巖石掘進機在斷面困難地層中的施工技術

　　摘　要：文中對全斷面巖石掘進機(full face rock tunnel boring machine，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(jīng)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(zhì)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?；诖耍覀儗鴥?nèi)外TBM施工中遇到的一些劣質(zhì)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?qū)ζ涫┕に俣扔休^大影響的地層。這樣地層的具體出現(xiàn)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見表2所示，注漿堵水措施見表1.

　　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(zhì)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(zhì)地層的能力，見表3所示。

　　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?qū)捈s5～7m，縱向?qū)捈s13～15m，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，見圖1所示。

　　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(nèi)堆積有夾石泥及泥砂質(zhì)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(lián)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(huán)向支撐，在環(huán)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(qū)域性大斷層極大范圍的破碎帶，拱頂發(fā)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(見圖3所示)進行整理。

　　4、結　語

　　TBM在隧道(洞)工程施工中，具有快速、安全、經(jīng)濟和質(zhì)量高的特點，但是這樣特點的實現(xiàn)是與地質(zhì)狀況密不可分的。而對地質(zhì)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(zhì)狀況是必然的，通過對以往工程案例的總結，發(fā)現(xiàn)對這樣地質(zhì)采取的規(guī)律性處理措施，將對今后TBM的工程施工發(fā)揮一定指導作用。

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