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。     

浅议隧洞开挖过程中TBM卡机原因及脱困处理措施

TBM作为一种新型的隧洞开挖设备,集风、水、电、液压等系统于一身,与常规的钻爆法施工相比,具有掘进速度快、支护及时、污染小等优点。但在遭遇大型断层带（即V类围岩不良地质洞段）时,因围岩条件、设备制造缺陷以及支护不及时等原因,易产生卡机等现象,严重影响工程进度。本文结合辽宁省大伙房水库输水工程TBM1标段施工过程中出现的设备卡机现象,对其产生原因、如何进行脱困处理、日后施工过程中如何有效地规避等方面提出了笔者的观点,以期为国内类似工程施工提供借鉴。     

开敞式TBM施工隧洞堵水灌浆的应用

新疆YE输水隧洞SS段Ⅲ标洞段采用开敞式TBM掘进,该段富存地下水,在掘进中出现多处渗水、涌水情况,由于开敞式TBM设备及工作环境,对于堵水灌浆的效率及质量要求较高,针对该工程对不同方案堵水灌浆材料,结合工艺应用进行说明和对比分析。     

开敞式TBM施工隧洞涌水封堵关键技术

新疆某长距离输水隧洞SS段部分洞段采用开敞式TBM掘进,该段富存地下水,在掘进中出现多处渗涌水情况,由于开敞式TBM设备及工作环境的特点,对于涌水封堵措施的处理造成诸多不利条件,文中针对开敞式TBM施工隧洞涌水封堵的关键技术结合工程实例进行分析研究提出解决方案.     

TBM掘进隧洞回填固结灌浆施工的探讨

豆砾石回填灌浆和固结灌浆在引黄工程南干线长达90kmTBM施工中得到成功的应用。文中介绍了引黄工程南干线4^#-7^#隧洞豆砾石回填灌浆、特殊地质洞段的固结灌浆的灌浆设备、材料、浆液配比、压力、工艺等诸方面的现场施工情况。     

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。     

达坂隧洞TBM脱困处理措施

文章结合新疆达坂隧洞工程施工实例,通过对全断面双护盾硬岩掘进机(简称TBM)被困的情况、原因做出详细的分析,实施有针对性的TBM脱困处理措施,以快速实现对TBM进行脱困,成功解决了TBM脱困施工难题。     

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.     

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。     

开敞式TBM在大伙房输水隧洞工程中的应用

文中分别从设计和施工角度,全面论述开敞式TBM在大伙房输水隧洞工程中的成功应用,介绍了3台TBM完整的施工过程,不同工况条件下的施工措施以及针对不良地质洞段涌水、塌方、更换主轴承和卡机等事故采用的处理方式。此外,还介绍了与TBM相匹配的连续皮带机的成功应用,全环内通式衬砌台车和仰拱衬砌台车的研制与应用,所有这些均展示了未来地下工程施工技术发展的美好前景。     

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。     

TBM全断面高速掘进的长隧洞回填灌浆

１概述山西省万家寨引黄工程联接段＃７隧洞位于太原北郊崛围山下，洞长１３．５２km．这里地质条件复杂，洞内施工面狭窄，用TBM施工速度快，平均日进尺５５．１m．在掘进、出渣、衬砌、灌豆砾石、回填灌浆等各道工序同时进行，且相互干扰大的情下，施工单位在回填灌浆工程上取得了芯样平均强度２６MPa上，合格率达８４％，以及压水试验合格率达９５％以上，各项指标满足设计要求的优良成果．隧洞掘进完成后，经过补灌浆，各项验均能达到１００％的合格率．灌浆浆液配合比及其试验、取芯成见表１．２灌浆材料与设备浆体原材料包括：（１…     

输水隧洞TBM豆砾石回填灌浆施工工艺探讨

豆砾石回填及灌浆技术是全断面掘进施工(TBM)中最重要的一环,决定了隧洞成型质量,是TBM施工项目成败的关键工艺.文章以引绰济辽工程输水隧洞施工项目为例,通过室内外回填灌浆工艺试验,结合引绰济辽工程实际,对豆砾石回填与灌浆施工工艺进行了研究和改进,对于类似水工隧洞TBM豆砾石回填及灌浆施工项目具有一定的指导和借鉴意义.     

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。     

引洮7~#隧洞TBM卡机脱困冻结施工热固耦合分析

基于考虑相变的热固耦合理论,以引洮7#隧洞TBM卡机脱困施工为背景,运用大型有限元分析软件ANSYS14.0对该TBM脱困过程的冻结施工进行模拟,研究了先竖直冻结、后水平冻结条件下温度场的形成过程,以及在温度应力和重力共同作用下实施脱困后关键点的位移变化。结合现场监测数据,分析了冻土帷幕形成过程中关键点处温度变化规律。结果表明:冻结锋面在水平冻结进行约35 d首次相交,再经过30 d积极冻结后,冻结帷幕达到2.7 m的设计厚度。在冷媒温度保持-21℃左右的条件下,进行65 d的维护冻结后即可进行脱困作业。开挖后55 d,洞身断面顶拱、底拱、侧拱均发生不同程度的变形,变形量在10-4m数量级,属极小变形,说明冻结施工有效地抑制了地层变形,但要使冻结强度达到设计标准,必须严格控制冻结时间和冷媒温度。本工程的工程实践为类似工程提供借鉴。     

九龙坡水库无压输水隧洞拱顶采用粘土回填灌浆

九龙坡水库无压输水隧洞拱顶采用粘土回填替代混凝土灌浆的方法,经岩土力学、水力学等方面分析论证,对于洞顶在2m以下且洞身沿线岩石为中等强度以上、围岩稳定性较好、上游水头在15m以内的无压输水隧洞是可行的。回填粘土应具有一定的抗渗性和强度,并要保证土料含水量在最优含水量附近,以便于密实.本隧洞进口段施工采用了凿成15°左右的仰斜锯齿形和沿洞身每隔10m共设置三道截水墙(环)以加强粘土回填防渗效果。该工程已经过7年多的运用,效果满意。     

西部调水工程输水隧洞TBM施工要点分析

TBM工法对地质条件要求较高,山区往往地层情况复杂,隧洞施工过程中易遭受围岩破碎变形、失稳坍塌、涌水、岩爆等突发状况。以南水北调安阳市西部调水工程输水隧洞为例,分析了该工程隧洞施工过程中的不良地质条件,并根据现场情况结合工程经验,提出了针对性的应对措施,可供类似工程进行技术参考。     

输水长隧洞TBM的类型选择

辽宁省大伙房水库输水工程输水隧洞全长85.32 km,采用3台TBM与新奥法联合施工,前21.61 km采用钻爆法施工,后63.71 km中除部分地质条件复杂洞段采用钻爆法施工TBM通过外,其余采用3台TBM施工。介绍了TBM施工的特点及适用条件,并结合工程的地质条件对TBM类型的选择做了论述,以供类似工程参考。     

开敞式TBM施工隧洞断面设计

文中阐述了开敞式TBM施工特点、隧洞断面尺寸表达式及其设计原则。对于采用开敞式TBM施工的隧洞,其断面设计必须预留允许的周边收敛位移量;贯穿施工全过程实行动态设计;如采用一般加固处理措施不足以遏制周边位移的持续发展,应果断进行仰拱封闭。     

开敞式TBM取消预制混凝土仰拱的施工

在采用开敞式TBM进行硬岩隧洞工程施工中,铺设预制混凝土仰拱,是隧洞永久衬砌的一部分,施工期间则可形成排水系统并作为运输轨道的基础.在国内的开敞式TBM施工中,大伙房水库输水工程首次取消了预制混凝土仰拱,代之以型钢轨枕铺设轨道,施工方便快捷,节省投资,为充分发挥TBM快速掘进的优越性创造了条件.实践证明,这是一个成功的经验.