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斷面巖石掘進(jìn)機(jī)在困難地層中的施工
由于TBM在隧道(洞)工程施工中,施工速度快、對圍巖擾動(dòng)小、安全及在大于一定掘進(jìn)長度后施工經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),越來越受到我們國家隧道(洞)建設(shè)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(shè)中的應(yīng)用仍受到較大限制?;诖?,我們對國內(nèi)外TBM施工中遇到的一些劣質(zhì)地層條件進(jìn)行了分析,并對TBM通過這樣地層條件的施工技術(shù)進(jìn)行了總結(jié),以期能為我們國家的TBM施工水平的提高做出貢獻(xiàn)。
1、困難地層及其特點(diǎn)
困難地層是指全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)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(yīng)采取的一般措施。
2、困難地層施工中TBM自身所應(yīng)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(yīng)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。
3、困難地層中TBM的施工技術(shù)
3.1困難地層中TBM施工的一般技術(shù)措施
在TBM施工的工程中,當(dāng)遇到困難地層的程度較嚴(yán)重時(shí),有時(shí)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(jìn)入掌子面,并對掌子向前方的巖石進(jìn)行預(yù)處理。
3.2TBM通過溶洞的施工技術(shù)
TBM在某隧洞的施工中遇到一個(gè)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(jī)頭高約30m,溶洞底部為松散大塊石,能看到的部分比TBM基礎(chǔ)低約5~8m.處理方案是:先對溶洞底部松散巖體進(jìn)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(chǔ),甲時(shí)考慮到溶洞與隧洞軸線的交叉,TBM在一邊無支撐、無法掘進(jìn)的情況下,用素混凝土將浴洞回填至TBM以上5m,再用TBM掘進(jìn)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(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(gòu)成聯(lián)合支護(hù),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(gòu)成環(huán)向支撐,在環(huán)向支撐頂部焊接桁架并補(bǔ)噴混凝土。
3.3TBM在遇到大范圍破碎帶時(shí)的施工技術(shù)
TBM在一隧道掘進(jìn)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(yán)重坍塌,大塊巖體將刀盤和護(hù)盾卡住而被迫停機(jī)。采用固結(jié)掌子面、超前灌漿、開挖上導(dǎo)洞對拱頂巖層進(jìn)行加固、清理刀盤前方塌落巖石等措施進(jìn)行整理。
4、結(jié)語
TBM在隧道(洞)工程施工中,具有快速、安全、經(jīng)濟(jì)和質(zhì)量高的特點(diǎn),但是這樣特點(diǎn)的實(shí)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(jié),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(dǎo)作用。
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