TBM通过不良地质洞段的施工方法探讨 - 武松娱乐平台_武松娱乐官网_武松网上娱乐 

滚动新闻

当前位置:首页 › 学习园地 › 科技动态

科技动态

 

TBM通过不良地质洞段的施工方法探讨

山西引黄2016-03-02 10:02:391081
       1. 断层破碎带洞段的处理措施
       1.1超前处理措施
       TBM为全断面法施工工艺,刀盘占据了整个开挖断面,施工人员无法直接看到掌子面,对掘进过程中的围岩状况不能做出准确判断,支护或超前支护亦缺乏可靠依据。因此,必须采取超前处理措施,特别是不良地质洞段,应对围岩的自稳能力、TBM设备的适应性等方面做出较为准确的评估,以便及时调整掘进参数,并采取有效的支护手段,主要如下。
       (1)超前地质预报对保障TBM顺利且安全施工非常之关键。通过超前地质预报,可以在施工前提前做好详细、准确的地质调查,确定掌子面前方断层的性质、特征、规模等地质情况,以及地下水与洞内围岩的连通性、岩体结构状况及次生软弱构造对施工和支护的影响程度,以便采取相应的处理措施。
       (2)在设计方和施工技术人员的指导下,采用管棚、超前小导管注浆、超前锚杆等处理措施,进行预处理。
       1.2  TBM掘进措施
断层破碎带围岩受地质构造影响较严重,围岩极破碎且稳定性极差,在TBM掘进过程中可能会出现坍塌,且影响范围大、深度深、拱顶沉降量大,严重时很容易造成拱架失稳、变形等工程事故。
       (1)TBM掘进至断层破碎带时,掌子面附近的围岩极破碎、松散,因此TBM刀盘应顶在掌子面上,暂不后退,更不能在无推进的状态下,转动刀盘进行掘进,开挖出渣,否则容易造成刀盘前方围岩出现更大范围坍塌或形成空洞(穴),加大施工难度,增加工程成本并延误工期。
       (2)对于断层破碎带,首先采用喷锚支护及时封闭围岩,喷射混凝土的厚度随着不同围岩条件的地段进行不同程度的调整,确保围岩变形在可控范围内,且主机撑靴不会撑垮围岩。同时监控量测必须及时反馈,若拱顶沉降不能控制于稳定值,应采取其他手段加强支护措施。
       (3)对于坍塌区,要用铁皮封堵并迅速及时灌注混凝土进行封闭。对范围较大且坍塌于护盾上的坍腔回填时,可在混凝土中加入适量速凝剂以减少支护时间,提高效率,保证混凝土一定的流动性,进而确保坍腔回填密实。
       (4)钢拱架安装一定要保证竖直,采用符合要求的间距,拧紧螺栓,彻底清除洞内渣底,保证钢拱架紧贴仰拱并顺利安装。
       (5)若钢拱架受压变形,则应及时用型钢将其加固,牢固连接,有效控制拱架变形和围岩稳定,确保TBM主机安全顺利通过。
       (6)对于围岩破碎带和渗(漏)水区,可采用打注浆锚杆,用浓度为36Be的水玻璃及水灰比为0.8~1.0的水泥浆对围岩进行加固,充
满整个围岩空隙,提高围岩稳定性。
       (7)及时调整设备的技术参数,降低对围岩掌子面的承压力,减少扰动,保护围岩,尽量减少剥落坍塌量。在硬岩中,TBM通常是以最大的支撑反力和扭距进行掘进施工。但是断层破碎带洞段围岩整体性和稳定性较差,施工过程中可能伴随有大中型坍塌,为减少对其围岩体的破坏,不再使用侧向撑靴,转而采用后支撑顶推行走,用较低的刀盘转速来控制刀盘的推进速度,随之降低了掘进速度。
       (8)对于规模较大的断层破碎带,利用TBM自身特点进行超前处理则不够经济、快捷,同时亦不能满足工程需要。因此,根据超前地质预报成果,TBM开挖至断层破碎带前20m处停止,通过设置侧向导洞并采用钻爆法对断层破碎带进行加固处理,如可考虑采用超前管棚支护、刚性支护(钢架支护)和柔性支护(锚喷支护,包括喷混凝
土、锚杆及挂钢筋网)相结合的支护方案。
       1.3 断层破碎带的加固
TBM掘进通过断层破碎带后,应尽快对围岩进行一定的加固,主要是沿隧洞围岩进行钻孔高压固结注浆。地下水丰富时,对注浆厚度、长度应及时调整、加强控制。
       2 地下涌水的处理措施
       2.1渗漏水的处理
       (1)地下水渗漏处理方式主要有引排和封堵两种措施。掘进前,采用超前钻孔来探测钻孔出水量、水压、涌水里程等,若水量不大,利用TBM配备的钻机钻排水孔进行排水,布好排水系统后,TBM方可继续掘进;若水量较大、岩石破碎,且不具备排水条件时,TBM自身设备处理较为困难,为确保TBM安全通过,则要采取“洞内超前预注浆为主、后期径向注浆为辅,开挖采用钢拱架+超前小导管注浆、预留核心土”的综合处理措施,否则地下水渗漏可能会造成工作面及侧壁坍塌,对施工造成灾难性的影响。
       (2)遇到裂隙发育、涌水量较大的围岩破碎带,岩石导水性及富水性较好,可采用排堵结合的施工方法进行处理。在特别破碎的V级围岩地段,除进行必要的排水外,还需采用一定措施控制围岩变形,如打超前小导管进行化学注浆封堵,并在刀盘顶护盾后端用型钢支撑,配以锚杆、喷混凝土加强支护。
       2.2承压水的处理
       (1)根据超前地质预报结果,TBM掘进掌子面前方有承压水,且水的排放不影响隧道围岩稳定性时,可采用超前钻孔排水的方法。
       (2)若水的排放影响到隧道围岩稳定性,且出水量较大时,应采用超前注浆进行处理。
       3  控制围岩变形及防止坍塌的处理措施
       (1)采用超前小导管注浆加固掌子面前方的围岩,坚持“先护顶后掘进”的原则掘进施工。
       (2)刀盘顶护通过后,应及时进行喷射混凝土等初期支护,并架设钢支撑,做好钢支撑间的连接处理,以减少围岩因未及时支护而产生的松弛变形。
       (3)采用高压注浆锚杆、超前管棚等措施进行围岩加固,改善支护结构的受力条件,限制其过大变形。
       (4)必须在初期支护具有一定强度后方可进行TBM掘进。构造、工艺流程和施工技术方法与原理等。TBM掘进施工时,应根据不同的地质条件,选用合理的掘进参数,并鼓励技术人员对TBM进行创新改造,从而推动TBM在我国隧道施工的发展与推广。
       (5)建立健全的安全保障体系,加强对工程技术人员的安全、技术培训工作,保证工程安全进行。
       (6)施工前,全面做好各种材料、设施等的准备工作,保证TBM掘进、支护等工作的高速、高质量、高效地完成。
摘自网络