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斷面巖石掘進機在困難地層中的施工技術

2006-05-19 中國路橋網 佚名 7930

摘要：文中對全斷面巖石掘進機(fullfacerocktunnelboringmachine，簡稱為TBM)施工中所遇到的困難地層及其特點進行了分析，并對困難地層施工中TBM自身所應采取的輔助措施及困難地層中TBM的施工技術進行了探討。以TBM通過溶洞和遇有大范圍破碎帶時的困難地層為例，探討了TBM通過這樣地層的施工技術措施，以期有利于我們國家全斷面巖石掘進機施工技術水平的提高。

關鍵詞：全斷面巖石掘進機施工技術
由于TBM在隧道(洞)工程施工中，施工速度快、對圍巖擾動小、安全及在大于一定掘進長度后施工經濟等特點，越來越受到我們國家隧道(洞)建設單位的重視。與鉆爆法相比，因其對地質地層狀況較敏感，因此，其在我們國家隧道建設中的應用仍受到較大限制。基于此，我們對國內外TBM施工中遇到的一些劣質地層條件進行了分析，并對TBM通過這樣地層條件的施工技術進行了總結，以期能為我們國家的TBM施工水平的提高做出貢獻。

1、困難地層及其特點
困難地層是指全斷面巖石掘進機通過比較困難或對其施工速度有較大影響的地層。這樣地層的具體出現形式是軟弱地層、斷層破碎帶、巖爆、涌水、圍巖變形、剝落與坍塌及古暗河道等，其對TBM施工的影響及應采取的一般措施。

2、困難地層施工中TBM自身所應采取的輔助措施
如果隧道穿越的地質地層中，困難地層不可避免，且對TBM的施工有一定影響，則應考慮在TBM上增加一些輔助功能，以增加其通過這樣地質地層的能力。

3、困難地層中TBM的施工技術
3.1困難地層中TBM施工的一般技術措施
在TBM施工的工程中，當遇到困難地層的程度較嚴重時，有時需借助鉆爆法脫困。即：通過輔助方法開挖人行通道，以便操作人員能通過刀盤下面的通道進入掌子面，并對掌子向前方的巖石進行預處理。
3.2TBM通過溶洞的施工技術
TBM在某隧洞的施工中遇到一個天然大溶洞，溶洞下寬上窄，與隧洞軸線交角約15度，橫向寬約5～7m，縱向寬約13～15m，頂部比TBM機頭高約30m，溶洞底部為松散大塊石，能看到的部分比TBM基礎低約5～8m。處理方案是：先對溶洞底部松散巖體進行回填封堵和灌漿，再用素混凝土回填至隧洞底以下0.5m，用鋼筋混凝土做TBM通過的基礎，甲時考慮到溶洞與隧洞軸線的交叉，TBM在一邊無支撐、無法掘進的情況下，用素混凝土將浴洞回填至TBM以上5m，再用TBM掘進通過。

TBM在一隧洞工程的施工中遇一溶洞橫穿支洞洞線，沿洞線方向長20余米，高30余米；洞內堆積有夾石泥及泥砂質壤土，溶洞兩端洞壁的上半部是泥加石混合物，下半部則是較完整的巖體。

治理措施是：鋼支撐加澆、噴混凝土構成聯合支護，見圖2所示。利用下半部巖體打入楔縫式錨桿作根基，用14號槽鋼對焊成箱形梁固定在錨桿上作為支座，在此支座上焊接20號工字鋼構成環向支撐，在環向支撐頂部焊接桁架并補噴混凝土。

3.3TBM在遇到大范圍破碎帶時的施工技術
TBM在一隧道掘進施工中，通過區域性大斷層極大范圍的破碎帶，拱頂發生嚴重坍塌，大塊巖體將刀盤和護盾卡住而被迫停機。采用固結掌子面、超前灌漿、開挖上導洞對拱頂巖層進行加固、清理刀盤前方塌落巖石等措施進行整理。

4、結語
TBM在隧道（洞）工程施工中，具有快速、安全、經濟和質量高的特點，但是這樣特點的實現是與地質狀況密不可分的。而對地質狀況的完全充分掌握是不可能的，因此，在TBM的工程施工中，遇到不良地質狀況是必然的，通過對以往工程案例的總結，發現對這樣地質采取的規律性處理措施，將對今后TBM的工程施工發揮一定指導作用。
參考文獻
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2.張可誠曾金富張杰解培為秦嶺隧道掘進機通過巖爆地段的對策世界隧道2000年第4期(34～38)
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