前钻探结合的综合超前预报体系。首先通过地质分析对不良地质进行评估,之后利用TSP法对前方不良地质体进行定位,确认有不良地质构造存在,最后利用超前钻探进行预报。滇中引水工程富水破碎洞段的两个工程实例表明,此预报技术可准确地预测不良地质段以及涌水段位置和规模大小,可帮助工程技术人员及时地制定相对应的预警措施和处理对策,从而减少施工过程中突泥、涌水、塌方等地质灾害出现的概率,保证隧洞安全施工。     

隧道断层带中超前地质预报方法

通过对拟掘进段隧道勘测资料及工程地质条件的解读、隧道掌子面地质编录情况的判别和地质雷达解译结果的综合分析,预报出拟掘进段塌方可能发生的位置及桩号、涌水量大小和塌方规模及危害。隧道开挖后的地质编录、塌方发生的桩号、地下水出露情况、塌方规模及成因的分析,证明预报方法是正确的,并对断层带地质超前预报的方法做了归纳总结。