极端复杂地质条件下TBM隧道施工关键技术研究及应用

• 作者: 冯欢欢 洪开荣 杨延栋 杨露伟 司景钊 游金虎
• 来源期刊: 现代隧道技术
• 学科: 交通运输
• 关键词: 隧道 TBM施工 断层 软弱破碎 岩爆 卡机 TBM改造
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 复杂条件隧道修建技术
• 页码范围: 42-54
• 页数: 13页
• 分类号: U455.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.13807/j.cnki.mtt.2022.01.005

摘要

大瑞铁路高黎贡山隧道、引汉济渭秦岭隧洞、滇中引水香炉山隧洞等工程的相继开工建设,使富水破碎极软地层带来的TBM卡机、高地应力极硬岩地层带来的岩爆等TBM施工问题日益凸显.文章首先对比阐述了国内TBM隧道工程建设过程中常遇到的软弱破碎、极硬花岗岩等典型不良地质及其对TBM掘进所带来的影响,在总结分析辽西北供水、引松供水、引洮供水等工程建设过程中出现的隧道局部塌方、TBM卡机等案例及其影响因素的基础上,以极端复杂地质条件TBM掘进关键技术为对象进行了系统研究论述,结果表明:(1)超前地质预报技术是TBM施工应对极端复杂地质的重要手段,但目前尚无法对前方中远距离地质状况进行准确量化预测;基于微震监测分析结果,根据可能发生的轻微、中等、强烈等不同等级的岩爆,制定对应处置措施;节理发育、炭质板岩、断层破碎带等不同软弱破碎地层,应采取针对性的防卡机措施,同时可根据不良地质段的长度来选择合适的脱困方案;(2)TBM推力、推进速度、刀盘转速及扭矩等掘进参数的异常波动,是表征掌子面前方地质条件状态的重要指标,TBM掘进前,根据前期预判的全断面硬岩、软弱破碎等围岩条件,分别选择合适的掘进参数;TBM掘进过程中,应基于掘进参数异常变化,纠正地质条件预判并采取对应的调控措施,进而确保TBM处于最佳掘进状态;(3)针对既有TBM难以适应现有地质条件的情况,以引洮供水隧洞、引红济石隧洞、引汉济渭隧洞等工程为例,对TBM改造技术进行了分析论述.最后,针对极端复杂地质条件下的TBM隧道工程建设新问题及其应对措施进行了展望与探讨.