厄瓜多尔CCS项目双护盾TBM不良地质段施工

双护盾TBM在应用过程中,经常会因多种不良地质条件所约束。阐述了双护盾隧洞掘进机在不良地质条件下施工所遇到的典型问题,并以厄瓜多尔引水隧洞双护盾TBM施工为例,对涌水、断层破碎带、塌方等影响双护盾TBM的不良地质条件进行了分析研究,从宏观和微观的角度出发,提出了TBM通过不良地质洞段的方案和措施,可为今后双护盾硬岩掘进机施工提供借鉴。     

模袋灌浆技术在双护盾TBM施工中的应用

双护盾TBM现在得到越来越广泛的应用,是深埋长大隧道掘进施工的首选和必然发展趋势,然而双护盾TBM安全高效通过大变形洞段时所需的围岩快速支护技术尚缺乏成熟有效的经验。以西藏某公路隧道工程为依托,在现有工程应对措施上结合双护盾TBM设备特点提出新型主动防控措施,提出的快速支护技术有效降低护盾卡机风险。     

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。     

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。     

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。     

喀双隧洞T4勘探试验洞TBM脱困施工方案

喀双隧洞T4勘探试验洞采用TBM方法掘进施工,在施工过程中出现了卡机现象.结合场地地质情况确定后方拱架段0+699～0+717 m采用喷锚支护及径向固结注浆加固措施;侧顶护盾及刀盘周围采用化学注浆加固.围岩加固后启动机器使得机器脱困.     

复杂地质条件下双护盾TBM掘进性能研究

针对复杂地质条件下双护盾TBM的掘进性能问题,以兰州市水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工为背景,采用现场实测数据统计分析的方法,研究不同地质条件下双护盾TBM利用率、滚刀损耗及掘进速度。研究结果表明：(1)对于Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类围岩,TBM利用率随着围岩类别的降低而提高,但Ⅴ类围岩由于易发生涌水及卡机等事故,因此TBM利用率一般低于10%。(2)硬岩对TBM滚刀损耗明显高于软岩,硬岩随着围岩类别的降低,滚刀的损耗明显降低。(3)对于Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类围岩,随着围岩类别的降低,净掘进速度明显提高,TBM的平均掘进速度受净掘进速度和设备利用率两方面的影响;Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类围岩的平均掘进速度随着围岩类别的降低而提高,但Ⅴ类围岩受设备利用率极低的影响,其平均掘进速度最低。     

基于TBM掘进隧洞塌方洞段处理措施

地下工程前期地质勘察受地形、地表覆盖及勘察手段等因素影响不可能准确反映实际地质情况,因TBM掘进速度较快、观察掌子面相对钻爆法较难,在遇到不良地质洞段如布置不当很容易造成TBM卡机事故,文章针对TBM掘进深埋、超长、陡坡支洞过程中面对此类情况不同的处理措施对TBM设备安全、工期、经济投资等均有不同程度的影响,文章章结合新疆某输水工程TBM掘进施工支洞遇到的一次TBM卡机脱困施工经验,总结出TBM面对隧洞塌方卡机脱困施工理念,以便供类似工程参考。     

TBM设备施工超前地质预报的技术措施

隧道掘进机(TBM)在隧道工程建设中的应用越来越普遍,但在应用过程中产生和存在的问题也较多,尤其适应地质岩层问题仍是需要探索和研究的课题。结合引洮供水一期工程总干渠7#隧洞单护盾TBM施工掘进,遇到不良地质围岩导致设备卡机等问题,重点论述了TBM设备掘进施工,加强围岩超前地质预报的技术措施和管理的必要性。     

某TBM施工引水隧洞塌方特征与施工方案

TBM(Tunnel Boring Machine,全断面掘进机)施工进入Ⅴ类围岩洞段,极易发生塌方灾害,进一步引起TBM卡机,严重影响施工进度。某引水隧洞采用敞开式TBM施工,刀盘及护盾上方发生塌方,本文采用地质调查与地质超前探测分析了塌方段地质及地下水情况,揭示地质与地下水对塌方的影响作用,建立了“护盾后方加固、化学注浆、固结灌浆、塌腔回填”的处理思路,并对塌方段掘进方案进行了优化。现场TBM安全、高效地通过塌方段,为今后类似塌方灾害的处理提供了参考。     

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。     

TBM在不良地质段的施工技术研究

TBM用于长隧洞的施工技术已经趋于成熟，采用TBM施工具有效率高、质量好、施工安全等特点。但是在遇到不良地质的时候，施工困难，一般的施工方法难于处理设备全面掘进。基于此，就详细阐述了在遇到不良地质段，TBM刀盘及护盾化灌保护+超前化灌固结+轻质混凝土回填+管棚注浆施工的应用，施工中收到了良好的效果，对TBM施工中遇到不良地质的处理提供成功实例。     

厄瓜多尔 CCS 水电站双护盾 TBM 针对大断层脱困采取的施工技术

针对厄瓜多尔CCS水电站双护盾TBM在掘进过程中遇到的断层破碎带,提出了处理和解决的方案措施并予以实施,取得了较好的效果,可为今后双护盾硬岩掘进机施工提供借鉴。     

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。     

单护盾TBM在不良地质隧洞施工中的问题及解决措施

根据引洮供水一期工程7#隧洞不良地质条件下单护盾TBM隧洞施工时遇到的一系列问题,对TBM掘进机进行了优化改进,并提出了该工程不同不良地质条件下TBM掘进时所遇到的问题及解决措施,从而提高了TBM的施工进度,保证了施工过程中人机的安全,可为单护盾TBM隧洞施工提供借鉴经验。     

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。     

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。     

科卡科多水电站TBM卡机处理方法探讨

科卡科多水电站引水隧洞施工过程中发生双护盾TBM卡机现象,根据TBM掘进记录和地质情况分析是受断层破碎带的影响。为使TBM脱困,采取开挖TBM上方岩体,钻设超前小导管、挂钢筋网、喷混凝土、支钢拱架等方法使围岩保持稳定,再清理TBM护盾上方散落的岩石,终使TBM脱困并通过断层破碎带。     

滇中引水工程香炉山隧洞TBM开挖围岩卸荷响应特征

针对滇中引水工程香炉山隧洞TBM掘进洞段地质条件复杂、施工技术难度大等特点,采用现场监测和三维数值仿真2种手段,对典型洞段围岩开挖卸荷响应特征进行了分析。通过对TBM掘进洞段围岩变形和钢拱架受力监测数据分析可知,围岩类别和隧洞埋深均是影响围岩变形量值和收敛时间的重要因素,TBM上的撑靴结构对钢拱架受力影响显著。根据香炉山隧洞敞开式TBM施工特点,提出了敞开式TBM开挖施工的仿真模拟技术,获得了典型断面围岩变形及支护结构受力随掌子面推进的变化规律,可为TBM洞段支护设计优化及掘进过程中卡机问题的预测和判断提供参考。     

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。