从TBM施工地质灾害看勘察阶段应注意的问题

隧道掘进机(TBM)技术与地质因素关系十分密切，隧道工程地质条件的优劣是决定是否选用TBM，以及TBM效率能否充分发挥的重要因素。本简要分析了TBM施工过程中易发生的地质灾害类型、发生原因及危害程度，提出了在勘察阶段应重点加强的地质工作，希望对以后采用TIM施工方案隧道的勘察、设计有所帮助。     

TBM施工中主要地质灾害及相关勘察工作的认识

隧道掘进机(TBM)技术与地质因素关系十分密切,隧道工程地质条件的优劣是决定是否选用TBM,以及TBM效率能否充分发挥的重要因素.简要分析了TBM施工过程中地质灾害的发生原因和危害程度,并对勘察阶段应重点加强的地质工作进行了总结和探讨.     

当金山特长隧道钻爆法与TBM施工地质条件分析

当金山特长隧道为敦煌至格尔木铁路的控制性工程,地形地质条件极为复杂.本文结合该隧道的工程地质及水文地质条件,针对钻爆法与TBM施工方案在隧道施工过程可能存在的不良工程地质问题进行了对比分析,确定了两种工法的应用范围,对国内其他长大隧道的勘察和设计具有一定借鉴意义.     

盾构/TBM隧道DOSO系统超前地质预报应用

自1825年世界第1台盾构机诞生以来,盾构/TBM作为一种安全、高效的工程机械装备,提高了隧道建造技术水平,隧道及地下工程建设取得长足发展。盾构/TBM隧道施工中面临复杂地质环境,由于存在的异常地质体极易导致掌子面突水突泥、开挖面失稳,使盾构/TBM发生“栽头”“陷落”。为避免因地表沉降过大或坍塌引发的盾构/TBM隧道施工风险,应采取科学有效的方法对盾构前方进行超前地质预报。在贵阳地铁3号线四方河—皂角井区间盾构/TBM隧道施工中采用双震源重叠地质预报观测系统（DOSO系统）进行超前地质预报,在左、右线共开展9次超前地质预报试验研究,结合盾构/TBM总掘进推力、掘进速度、掘进扭矩,以及渣土采样、开仓检查等手段对预报结果进行验证。验证结果表明,DOSO系统能提高隧道超前地质预报效率与结果的准确性,可为盾构/TBM掘进及类似工程超前地质预报提供参考。     

不利物质条件下的TBM施工索赔研究

TBM施工长大隧道经常遇到围岩特性变化、不良地质、地质灾害等不利物质条件，致使TBM施工降效、卡机、异常停机甚至“埋机”“淹机”等严重后果，给施工单位造成不同程度的工期和费用损失，不利物质条件下的TBM施工索赔不可避免。国内专家对不利物质条件下TBM卡机脱困和超前处理等研究比较深入，缺乏从合同管理角度解决TBM施工索赔的计算方法。根据施工经验分析了长大隧道TBM施工常见的不利物质条件及其对TBM施工产生的影响，基于国内某引水隧洞项目连续蚀变岩带施工案例，从合同管理角度提出不利物质条件下的TBM施工索赔方法。     

关于修建乌鞘岭隧道采用TBM的可行性分析

乌鞘岭隧道位于兰新铁路兰州－武威段增建二线上，全长20.050km，将是我国第一长隧。本文介绍了该隧道的地质概况，结合国内外一些使用TBM施工的成功实例，阐述了在乌鞘岭隧道采用TBM施工的可行性及设计的合理性，将为完成乌鞘岭隧道提供有力保证和基础。     

中天山隧道TBM施工破碎围岩段新型注浆加固技术

在TBM掘进施工中,造成TBM卡机的原因非常复杂,包括地质构造状况、设备运行状态、掘进操作水平及施工掘进参数等,其中地质因素是最主要的影响因素。针对地质因素所引起的隧道围岩坍塌或围岩变形过大,最有效的解决措施就是围岩注浆。本文针对中天山隧道节理密集段围岩坍塌或软岩段变形过大,为避免再次发生卡机事故,以提高隧道施工效率,对中天山隧道围岩注浆技术进行了研究,内容主要包括注浆材料、注浆设备、注浆工艺、注浆效果等。     

顶部导洞法TBM卡机脱困技术研究与应用

研究目的:TBM已在我国地下工程建设领域中得到广泛应用，但对于复杂地质条件，TBM卡机问题仍十分突出，施工中曾多次遭遇连续卡机、长期卡机、突水涌泥、设备报废、工法改变等不同程度的困难，不但造成工期延误，还使工程建设成本大幅度增加，因此研究复杂地质条件下TBM卡机防控技术以及TBM卡机后的安全快速脱困技术十分必要。高黎贡山隧道全长34 538 m,进口采用钻爆法施工，出口采用TBM法施工。TBM施工中，一般地质条件下掘进比较顺利，但遇到断层破碎带、岩性接触带、节理密集带、风化蚀变带、软岩挤压带等复杂地质条件时，仍发生了19次卡机事故，其中正洞8次、平导11次，严重影响TBM的正常掘进，特别是严重卡机时，常规的脱困方法难以奏效，需要研究安全有效的脱困技术，从而保证TBM的正常掘进。研究结论:(1)顶部导洞法是处理TBM卡机的一种有效脱困方法；(2)采用顶部导洞法处理TBM卡机时，导洞净空宽度宜为120 cm、净空高度宜为130 cm,管棚工作间宜在拱部120°范围内设置，管棚直径宜为76 mm,环向间距40 cm,仰角1°～3°,长度宜一次穿越隧道前方破碎带；(3)本研究成果可在类似隧道T...     

TBM施工隧道超前地质预报方法适宜性研究

研究目的:在TBM施工环境中,准确查明TBM掌子面前方不良地质体,可有效避免卡机、涌水突泥等地质问题。但是,受TBM施工极狭小空间、极复杂电磁干扰等特殊环境限制,传统超前地质预报手段难以有效实施。在大量TBM施工超前地质预报方法调研的基础之上,本文开展TBM施工环境多项预报技术的优缺点、准确率对比试验研究,建立极端复杂地质环境TBM施工综合超前地质预报体系,提出宽大断裂、强富水等复杂地质环境下超前地质预报解决方案。研究结论:(1)TBM施工条件地下水探测试验研究结果显示,激发极化探测方法对地下水体预测较为准确,并对TBM施工适宜性较好,可以有效解决复杂水文地质环境下地下水体探测问题;(2)极复杂地质环境TBM施工弹性波反射法类预报方法适宜性研究结果表明,HSP及三维地震(SAP)在TBM条件下对断层破碎带等不良地质体敏感性较强,且对隧道施工干扰较小,对TBM施工环境适宜性较好;(3)本研究成果可用于指导TBM施工隧道超前地质预报设计及施工,进一步降低施工风险。     

开敞式TBM在管涔山隧道施工的适应性研究

研究目的:根据朔准铁路穿越管涔山脉的关键控制性工程—管涔山隧道,受地形条件控制,不宜采用斜井,从而需对该隧道采用开敞式TBM施工的适应性进行研究。研究方法:结合隧道的地质、长度、断面、场地、运输组织等条件,研究TBM的适应性、施工方案、施工工期及施工风险。研究结果:管涔山隧道具备实施开敞式TBM条件。研究结论:(1)开敞式TBM能够适应管涔山隧道施工。(2)管涔山隧道可以采用TBM洞外组装、软岩地段矿山法施工、步行进洞后掘进施工方案或TBM洞内组装、直接掘进、软岩地段矿山法施工方案。(3)采用开敞式TBM施工最短工期为42.5月。(4)虽然可以采用开敞式TBM施工,但仍然存在一定的风险。     

我国长大隧道施工发展趋势探讨

随着我国铁路、公路、水利等基础设施建设的加快，长大隧道（洞）的数量越来越多。对长大隧道施工的发展趋势进行了展望，提出需从八个方面予以重视和研究，包括提高机械化水平、减少辅助坑道改变长隧短打、推广TBM法、二次衬砌跟进及TBM掘进与二衬同步施工技术研究、恶劣地质条件下安全快速施工技术、超前地质预报及围岩监测、重视环境保护与水土保持、重视信息化管理的应用，以此来推动我国长大隧道施工技术的更大进步。     

TBM在石太客运专线特长隧道施工的适用性分析

从TBM的施工特点出发,结合石太客运专线太行山隧道,从工程地质条件、洞口场地条件、衬砌断面、工期条件和经济性等诸方面综合分析了TBM施工的可行性,并得出客观性的结论意见,即TBM法不适合太行山特长隧道,推荐采用钻爆法。     

地质超前预报在桃花铺一号隧道TBM旋工中的应用

介绍了R24浅层地震仪超前地质预报的技术特点和基本测量机理、步骤，结合西南线桃花铺一号隧道预报的实例，将超前地质预报结果与隧道开挖实际进行对比，显示超前地质预报在TBM施工中的重要性和实用性。     

中天山隧道TBM掘进效率影响因素分析

结合中天山隧道TBM施工的生产实际,对TBM施工进行了分析和研究,论述了工程地质条件、掘进模式与掘进参数、初期支护对于TBM掘进效率的影响,并分别提出了应对措施,可供相关工程参考。     

综合勘察与超前地质预报技术在兰渝铁路长寿山隧道中的应用研究

长寿山隧道为特长隧道,其工程规模大,埋深大,需勘察范围广,地形地质条件十分复杂,为了详细查清隧道的工程地质与水文地质条件,并及时对地质勘察资料进行补充和完善,指导并保证隧道施工的安全顺利进行,通过在勘察阶段采用遥感、大面积地质调绘、物探、钻探、综合试验、测试相结合的地质综合勘察技术,在施工阶段,采用地质编录、TSP、地质雷达、红外探测、超前水平钻探等相结合的综合地质超前预报技术,提高勘察效率及质量,补充地质资料、指导及保证安全施工,取得很好的效果。实践证明,山区长大、深埋、地形地质复杂隧道,在勘察及施工阶段分别采用综合勘察与地质超前预报技术,其方法是必要、合理、恰当的。     

中铁第一勘察设计院轨道交通领域主要科技创新成果

中铁第一勘察设计院集团有限公司立足国家交通运输行业重大发展需求,依托重大项目积极开展重大难题技术攻关,取得了大批代表性科技成果,掌握了多项核心技术,支撑了我国轨道交通事业的持续发展。1秦岭特长隧道修建技术,以我国当时最长铁路隧道—西康铁路秦岭特长隧道(全长18456 m)为依托,采用综合勘探技术开展大面积地质选线确定最优方案,首次在国内采用二台48.8 m新型敞开式TBM施工,创造了在特硬岩中月掘进530 m的最高成绩,提出了适合TBM施工圆形断面的直呼结构和衬砌模式;首次研究采用湿喷钢纤维混凝土作为隧道结构永久支护。成果获得2003年国家科技进步二等奖。     

宜万铁路复杂岩溶隧道施工地质预报特色

研究目的:宜万铁路地质异常复杂,被誉为修建铁路的"禁区",隧道工程存在巨大地质风险。重大隧道工程主体深埋于山体内腹,而目前勘察的技术手段只能探及浅部,难以涉及深部,完全查清隧道深部复杂的地质问题,的确很难(国内外皆如此),隧道建设始终存在"地面勘察难以探明深部,而隧道深部施工安全、工程处理又要求尽量探明"这一对矛盾。为解决这对矛盾,只能在前期勘察的基础上,强化隧道施工地质工作,实施施工地质预报。研究结论:研究创新了"隧道地质复杂程度分级",实现"隧道施工地质预报设计"并纳入规范管理,为隧道施工保驾护航,取得显著效果,使施工地质预报工作迈上新台阶。     

安伊高铁BT26号隧道单护盾TBM洞口段施工技术

土耳其安伊高速铁路二期第二标段BT26号隧道根据地质条件,选用单护盾TBM进行施工。介绍单护盾TBM通过洞口段约500 m不良地质采取的施工方法,以供类似工程借鉴。     

太行山特长隧道综合勘察技术的应用与效果

研究目的:太行山隧道地形地质条件极为复杂,通过采用综合勘察技术以查明隧道的工程地质和水文地质条件。研究方法:针对隧道复杂的地质条件与设计要求,阐述各种勘察方法的使用原则、工作内容、工作程序和应用效果。研究结果:综合勘察结果表明,太行山隧道岩溶、地下水不发育,不会发生大的突水突泥、岩爆、有害气体等地质灾害;全隧道除长约4.5 km的膏溶角砾岩和部分断裂破碎带工程地质性质较差外,整体上工程地质条件较好。目前隧道施工进展顺利,综合勘察技术的应用取得了显著的技术、社会和经济效益。研究结论:对于地形地质条件复杂的长大隧道,以地质调绘为基础,发挥遥感的宏观作用,利用物探解译、钻探验证,开展综合勘察技术研究和分析评价是做好隧道地质勘察工作的关键。     

西宁至成都铁路甘青隧道TBM施工方案研究

根据甘青隧道"海拔高、地质条件复杂、生态环境脆弱、辅助坑道设置条件差"等特点,分析钻爆法施工存在的技术问题,并开展TBM施工可行性研究。基于地勘资料,逐段分析TBM施工的风险及对策,得出隧道进口段较适宜TBM施工,但大直径TBM施工风险较高,推荐采用小直径TBM快速施工平行导坑方案;针对断层破碎带、节理密集带等特殊地层,提出设置辅助坑道来提前施工,然后TBM步进通过的方案。并从施工难度及风险、施工通风、施工排水、辅助坑道条件、运营维护及防灾救援、施工工期、工程投资等方面综合分析论证,推荐采用"钻爆法单洞双线隧道+贯通平行导坑(进口敞开式小直径TBM)"方案。