超深埋隧洞TBM施工的岩爆研究

TBM工法最显著的优势就在于掘进速度快,其决定性因素是掘进、支护设备与隧洞地质条件的匹配程度,而岩爆(尤其是强烈岩爆)是制约锦屏二级水电站隧洞开挖进度的瓶颈问题。本文结合施工排水洞岩爆现象及支护处理措施,对岩爆的声学特征、时空效应、破坏方式等进行分析,总结了TBM施工洞段岩爆的特点。在水电隧洞工程中引入了微震监测进行岩爆预报,也是目前岩爆监测与预报或预警最有效的技术之一。在对岩爆发生规律、特点、预报研究的基础上,根据TBM设备的特点和能力,提出了防治不同等级岩爆的工程措施和建议。     

深埋隧洞岩爆特征及规律成因浅析

从岩爆发生的条件，分析论证南盘江天生桥二极水电站引水隧洞岩爆特征及规律形成的原因．对引水隧洞发生的特强岩爆，提出了不同的看法．另外探讨了岩石脆性系数对岩爆发生的影响，提出了地壳上部地应力分带的设想．     

深埋隧洞岩爆防控技术及典型工程应用现状综述

结合岩爆的分类、机制、评价预警方法及防控原则,对深埋隧洞施工期岩爆主动和被动防控措施进行了梳理,重点分析其作用机理、适用范围与防控效果。对比了钻爆法和全断面隧道掘进机(TBM)法施工下岩爆的不同特征规律及防控重点,调研了典型水工隧洞的岩爆防控技术应用情况,包括锦屏二级水电站引水隧洞、引汉济渭工程秦岭隧洞、N-J水电站引水隧洞和滇中引水工程香炉山隧洞。结果表明:岩爆的主动防控措施包括钻孔应力释放、超前应力解除爆破、先导洞、高压喷水、钻孔注水、超前锚杆和预应力锚杆支护;被动防控措施包括喷锚支护、钢支撑、钢筋网(柔性钢丝网);钻爆法的岩爆防控重点是及时封闭支护,TBM法则需通过主动防控规避强烈-极强岩爆;当前大型水工隧洞的岩爆防治普遍采取主动+被动联合防控,主动措施以超前应力释放为核心,被动措施则采取“喷锚网+钢拱架”共同加固围岩,且注重使用快速柔性支护型式;岩爆的动态防控、量化精准防控以及发展更高效的超前应力释放技术和柔性吸能支护体系是值得进一步研究的方向。     

基于模糊数学深埋TBM隧洞断层破碎带围岩等级划分

针对因勘察阶段地质资料不完善所导致的开挖后围岩等级与勘察设计阶段不一致的现象,文章提出了基于模糊数学的方法,并采用围岩基本质量（BQ）、纵波弹性速度（Vp）以及点载荷强度等多因素,综合对开挖穿越的某深埋TBM隧洞断层破碎带围岩等级重新划分。结果表明：通过引入多因素判别的模糊数学方法可有效对断层破碎带及附近区域围岩重新划分,使其划分结果真实、有效地贴近现场实际开挖情况,该方法是一种综合指标法,具有适用范围广、判断较为准确的优点。研究结果可为相似工程围岩等级判别提供参考。     

深埋水工隧洞岩爆微震监测预警研究

为了避免或降低潜在的岩爆风险,以陕西省引汉济渭工程秦岭输水隧洞为研究对象,采用加拿大ESG微震监测技术获取分析岩爆监测信息,对TBM隧洞微震监测设备的安装、传感器阵列布置、数据无线传输的方案进行了优化。通过长期监测结果和实际开挖情况对比发现:TBM洞段和钻爆法洞段80%以上的岩爆可提前预测,准确率分别达到90. 96%和83. 3%。     

深埋长隧洞不良地质洞段TBM施工对策

全断面双护盾岩石掘进机施工隧洞,开挖与衬砌平行作业,具有施工速度快、效率高、施工安全等特点。但对于深埋长隧洞来说,由于地质条件复杂,TBM施工就会遇到一些困难。为此,对不良地质洞段的施工对策进行了探讨,以供参考。     

中条山深埋隧洞地应力及岩爆防治措施

介绍了中条山引水隧洞工程概况,为查明中条山引水深埋隧洞段初始地应力场,在钻孔内进行了水压致裂法地应力测量,根据地应力、岩性特征等分析评价隧洞围岩地应力及产生岩爆的可能性,建议本段隧洞在施工过程中采取应力释放钻孔、超前导洞、围岩加固等防治措施。     

深埋长隧洞施工方案比选

进入21世纪以来,在我国的水利水电工程施工中长度超过10 km的输水隧洞掘进,多采用掘进机法,但根据地形条件,如果具备开设施工支洞的条件,也可采用钻爆法施工。本文以引哈济党工程输水线路方案二的长隧洞施工方案为例,从埋深、工程地质条件、施工工作面的确定、独头最大通风长度、工期及投资等方面对TBM方案和TBM+钻爆法联合方案进行了比较,在满足规划工期的条件下,选择了相对合理的施工方案。     

TBM在深埋超长隧洞断层破碎带卡机后脱困施工技术

文中介绍了辽宁省大伙房水库输水工程TBM1标段一次TBM通过断层破碎带时的卡机事故的处理及采取的一系列有效的措施,对类似事故的处理有一定借鉴作用。     

深埋长隧洞施工技术

随着科学技术和经济的发展．不同用途的深埋长隧洞将越来越多。与常规隧洞相比深埋长隧洞的高地温、岩爆、施工通风及进度等方面的问题更为突出，施工中必须采用先进的施工技术妥善解决。钻爆法和掘进机法是目前采用的两个基本施工方法，长度大于6km的圆形隧洞应优先选用掘进机法，而钻爆法作为传统的开挖方法因其广泛的适应性仍然是不可缺少的，因此．联合掘进法经常是深埋长隧洞施工的最佳方法。     

TBM用于特殊地质条件下长隧洞施工的研究

万家寨引黄工程北干1号隧洞多数洞段位于地下水位以下，局部洞段洞顶以上最大水头达300m。通过研究发现，在通过较薄岩层和强风化岩层时，用TBM掘进对围岩扰动小，施工安全性较好：但在部分煤矿采空区、岩爆、可能有瓦斯、矿坑积水等高外水洞段，特别是围岩条件较差的高外水洞段，需要采取超前钻孔预注灌浆措施，堵水并加固围岩，TBM方可通过。在这种特殊的地质条件下，与全洞线采用钻爆法施工相比，用TBM施工可节省投资9100万元；若同时将温岭管片预制厂搬到大梁，运费还可节省526万元。     

敞开式TBM穿越深埋隧洞断层破碎带一次支护结构优化研究

敞开式TBM适用于围岩完整性较好、Ⅲ类及Ⅲ类以上围岩比例较高、自稳能力较强地层,但在掘进断层破碎带时,一次支护施工将占用掘进时间、作业率较低、平均进尺较慢、施工人员及设备暴露在围岩或初期支护之下,安全性相对较差.针对穿越断层破碎带时施工效率低和安全性差的问题,在确保围岩稳定条件下,对一次支护结构开展优化研究,从而使TB...     

南水北调西线工程深埋隧洞岩爆分析及预测

岩爆是一种典型的地质灾害,如何对岩爆进行预测已成为地下工程领域研究的热点和难点问题。为评价南水北调西线工程深埋隧洞岩爆发生的可能性,提出采用岩性分析、地应力实测及有限元分析相结合的方法进行岩爆预测。在研究中,从工程地质的角度,基于隧道围岩岩性分析、现场地应力实测及地应力场的反演分析,对隧道开挖后应力场进行了有限元数值模拟,综合分析了西线工程隧道初始地应力场沿轴线分布规律以及隧道开挖后不同埋深处岩爆发生的等级。结果表明,该工程岩爆等级大部分为中等岩爆。     

深埋长引水隧洞TBM施工关键技术探讨

巴基斯坦N-J水电站位于喜马拉雅强烈构造影响区,受区域构造及地质影响,引水隧洞发育的大断层及次生断层众多,给工程的TBM掘进施工带来极大困难。结合工程实际条件和施工实践,总结了在深埋高地应力隧洞的TBM施工中应用的一系列关键技术,涉及TBM超前勘探,挤压变形灾害的预测与控制、岩爆防治及卡机脱困等,相关成果可供国内外类似地质条件下的工程设计和施工参考。     

岩体隧洞岩爆过程微震特征及其扩展机制

基于深部岩体隧洞不同开挖方式下的岩爆现场情况及微震监测数据,确立了最大能量微震事件岩爆发生时间、等级的判定标准。在此基础上,对深埋隧洞即时型岩爆的孕育及发生过程进行了研究,结果表明:即时型岩爆孕育过程中围岩岩体处于破坏加速集聚并不断扩展的过程,此过程中微震事件数量不断增加、能量参数不断增大,当岩爆发生时达到最大值;TBM开挖过程可近似为准静态卸荷,受到开挖方式的影响其裂隙扩展范围相对较小,围岩承载力也较强;而钻爆法开挖是初始应力的动态卸荷,爆破冲击荷载造成的裂隙扩展范围较大,同时其围岩储能能力相对较差。     

引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM施工段岩爆防治措施探讨

引汉济渭秦岭隧洞最大埋深约2000m,根据资料分析,秦岭隧洞地应力高、埋深大具备发生岩爆的条件.本文拟对引汉济渭秦岭隧洞越岭段岭南TBM施工段（K27＋643.006～K46＋360.000）18.717km地段围岩岩爆机理进行分析、研究,提出TBM法施工通过岩爆地段的施工预防措施.     

深埋长隧洞TBM施工不良地质的超前预报和应对措施

深埋长隧洞受勘探条件的限制,难以准确预判掌子面前方的地质情况。介绍几种隧洞施工超前地质预报的方法和工程处理措施,能够较好地解决深埋长隧洞TBM施工中不良地质带来的问题。     

基于模糊概率的深埋隧洞岩爆风险分析

 岩爆是深埋隧洞开挖中主要工程问题之一,如何对其进行准确预测也是岩石工程的重点研究课题。针对深埋隧洞围岩发生岩爆的随机性和模糊性,将岩爆视为一种风险,引入以可靠度为基础的模糊概率风险理论,建立了一个新的岩爆风险预测模型——模糊概率风险分析模型,该方法克服传统判别方法的不足,既能预测岩爆的发生,又能计算各级岩爆发生概率。结合工程常用的Russenes岩爆判别法,推导出模型的概率密度函数和隶属函数形式。应用该方法对南水北调西线工程泥曲-杜柯河段隧洞部分洞段进行岩爆风险评估,并与常规岩爆判别法对比。