第２期（总第１６４期）
２００７年５月
Ｎｏ．２（ＴｏｔａｌＮ０．１６４）
Ｍａｙ．２００７
１００６－８１３９
（２００７）０２－１３－０２山西水利科技
ＳＨＡＮＸＩＨＹＤＲＯＴＥＣＨＮＩＣＳ
山西省万家寨引黄工程国际Ⅱ、Ⅲ标段引水线路总长９２．６ｋｍ，其中隧洞４条，长９０．３ｋｍ，施工采用全断面双护盾
掘进机（ＴＢＭ）开挖，六边形弧型预制管片衬砌。地质资料表明：该段有３４条已知断层，还有一些隐伏断层。由于施工选用的ＴＢＭ为双护盾式，对围岩的适应性较强，因此在通过断层破碎带时一般都较顺利。但１９９９年５月２８日ＴＢＭ通过摩天岭大断层（Ｆ６５）影响带时，在ＣＨ６１＋９１７．１７２处因岩体塌落使刀盘被卡而被迫停机，处理用了３个月时间，１９９９年
８月３１日才恢复掘进。
１合同文件对断层破碎带的描述
山西省万家寨引黄工程国际Ⅱ、Ⅲ标段已查明有３４条
断层。
（１）南干５＃洞中段的利民堡断层（Ｆ３２）是一区域性大断层，延伸长３５～４０ｋｍ，属张性正断层，总体走向ＮＥ６０°～７０°，倾向ＳＥ，倾角４０°～８０°，在利民堡地区隧洞附近露头测量的产状为ＮＥ８０°～９０°、倾向ＳＥ、倾角７０°～８５°
，断层破碎带宽３０～６０ｍ，构造岩尚有钙质胶结。
（２）南干７＃洞进口段是断层最集中的洞段之一，该段隧洞全部在中奥陶系（Ｏ２ｘ、Ｏ２ｓ）灰岩、白云质灰岩地层中穿过，埋深１５０￣２５０ｍ，主要有摩天岭断层（Ｆ６５）、小狗儿涧断层（Ｆ７０）、石碣上断层（Ｆ９０）和王虎庄断层（Ｆ７４）。其中摩天岭断层为一区域性逆断层，延伸长度数十公里，断距百余米，破碎带宽逾３０ｍ，破碎带内构造岩发育，工程地质条件极差，受其影响两侧地层发生不同程度的牵引和弯曲，完整性已遭严重破坏，并发育次一级结构面，岩体稳定性也较差。
２
ＴＢＭ通过摩天岭断层破碎带的施工情况
２．１
ＴＢＭ在摩天岭断层ＣＨ６１＋９１７．１７２卡机前的围岩情况１９９９年５月１９日ＴＢＭ在ＣＨ６１＋６８５．９处围岩由ＩＩＩ类
突变为Ｖ类，之后围岩由ＩＶ类与Ｖ类交替出现（见图１）。
１９９９年５月２８日在ＣＨ６１＋９１３．７处围岩发生明显变化，上
午１１：１０￣１１：２１计１１分钟时间内，ＴＢＭ向前掘进了４６
ｍｍ，此时刀头最大推力２５ｔ，马达功率３００ｋＷ，施工渣料全
部为块状岩石（其中灰岩占６０％￣７０％）和少量亚砂土与岩屑、红黏土的混合物，岩块直径一般为１０￣４０ｃｍ，个别达５０ｃｍ，呈次圆状，表面全部为风化面
（偶见切割面的新鲜面），岩块表面黏接少量红黏土，个别见有方解石脉。据此推测该段为断层破碎带中部，曾发生过二次构造运动，角砾岩特征构造破碎作用为主，并曾发生过地下水溶蚀作用，早期断层使围岩破碎，重新固结成似块状的构造岩，在后期的构造运动中断层再次活动，形成许多不规则裂隙，充填了红黏土。由于施工困难，ＴＢＭ后退了６０ｍｍ，结果造成机头前塌方，此后在没有采取任何工程措施的情况下，ＴＢＭ继续向前掘进，至
ＣＨ６１＋９１７．１７２处时，因塌落体卡住了刀盘旋转，造成了ＴＢＭ
停机。
２．２ＴＢＭ在摩天岭断层ＣＨ６１＋９１７．１７２卡机处理过程１９９９年５月２８日，在ＣＨ６１＋９１７．１７２处ＴＢＭ刀盘被卡
后，监理工程师和设计代表根据现场情况判定围岩为摩天岭断层
（Ｆ６５）构造角砾岩，认为目前所遇的断层为摩天岭断层（Ｆ６５），倾角为３０°左右。同时推测松散体结构约有２０～３０ｍ宽，断层包括影响带仍有２００～３００ｍ宽，认为应采取打超前钻、超前灌浆的处理办法。
承包商的处理工作于１９９９年５月２９日开始，首先安装了超前钻机，拆除了６片管片，同时将机头后移，但松散塌落体也随之塌落下来填满了刀盘前刚移出的空间，刀盘仍无法转动。从ＴＢＭ观察窗中可看到：ＴＢＭ机头前方大块石（直径
全断面双护盾掘进机在引黄工程断层破碎带的卡机处理
刘
波
（山西省万家寨引黄工程管理局，太原０３００１２）
摘
要：万家寨引黄工程国际Ⅱ、Ⅲ标已查明的断层有３４条，隐伏断层可能还有一些，除
了利民堡区域性大断层（Ｆ３２）外，较大的集中于７＃洞北段５９＋７００～６８＋８２０，主要有Ｆ６５、
Ｆ７０、Ｆ９０、Ｆ７４。全断面双护盾掘进机适应于较复杂的地质条件，因此在通过断层破碎带时
一般都较正常。但在通过引黄工程区域性大断层Ｆ６５时，发生了卡机事故，处理用了３个月时间。该文对处理ＴＢＭ卡机事故的施工进行了总结。关键词：ＴＢＭ施工；断层破碎带；卡机处理中图分类号：ＴＶ５２
文献标识码：Ｂ
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第２期（总第１６４期）２００７年５月Ｎｏ．２（ＴｏｔａｌＮ０．１６４）
Ｍａｙ．２００７
１．５￣２．０ｍ）堆积，其间充填小块石和少量亚沙土，块石呈棱状或次圆状。承包商继续拆除装好的管片，使机头后移，并不时启动刀盘，但未成功。由于机头的后移，使已装好的管片向洞中心挤出约６ｃｍ，造成５环管片有不同程度的损坏，拆下来的管片破损严重，全部报废。ＴＢＭ机头后移共计２．５６ｍ。
１９９９年６月８日至６月１１日，为了探明地质情况承包商进行了超前钻探，其中在ＴＢＭ顶部钻了两个孔，第一个孔（倾斜度７°）打到ＴＢＭ刀盘前约１ｍ处，估计是遇到了中间有缝隙的大块岩石而无法再钻。第二个孔（倾斜度１２°）在同一位置上继续钻，但也遇到同样问题无法达到刀盘位置。在ＴＢＭ底拱下也钻了两个孔，第一个孔由于岩石条件差而不能钻进。第二个孔倾斜度１２°，打到了ＴＢＭ前约７ｍ的地方。沿钻孔未发现由于不稳定或破碎岩石导致的空隙。
同时，对ＴＢＭ刀盘内室塌落岩石进行清理，并断续钻孔完成了７２处化学灌浆，经过业主、工程师和承包商讨论，确定了最终处理方案：
第一步，将不同长度的ＰＶＣ管插入ＴＢＭ刀盘前的塌落岩体中，从管子内用树脂进行化学灌浆，在刀盘前及周围形成２ｍ厚的固结层。再在树脂灌浆层的上部插入５～６ｍ的ＰＶＣ管，通过管子将砂浆灌入塌落岩体中，确保塌落岩体固结。同时，从ＴＢＭ后护盾尾部上方开挖一个导洞，以备灌浆处理后ＴＢＭ仍不能启动时，采取常规施工等进一步措施。
第二步，当刀盘开始旋转，岩石又开始塌落而刀盘前树脂灌浆无法控制其塌落时，从ＴＢＭ护盾顶部打入长约１５ｍ的灌浆钢管，以减少ＴＢＭ上塌落体的压力，同时防止岩石再次塌落。
第三步，如果ＴＢＭ没有足够转矩供刀盘重新启动，则将导洞延伸至ＴＢＭ刀盘前，用常规方法挖走ＴＢＭ前已通过灌浆固结的岩体，直到挖至刀盘可以自由旋转。
从１９９９年６月１６日至１９９９年８月１９日，灌注了２２４桶聚氨酯和１９０ｍ３水灰比０．７、内掺２％￣３％水玻璃的水泥浆，由于漏浆严重，只能灌灌停停，反复进行。
上导洞累计开挖了１２．１ｍ时，在掌子面ＣＨ６１＋９１２．１处右下部出现一个直径约３０ｃｍ、可见深度约２．５ｍ的空洞。导洞掌子面部位的岩性为奥陶系上马家沟组（Ｏ２Ｓ２）中厚层、厚层灰岩；整个掌子面原岩层面紊乱，岩体破碎，结构松散，岩块大小不一，棱角分明，岩块之间夹有厚度０．５～１．０ｃｍ的黏土及部分糜棱岩，部分岩块表面可见溶蚀现象，并覆有方解石晶物，呈现轻微变质、挤压现象。判断空洞的形成是因地质构造作用，掌子面右下角岩块出现了架空现象。之后对掌子面进行了喷混凝土和对掌子面前的塌方体进行封闭，并在封闭体中预埋了长度不同的４根２英寸钢管，在封闭工作完成后，通过４根钢管对塌方后形成的空洞进行回填灌浆。由于浆液从洞室底部的孔隙渗出并流向ＴＢＭ的四周，因此在ＴＢＭ恢复掘进前，只注入了６０ｍ３的浆液。
随后，对ＴＢＭ刀盘周围的岩石和固结的浆液进行清理，１９９９年８月１９日ＴＢＭ机头露出。
１９９９年８月２０日第一次尝试启动ＴＢＭ，但失败了。在对ＴＢＭ机头周围继续开挖后，１９９９年８月２１日再次试图启动刀盘，但由于刀盘两侧被大岩石夹住，在掘进２００ｍｍ后ＴＢＭ停了下来。再次对刀盘周围进行开挖，８月２２日刀盘能自由旋转。但由于ＴＢＭ尾盾不能向前移动，至１９９９年８月３１日，ＴＢＭ只掘进了８００ｍｍ。同时由于ＴＢＭ强大推力，使ＴＢＭ后护盾隔板与尾盾间的联结破坏。
１９９９年９月１日，在ＴＢＭ隔板与尾盾间安装了钢支撑。
１９９９年９月２日，ＴＢＭ开挖出３车渣料，但尾盾仍不能前进。
１９９９年９月３日，ＴＢＭ掘进了０．６１６ｍ，尾盾被卡。由于围岩条件不良，ＴＢＭ夹具不起作用，只能通过辅助推力缸使ＴＢＭ前进。
１９９９年９月４日，ＴＢＭ掘进了２．９４２ｍ，其尾盾移动非常缓慢。
１９９９年９月６日，ＴＢＭ夹具可以使用，至此，经过艰难的３个多月，ＴＢＭ总算通过了摩天岭断层（Ｆ６５）破碎带。
３从ＴＢＭ通过Ｆ６５断层破碎带引起的思考
ＴＢＭ通过Ｆ６５断层破碎带时发生卡机事故，处理用了３个多月时间，无论从时间上，还是费用上都付出惨重，但ＴＢＭ遇到的地质条件是否可预见？卡机事故是否可避免？处理此次卡机事故是否可少用一些时间等值得我们思考。３．１关于Ｆ６５断层位置
根据现场实际地质条件判定，ＴＢＭ在卡机处ＣＨ６１＋９１７遇到的不良地质条件就是Ｆ６５的断层破碎带。而合同文件地质资料根据Ｆ６５的地表产状推测隧洞在ＣＨ６１＋６６５处附近通过Ｆ６５，实际施工在ＣＨ６１＋７１６处确实遇一小的构造，造成承包商和现场工程师误认为Ｆ６５已经过去，从而遇到真正的Ｆ６５时未引起足够重视和采取应有的措施，最终导致卡机事故发生。
教训一，虽然合同文件有“即使是在地表发现的已知断层，因其产状随深度经常发生变化，一些地表已知断层在地下位置发生偏移甚至尖灭的现象也时有发生”的陈述，但对引黄工程类似摩天岭断层（Ｆ６５）这样的区域性大断层来讲，仅根据地表产状推测断层特征是欠妥的。
教训二，虽然在预计的Ｆ６５断层附近遇一构造，但其断距、破碎程度等构造特征显然比招标文件对Ｆ６５断层破碎带的描述要好的多。遗憾地是现场地质人员未对实际地质条件进行认真的分析和判断，仅根据预计的地质资料草率地判定了Ｆ６５的位置。
３．２关于断层破碎带的处理措施
尽管选择合适的施工方法是承包商的合同责任，工程师在ＴＢＭ开始掘进前就要求承包商提交特殊地质条件的应急处理方案，但承包商认为双护盾掘进机可以适应较复杂的地质条件，因此事先未对ＴＢＭ通过断层破碎带等复杂地质条件制定妥善方案，也未将处理断层破碎带的设备和材料准备好，造成ＴＢＭ遇断层破碎带时束手无策，需超前钻探时，才着手安装钻探设备，需化学灌浆时，灌浆材料（下转第１７页）
刘波：全断面双护盾掘进机在引黄工程断层破碎带的卡机处理?１４?
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Ｎｏ．２（ＴｏｔａｌＮ０．１６４）
Ｍａｙ．２００７
（上接第１４页）在ＴＢＭ发生停机后１８天才运抵现场，导致了处理工作的延误。
３．３关于ＴＢＭ不恰当施工
根据卡机前的施工记录，ＴＢＭ在接近这样一个断层带
时，岩石产状开始变化，出现超挖现象，机械运行和参数出现细微变化，此时承包商本应采取必要措施，如超前钻探等，了解掌子面前方的地质情况，以便决定是否采用灌浆或其他方法预先处理。而承包商在未采取任何预防措施的情况下，盲目掘进，试图不采取任何其他措施穿过这个区域，导致机头被卡。
在ＴＢＭ机头被卡住后，承包商试图采用机头后退的办
法使ＴＢＭ恢复掘进，但机头后退时，大块岩石又落在前护盾和机头上，导致逐渐塌方。随后承包商又试图通过把整个
ＴＢＭ退后的方法释放机头，造成ＴＢＭ上方和前方的再次塌
方。
ＴＢＭ发生卡机时，除了调整ＴＢＭ的推力和扭距外，采用
往复掘进的方法使其通过在国外有成功的先例，但一般是在
ＴＢＭ进入破碎岩石较少的情况下。当ＴＢＭ已全部置于破碎
岩石中时，选择此种方法存在较大的风险。
作者简介：刘波，男，１９７０年生，１９９３年沈阳农业大学毕业，工程师。
［收稿日期：２００６－１２－２５］
ＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＳｅｉｚｉｎｇＭａｃｈｉｎｅｏｆＤｏｕｂｌｅ－ｓｈｉｅｌｄＴＢＭｉｎＣｒａｃｋｅｄＦａｕｌｔＺｏｎｅｏｆＴｕｎｎｅｌｏｆＷａｎｊｉａｚｈａｉＹＲＤＰ
ＬＩＵＢｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅａｒｅ３４ａｓｃｅｒｔａｉｎｅｄｆａｕｌｔｓｉｎｔｈｅｅｘｔｅｎｔｏｆｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌⅡ，ⅢｂｉｄｔｕｎｎｅｌｐｒｏｊｅｃｔｏｆＷａｎｊｉａｚｈａｉＹＲＤＰ，ｂｕｔｉｔｉｓｐｏｓｓｉｂｌｅｔｈａｔｓｏｍｅｆａｕｌｔｓａｒｅｈｉｄｄｅｎａｎｄｎｏｔｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ．ＢｅｓｉｄｅｓｔｈｅｍａｊｏｒｆａｕｌｔｓＦ３２ｉｎｔｈｅＬｉｍｉｎｇｂａｏａｒｅａ，ｔｈｅｏｔｈｅｒｆａｕｌｔｓａｒｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｒｅａｃｈｏｆＮＯ．７ｔｕｎｎｅｌ，５９＋７００￣６８＋８２０，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇＦ６５，Ｆ７０，Ｆ９０，Ｆ７４．Ｔｈｅｄｏｕｂｌｅ－ｓｈｉｅｌｄＴＢＭｉｓｓｕｉｔｅｄｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｕｎｎｅｌｉｎｍｏｒｅｃｏｍｐｌｅｘｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｉｎｔｈｅｃｏｍｍｏｎｃｒａｃｋｅｄｆａｕｌｔｚｏｎｅ，ｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｕｎｎｅｌｗａｓｎｏｒｍａｌ，ｂｕｔｉｎｔｈｅｍａｊｏｒｆａｕｌｔｚｏｎｅＦ６５，ｔｈｅａｃｃｉｄｅｎｔｏｆｓｅｉｚｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｗａｓａｐｐｅａｒｅｄ．Ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｏｒｋｌａｓｔｅｄ３ｍｏｎｔｈｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｔｏｔｒｅａｔｔｈｅａｃｃｉｄｅｎｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｗｉｔｈＴＢＭｃｒｅａｋｅｄｆａｕｌｔｚｏｎｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｓｅｉｚｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ
时，则判定骨料为碱－硅酸反应活性骨料。经分析得出，砂１４ｄ的膨胀率为０．００７％，２８ｄ的膨胀率为０．０１７％；石子１４ｄ的膨胀率为０．００５％，２８ｄ的膨胀率为０．０１１％。均未超
出０．２％，可以判定配合比所用的骨料为疑似活性骨料，单方混凝土碱含量控制在２．５ｋｇ／ｍ３内，就可以满足工程需要。
４结语
防治碱骨料反应的主要措施在于预防。为此，南水北调
中线干线工程建设管理局专门制定了预防混凝土工程碱骨料反应技术条例
（试行）。工程建设中，针对碱骨料反应，使用低碱原材料、优化配合比等措施综合预防碱骨料反应，以确保工程质量，提高暗涵工程的耐用性和持久性。
作者简介：杨金平，女，１９７０年生，１９９２年毕业于山西矿业学院，助理工程师。
［收稿日期：２００７－０１－０４］
ＯｎＰｒｏｂｌｅｍｏｆＡｌｋａｌｉ－ａｇｇｒｅｇａｔｅＲｅａｃｔｉｏｎｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅｉｎＬｕｇｏｕｃｈａｏＭｏｌｅ
ＣｕｌｖｅｒｔｏｆＳｏｕｔｈ－ｔｏ－ｎｏｒｔｈＷａｔｅｒＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｊｅｃｔａｎｄｉｔｓＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎＭｅａｓｕｒｅ
ＹＡＮＧＪｉｎ－ｐｉｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｌｋａｌｉ－ａｇｇｒｅｇａｔｅｒｅａｃｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍａｊｏｒｈｉｄｄｅｎｄａｎｇｅｒｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｗｏｒｋｓ．ＩｎＬｕｇｏｕｃｈａｏｍｏｌｅｃｕｌｖｅｒｔｏｆＳｏｕｔｈ－ｔｏ－ｎｏｒｔｈＷａｔｅｒＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｊｅｃｔ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅａｄｏｐｔｅｄｔｏｇｕａｒａｎｔｅｅｗｏｒｋｓｑｕａｌｉｔｙａｎｄｔｏｒａｉｓｅｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｗｏｒｋｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｏｕｔｈ－ｔｏｎｏｒｔｈＷａｔｅｒＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｊｅｃｔａｌｋａｌｉ－ａｇｇｒｅｇａｔｅｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅ
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(此文档为Word格式，下载后可以任意编辑修改！）（文件备案编号：） 施工方案 工程名称： 编制单位： 编制人： 审核人： 批准人： 编制日期：年月日
断层破碎带专项施工方案 一、编制依据 ⒈隧道工程地质勘察报告。 ⒉铁道部《铁路隧道施工规范》（TB10204—2002）。 ⒊铁道部《铁路隧道设计规范》10003—2005。 ⒋朔州至准格尔线六狼山隧道设计图、施工图。 ⒌六狼山ZSKZ-1标段施工组织设计 二、工程概况 准朔铁路六狼山特长隧道全长15175m，单线隧道，进口里程为改DK20+575，出口里程为改DK35+750。进口至改DK35+450以14％的坡度上坡，改DK35+450至出口以9％的坡度上坡。翼墙式洞门,隧道最大埋深为443m。 为开辟施工工作面，加快施工进度，隧道设5座斜井，斜井共长4650.8m，其中1#斜井长557.1m、3#斜井1116.67m、4#斜井1396.11m、5#斜井1068.86m、6#斜井512.56m。1#斜井为双车道斜井，其余斜井为单车道斜井。1#、4#斜井在施工完毕后改做紧急出口，用于隧道发生灾难是的逃生疏散通道。3#、5#、6#斜井在正洞施工完毕后，整理好斜井内排水系统后封堵。 隧道正洞Ⅱ及围岩占22.1％、Ⅲ级围岩占29.1％、Ⅳ级围岩占23.6、Ⅴ级围岩占25.2％。围岩级别变换频繁，施工方法需频繁转换。
隧道经过三个断层带，围岩破碎，节理发育。其中改 DK24+887~DK24+937段、DK27+025~DK27+145段断层破碎带，岩体破碎3斜0+60~3斜1+10段、4斜8+04~4斜9+60段、5斜6+65~5斜7+15段、5斜8+93~5斜9+38段、6斜0+57~6斜0+80段洞身通过断层破碎带，围岩很破碎。岩性主要为片岩、页岩、砂岩且夹薄层泥灰岩，节理、层理及裂隙发育，层面交错，风化严重，呈压碎状态，致使围岩自稳能力差，极易发生坍塌事故，成型困难。 为保证隧道正洞或斜井在通过围岩断层破碎带时的施工安全、质量、进度，特制定本专项方案。 三、施工方案 1、台阶法开挖 针对上述情况，结合施工生产能力，按照“管超前、严注浆、短开挖、不(弱)爆破、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则，立足于各工序间协调统一，措施得当，快速通过破碎带。在拱部超前小导管或者管棚注浆预结围岩的保护下，根据断层破碎带与隧道的位置关系，采用全断面或台阶法开挖。当采用台阶法开挖时，正洞及双车道斜井采用三步台阶法进行施工，单车道斜井采用两步台阶法施工。在破碎带围岩风化严重至几乎没有自稳能力的情况下，采用中留核心土，周边采用风镐环形开挖，待环形开挖完成并初期支护后，再用挖掘机开挖核心土部分。 下断面施工采用分部开挖法，先行开挖中槽，再左右交错开挖马口，接下部钢架。施工均遵循“随挖、随接、随喷”的原则。如图1、
共享知识分享快乐 二郎山隧道断层破碎带施工方案 一、编制依据 1、雅安至康定高速公路控制性工程二郎山隧道段C2标试验工程施工图设计资料； 2、现行公路工程施工技术规范、标准及施工验收标准； 3、根据现在掌子面围岩的情况及设计地质资料； 4、我公司拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法、科技成果和多年积累的长大隧道工程施工经验； 5、国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。 二、工程概况 雅安至康定高速公路C2标段主线长9.390 km（右线K72+310～ K81+700），泸定互通式立交一座，泸定连接线长4.497km，均位于四川省泸定县。主体控制性工程为二郎山特长公路隧道，全长13425米，C2标负责施工左线长度6748m，右线长度为6693m，工期66个月。 1、地形 隧址区地处四川盆地与青藏高原过渡的二郎山高中山区，地面切割强烈，山势陡峻，高差悬殊，二郎山主峰海拔3437m，与隧道口相对高差接近2000m。隧道最大埋深1469m。 2、气候
隧址区地处四川盆地中亚热带季风湿润气候与青藏高原大陆干冷气 候的过度地带。二郎山东西两侧气候差异非常明显，我部施工区域位于二郎山西侧，年降雨量仅900～1000mm，降雨多集中在5～10月，雨季降雨量占全年90%以上，相对湿度66%，多年平均气温15.5℃，最高气温36.4℃，最低气温-5℃，年平均无霜期279天。 3、水文地质 页眉内容． 共享知识分享快乐 隧址区域地下水丰富，类型齐全。勘察区地下水补给源主要为大气降水和地表水直接或间接渗入补给。地下水质较好，对砼无腐蚀性，隧道主洞预33/d。 /d，最大用水量82000m测正常涌水量为59000m4、我标段隧道通过的断裂构造统计见下表： 二郎山隧道C2标段断裂带统计
二郎山隧道断层破碎带施工方案 一、编制依据 1、雅安至康定高速公路控制性工程二郎山隧道段C2标试验工程施工图设计资料； 2、现行公路工程施工技术规范、标准及施工验收标准； 3、根据现在掌子面围岩的情况及设计地质资料； 4、我公司拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法、科技成果和多年积累的长大隧道工程施工经验； 5、国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。 二、工程概况 雅安至康定高速公路C2标段主线长9.390 km（右线K72+310～K81+700），泸定互通式立交一座，泸定连接线长4.497km，均位于四川省泸定县。主体控制性工程为二郎山特长公路隧道，全长13425米，C2标负责施工左线长度6748m，右线长度为6693m，工期66个月。 1、地形 隧址区地处四川盆地与青藏高原过渡的二郎山高中山区，地面切割强烈，山势陡峻，高差悬殊，二郎山主峰海拔3437m，与隧道口相对高差接近2000m。隧道最大埋深1469m。 2、气候 隧址区地处四川盆地中亚热带季风湿润气候与青藏高原大陆干冷气候的过度地带。二郎山东西两侧气候差异非常明显，我部施工区域位于二郎山西侧，年降雨量仅900～1000mm，降雨多集中在5～10月，雨季降雨量占全年90%以上，相对湿度66%，多年平均气温15.5℃，最高气温36.4℃，最低
气温-5℃，年平均无霜期279天。 3、水文地质 隧址区域地下水丰富，类型齐全。勘察区地下水补给源主要为大气降水和地表水直接或间接渗入补给。地下水质较好，对砼无腐蚀性，隧道主洞预测正常涌水量为59000m3/d，最大用水量82000m3/d。 4、我标段隧道通过的断裂构造统计见下表： 二郎山隧道C2标段断裂带统计 由于断层破碎带存在涌水、突泥及发生大规模隧道坍塌的危险，为确保施工过程中不发生安全事故，顺利通过断层破碎带，有效降低施工阶段发生地质灾害所引发的风险，特制定以下施工方案。 首先按照设计文件要求采用综合超前地质预报系统（主要采用TSP203及超前地质钻孔、地质雷达等）进行超前地质预测，结合地质勘测资料和地质素描对前方地质进行综合判断，根据判断结果确定是否注浆和采取哪种注浆方案，以及后续开挖过程中采取什么样的辅助措施，开挖过程中加强对开
硬岩隧道掘进机历史文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
硬岩隧道掘进机的历史 1952年，詹姆斯·罗宾斯（James ）为美国南达科他州 奥阿西大坝工程（Oahe Dam）研发了第一台现代硬岩TBM 第一台用于切割岩石的TBM是威尔逊专利的石材切割机，它发明于1851年，用于马萨诸塞州北亚当斯着名的胡萨克隧道（Hoosac Tunnel）东端。根据最初设计，这台机器应在花岗岩内切割出一个13in宽、26ft直径的圆环，推进几英尺后，施工人员撤回机器，并在圆环内对岩石进行爆破。该台机器由铸铁建造，采用蒸汽驱动，使用了与现代滚刀惊人相似的滚刀。事实上，这台机器在硬岩中只掘进了10ft，很明显，它既不够坚硬，也没有强大的动力，难以切割这种坚硬的岩石。 第二台TBM也被用于胡萨克隧道的西端，该台TBM直径10ft，锥形头，可以在断层中切割出一个圆形的缺口。最初的实验表明，这台TBM是很有希望的，但不幸的是，在这台设备投入使用之前，使用这台设备的承包商就已经破产了，后来的承包商放弃了使用TBM法，采用传统的分步法进行隧道开挖。这样，早期的几个掘进机实验结束了，在接下来的100年里，世界上几乎所有的岩石隧道都采用了钻爆法。 直到20世纪50年代，许多成功的机械装置被用于煤矿开采。1952年，杰姆斯·罗宾斯被要求利用这些概念设计修建南达科塔州奥阿西大坝隧道。他设计的TBM具有刀盘，使用了刮刀和盘型滚刀，用于开挖软弱页岩。其破岩原理是，刮刀在岩石上切槽，滚刀切削岩石。像许多发明家一样，杰姆斯·罗宾斯对他的这个发明十分着迷，说服了多个工程业主和施工承包商支持他的实验，帮助他解决各种问题。不幸的是，杰姆斯·罗宾斯在1958年的一次空难中丧生，他的儿子迪克·罗宾斯继承了他的意志和远见，为隧道掘进机后续的发展搭建了舞台。 总体而言，这些发展围绕如下几个问题： ●破岩的最佳方法是什么 ●保持掌子面稳定、TBM推进和姿态控制的最佳方法是什么 ●如何提供最佳的后配套系统和维修与保养 ●隧道内进、出料的最佳方法是什么
二郎山隧道断层破碎带施工方案 一.编制依据 1.雅安至康定高速公路控制性工程二郎山隧道段C2标试验工程施工图 设计资料; 2、现行公路工程施工技术规范、标准及施工验收标准; 3、根据现在掌子而围岩的情况及设计地质资料; 4、我公司拥有的技术装备力暈乙机械设备状况、管理水平.工法、科技 成果和多年积累的长大隧道工程施工经验; 5、国家及地方关于安全生产和环境保护等方而的法律法规。 二.工程概况 雅安至康定高速公路C2标段主线长9390 km（右线K72+3W?K81+700）, 泸定互通式立交一座，泸定连接线长4.497km＞均位于四川省泸定县。主体控制性工程为二郎山特长公路隧道，全长13425米，C2标负责施工左线长度 6748m,右线长度为6693m,匸期66个月。 地形 隧址区地处四川盆地与青藏高原过渡的二郎山高中山区，地而切割强烈, 山势陡峻，高差悬殊，二郎山主峰海拔3437m,与隧道口相对高差接近2000mO 隧道最大埋深1469m O 2、气候 隧址区地处四川盆地中亚热带季风湿润气候与青藏高原大陆干冷气候的过度地带。二郎山东西两侧气候差异非常明显，我部施工区域位于二郎山西侧，年降雨量仅900?WOOmm,降雨多集中在5?10月，雨季降雨量占全年 90%以上，相对湿度66%,多年平均气温15.5C,最高气温36.4C,最低气温-5C,年平均无霜期279天。
3、水文地质 隧址区域地下水丰富，类型齐全。勘察区地下水补给源主要为大气降水和地表水直接或间接渗入补给。地下水质较好，对確无腐蚀性，隧道主洞预测正常涌水量为59000mVd＞最大用水量82000mVdo 4、我标段隧道通过的断裂构造统计见下表: 二郎山隧道C2标段断裂带统计 三.断层破碎带施工方案 市于断层破碎带存在涌水、突泥及发生大规模隧道坍塌的危险，为确保施工过程中不发生安全事故，顺利通过断层破碎带，有效降低施工阶段发生地质灾害所引发的风险，特制定以下施工方案。 首先按照设计文件要求采用综合超前地质预报系统（主要采用TSP203及超前地质钻孔、地质雷达等）进行超前地质预测，结合地质勘测资料和地质素描对前方地质进行综合判断，根据判断结果确定是否注浆和采取哪种注浆方案，以及后续开挖过程中采取什么样的辅助措施，开挖过程中加强对开挖
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 构造带、断层破碎带地段施工安全规定(正式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-5106-21 构造带、断层破碎带地段施工安全 规定(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 在断层破碎带易塌方，防止塌方措施是按设计要求和工艺要求做好超前支护和开挖后的联合支护，特别是超前注浆，一是截断地下水流入开挖面通道，二是提高结石率，增强围岩相互作用力，减轻支护圈压力，达到降低塌方机率。 在断层破碎带及软岩地段易塌方，造成塌方的原因多数是地下水原因引起裂隙开张，降低了围岩相互作用力，加速围岩变形，使支护失稳而塌方，防止塌方措施是按设计要求和工艺要求做好超前支护和开挖后的联合支护，特别是超前注浆，一是截断地下水流入开挖面通道，二是提高结石率，增强围岩相互作用力，减轻支护圈压力，达到降低塌方机率。 施工应做好超前地质预报工作，查明掌子面前方
地质条件，及时掌握前方地质情况，制定合理的施工方法。 严格按照设计方法进行开挖，严格控制开挖进尺，开挖后及时支护，严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则组织施工，严格按照设计支护参数进行施工。 在开挖断层破碎带或软岩地段时，除了在开挖时用微震动法外，专职安全员跟班作业，发现不安全因素立即撤离施工人员，发现底部隆起，必要时对底部设横撑，打底部锚杆或向底部注浆，控制上隆; 为了防止支护开裂，增强钢筋网，必要时用湿喷钢纤维混凝土、调整供架间距等。对装碴设备，在顶部安装砸钢板顶棚，当发现有岩粉飞扬，掉碴、喷锚开裂、或支架发出声响立即组织撤离。 请在这里输入公司或组织的名字 Enter The Name Of The Company Or Organization Here
编号：SM-ZD-74109 过断层破碎带安全技术措 施 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
过断层破碎带安全技术措施 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 根据相邻轨道延伸巷实际揭露资料和三维地质资料，该段地质条件相对简单，为了安全顺利的过断层和破碎带，特编制此安全技术措施。 一、工程概况： 根据相邻轨道延伸巷实际揭露资料和三维地质资料，二水平轨道大巷地质条件相对简单。 二、技术要求： 1、二水平轨道大巷掘进过断层、破碎带，支护必须紧跟迎头。支护前必须挑掉活矸，坚持“敲帮问顶”制度（支护合格后进行出渣）。 2、二水平轨道大巷掘进过断层、破碎带，提前架设的矿用11#工字钢钢棚，钢棚必须用背板加密背实，并用撑拉杆撑拉，使钢棚达到加强支护的要求。 3、二水平轨道大巷掘进过断层，采用三排锚索，菱形网
加钢筋网双网加强支护，先铺设菱形网后铺设钢筋网，适当增加锚索长度。 4、二水平轨道大巷掘进过断层，后续架设钢棚必须清到硬底，严禁将棚腿架设在浮煤、浮矸上；支架帮、顶必须用木板背紧、背牢，背帮背顶材料要紧贴围岩，不得松动或空帮空顶。梁腿接口处的两肩必须加楔打紧；架棚支架之间必须安设牢固的拉杆；支架无歪扭迈步，前倾后仰现象。 5、架设钢棚，必须坚持“支一架掘一架“循环作业方式。 三、架设钢棚专项技术要求： 1、地面挑选架棚装车。 2、棚架入井前地面必须预组装棚架试验，测定组装数据，便于井下安装掌握。 3、二水平轨道大巷架棚前必须搭设作业跳台，架梯作业人员上部作业时必须配有安全带、安全绳，防止坠落。 5、二水平轨道大巷采用棚梁为4000mm，棚腿为2000mm的梯形棚支护。 6、二水平轨道大巷棚架，棚腿间采用拉杆支撑。 7，施工时，架棚支护的操作顺序，根据现场实际情况，
甘肃平凉天元煤电化有限公司 关于配煤皮带巷、配煤巷检修通道 过断层破碎带情况说明 甘煤一公司五举矿矿建项目部 编制人:张伟 二零一五年一月二十九日
关于配煤皮带巷、配煤巷检修通道 过断层破碎带情况说明 一、工程概况： 1、配煤皮带巷：设计直墙圆弧拱断面，掘高5.1m，掘宽4.7m，采用锚网索喷支护。巷道设计工程量 ? m。 2、配煤巷检修通道：设计直墙圆弧拱断面，掘高3.2m，掘宽3.2m，采用锚网索喷支护。巷道设计工程量? m。 二、地质及水文地质概况： 1、配煤皮带巷： 截至2015年1月28日，该掘进工作面迎头现已施工至开口前30m 位置 ①开口处断面岩性：受（F1 13°∠60°H=12-20m）断层影响，左帮为 灰黑色泥岩（破碎），迎头断面大部及右帮为灰白色细砂岩。 （详见断面图1） ②施工至开口前15m位置时，迎头全断面已过渡为灰黑色泥岩（破碎）， 灰白色细砂岩消失。（详见断面图2） ③开口（15-30m）位置，迎头全断面均为灰黑色泥岩，与（断面图2） 所示岩性完全一样。预计剩余施工巷道均受该断层破碎带影响。 ④受该断层影响，开口（0-15m）范围内顶板分散出水点有淋、滴水现 象，出水量小于1m33/h，对巷道施工影响很小;开口（15-30m）范围内顶板无淋、滴水现象发生。
⑤经地质技术员现场实测，目前迎头施工方向岩层倾角约52左右°。 2、配煤巷检修通道： 截至2015年1月28日，该掘进工作面迎头现已施工至开口前9 m 位置。 ①开口处断面岩性：，迎头全断面均为灰黑色泥岩（破碎）。 （详见断面图3）。 ②受（F2 111°∠65°H=9-12m）断层影响，施工至开口前5m,左帮开 始出现灰白色细砂岩，断面大部及右帮仍以灰黑色泥岩(破碎)为主。 （祥见断面图4） ③开口（5-9m）位置，左帮灰白色细砂岩逐渐向右帮过渡；至开口9m 位置，左帮灰黑色泥岩已经过渡至迎头断面巷中处，右侧断面及右帮仍为灰黑色泥岩（破碎）。根据该断层走向可知，预计巷道继续向前施工约5m（即开口前14m）将顺利穿过该断层。（祥见断面图5）④受该断层影响，顶板分散出水点有淋、滴水现象，出水量小于1m33/h，对巷道施工影响很小。 ⑤经地质技术员现场实测，目前迎头施工方向岩层倾角约-35°左右° 三、邻近构造情况： 1、（F1 13°∠60°H=12-20m）断层为目前施工巷道揭露主断层，走向N13°，倾角60°，落差12-20m。该断层为逆断层，属压扭性断层，一般起到隔水的作用，不会导通强含水层。
全断面岩石掘进机施工岩石平巷 掘进机按一次开挖断面占全部断面的比例分为部分断面掘进机和全断面掘进机两种。部分断面掘进机一般为悬臂式，主要用于软岩巷道、煤巷和半煤岩巷道。岩石全断面掘进机( Tunnel Boring Machine) 简称TBM , 也称隧道掘进机, 在软岩和土壤中施工的又称为盾构机，应用于岩石隧道的称为岩石掘进机。TBM 施工是当今最先进的隧道施工方法, 掘进速度快、机械化程度高、大大改善施工环境、劳动条件好、对环境影响较小, 在水下隧道施工不影响水上通行, 有更利于保护生态环境,可以克服高寒、高海拔环境的影响, 围岩扰动小,因此自20 世纪50 年代中期进行工业化生产以来日益受到人们的重视, 已广泛应用于各国的能源、交通、城建、国防等部门的地下工程建设。 一、 全断面岩石掘进机的结构特点 全断面岩石掘进机是一种将机械破 岩和转运岩石等工序进行联合作业，并能 连续掘进的机械没备，它由移动和固定支撑推进两大部分组成，如图5-45。推进油缸一端铰接于移动部分，另一端铰接于固定支撑推进部分，移动部分的大梁和固定支撑推进部分的移动框架刚性联接，使两大部分构成一个整体。在移动部分上设有工作头，排渣系统，导向支撑裴置、刀盘驱动减速装置，在固定部分上设有水平支撑油缸和推进油缸、移动框架等部件。我国研制的EJ —30型岩巷掘进机如图5-46所示，它是由破岩机构、装运机构、推进机构、除尘装置、方向控制装置、瓦斯管报仅、护顶板、机器支撑油缸、工作室、动力及液压系统等组成。 图5-45 掘进机基本结构及施工示意图
掘进机各主要部分的结构分述如下： 1．破岩装置 破岩装置由刀盘和工作头组成，刀盘装庄工作头的前端，上面装有若干滚刀，工作时，电动机驱动刀盘回转带动滚刀旋转，同时由工作头传递推进力，使滚刀的刀刃压向岩面，挤压剪切破碎岩石。 2．行走推进装置 岩巷掘进机的行走推进方式，一般多采用支撑迈步式，行走推进装置由前撑靴、后撑靴和支撑板组成。前撑靴位于移动部分用来定位，使工作头对准掘进方向。后撑靴位于推进部分，和前撑靴共同支撑机器重量。支撑侧板紧撑岩帮，起固定机身作用。一次推进行程结束后。松开支撑板，向推进油缸反向给油。即可将固定支撑部位向前移，支撑板再次紧撑岩帮，又可开始新的推进切割工作。 3．岩碴转运装置 装运装置由铲斗、卸渣溜槽和输送机组成。工作时，装在回转刀盘周边的铲斗，随刀盘一起回转，铲取破碎下来的岩石。岩石在机器上方卸入卸碴溜槽，再由溜槽溜入输送帆，转载到机器后方，由运输没备运出。 4．驱动装置 刀盘由电动机通过减速箱和齿轮来转动，采用液压油缸给推进压力和支撑、固定、移动机体。所有传动系统设备都固定在主机体上， 图5-46 EJ-30型岩巷掘进机 1—刀盘；2—机头架；3—大梁；4—浮动支撑；5—泵站；6—司机室；7—除尘器； 8—胶带转载机；9—护定板
富阳市公园路向东延伸（大桥路-高尔夫路）工程 第一标段 东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案 编制： 复核： 审核： 中铁一局集团有限公司公园路向东延伸工程项目经理部 二O一五年九月
目录 一、工程概况 (3) 二、工程地质 (3) 三、断层破碎带施工方案 (4) 3.1超前地质预报 (4) 3.2注浆堵水加固 (5) 3.2.1全断面帷幕注浆堵水 (5) 3.2.2全断面周边预注浆堵水 (5) 3.2.3局部断面预注浆堵水 (5) 3.2.4局部断面排水 (6) 3.2.5预注浆参数 (6) 3.2.6预注浆结束标准 (6) 3.2.7堵水注浆效果检查 (7) 3.2.8东洲新城隧道全断面（帷幕）超前注浆图 (7) 3.3隧道开挖支护及二衬施工 (10) 3.3.1开挖支护参数 (10) 3.3.2监控量测 (11) 四、质量保证措施 (11) 五、安全保证措施 (12)
东洲新城隧道高水压断裂破碎带施工方案 一、工程概况 东洲新城隧道0+705～1+600左右线单洞合计1790m，设计为双洞机动车双向六车道，两隧进口端间距为11.75m，为小净距隧道。隧道开挖断面Ⅲ级围岩117㎡、Ⅳ级围岩130～136㎡、Ⅴ级围岩140～143㎡，线路设计标准：二级城市隧道，双向六车道；设计时速50km/h；暗挖隧道建筑限界三车道段单洞净宽13.5m，车道限高 4.5m，检修道净空2.5m。 二、工程地质 隧道岩性主要为中风化、微风化花岗闪长岩和石英砂岩，洞口有粘土夹碎石覆盖层。洞身穿越地质Ⅲ级围岩790m，占总长44.2%；Ⅳ级围岩290m，占总长16.2%；Ⅴ级围岩690m，占总长38.5%；明洞20m，占总长1.1%。并穿越F1、F2等不良地质断裂带，F1破碎带位置在左线里程为K0+925～K0+965段，长约40m；在右线里程为K0+974～K1+025段，长约51m。F2破碎带位置在左线里程为K1+300～K1+350段，长约50m，右线里程为K1+330～K1+390段，长约60m。 根据设计地质，F1断层破碎带主要已充填粘土为主，其余为灰岩、白云质灰岩成分的断层角砾，碎裂岩。受F1断层的影响，岩体较破碎，呈碎石状压碎结构，围岩稳定性较差，拱顶易坍塌、侧壁不稳，处理不当会造成大的坍塌，隧道出水形式为线状、淋雨状、涌水，流量约400～700m3/d，多雨季节流量约800～1600m3/d。F2断层破碎带岩性主要为岩溶角砾岩，灰岩、白云质灰岩成分的碎裂岩，受
全断面硬岩掘进机（TBM） 全断面硬岩掘进机主要用于在围岩稳定性良好、中—厚埋深、中—高强度的岩层中开挖长大隧道。 TBM的破岩原理为:主机前部是装有若干滚刀的刀盘,由刀盘驱动系统驱动刀盘旋转,并由推进系统给刀盘提供推进力,在推进力的作用下滚刀切入岩石掌子面。不同部位的滚刀在掌子面上留下不同半径的同心圆切槽轨迹，在滚刀的挤压下，相邻切槽的岩石在剪切力作用下从岩体上剥落下来形成石渣，石渣则随着刀盘的旋转由刀盘上的铲渣斗自动拾起，经刀盘内的溜渣槽输送到装在主机上的胶带机上，再运到后配套系统处经隧道出渣运输系统运出洞外。 一、掘进机施工的关键技术 1、选型 掘进机结构庞大复杂，是各种高技术系统的集成，又是价值亿元以上的大型成套工厂化作业系统，属于典型的非标定制产品，其机型、系统设备配置和主要技术参数均需承包商与制造商根据具体的工程设计、地质条件和施工工艺共同研究确定，后配套系统的选型及集成是否合理，是工程能否顺利完成的关键。 2、施工的组织管理 掘进机在施工时，掘进、出渣、支护、进料运输等工序为并行、连续作业，系统性强，要求各环节紧密配合，以掘进作业为中心，其他配套设施要尽可能地满足掘进的需要，与钻爆法施工在组织管理上具有完全不同的技术特点，这就给掘进施工组织管理技术提出了挑
战。掘进机的平均机时利用率是衡量掘进施工组织管理技术水平的主要指标，目前国际水平在40%左右。 3、掘进参数的匹配 在掘进施工中，隧道的地质条件不断变化，而不同岩石条件下选取的掘进参数对施工的安全、掘进速度、掘进效益影响很大，只有根据不同的围岩条件对主要参数如刀盘的转速、推力和扭矩、推进速度、撑靴压力、推进行程等合理匹配，才能够安全%快速和高效地掘进。 4、软弱围岩和不良地质地段的施工 在软弱围岩条件下容易出现掌子面不稳定、围岩坍塌、刀盘被卡、支撑系统撑不住、刀盘下沉、掘进方向难以控制等技术问题。另外，断层、涌水、岩洞等不良地质地段也对施工带来很多的技术难题。因此，软弱围岩的掘进技术和不良地质地段的施工技术是工程安全贯通的关键。 5、状态监测%故障诊断和维护 掘进机是机、电、液、光一体化的大型隧道施工作业系统，其作业环境恶劣，空间狭窄。由于后配套系统庞大、复杂以及实际地质条件的复杂性，施工中发生重大事故的情况也有报道，造成了巨大的经济损失和社会影响。如何建立先进可靠的监测诊断和维护技术，保证掘进机处于安全完好的掘进状态和提高机时利用率，都是需要解决的关键技术问题。 6、刀具 刀具是其破岩的关键零部件!而且硬岩掘进机施工中刀具的检
文件编号：TP-AR-L8934 There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 构造带、断层破碎带地段施工安全规定正式样本
构造带、断层破碎带地段施工安全 规定正式样本 使用注意：该管理制度资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范，条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 在断层破碎带易塌方，防止塌方措施是按设计要 求和工艺要求做好超前支护和开挖后的联合支护，特 别是超前注浆，一是截断地下水流入开挖面通道，二 是提高结石率，增强围岩相互作用力，减轻支护圈压 力，达到降低塌方机率。 在断层破碎带及软岩地段易塌方，造成塌方的原 因多数是地下水原因引起裂隙开张，降低了围岩相互 作用力，加速围岩变形，使支护失稳而塌方，防止塌 方措施是按设计要求和工艺要求做好超前支护和开挖 后的联合支护，特别是超前注浆，一是截断地下水流
入开挖面通道，二是提高结石率，增强围岩相互作用力，减轻支护圈压力，达到降低塌方机率。 施工应做好超前地质预报工作，查明掌子面前方地质条件，及时掌握前方地质情况，制定合理的施工方法。 严格按照设计方法进行开挖，严格控制开挖进尺，开挖后及时支护，严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则组织施工，严格按照设计支护参数进行施工。 在开挖断层破碎带或软岩地段时，除了在开挖时用微震动法外，专职安全员跟班作业，发现不安全因素立即撤离施工人员，发现底部隆起，必要时对底部设横撑，打底部锚杆或向底部注浆，控制上隆; 为了防止支护开裂，增强钢筋网，必要时用湿喷钢纤维混凝土、调整供架间距等。对装碴设备，在顶部安装砸
全断面隧道掘进机 TBM 的选型设计与应用 隧道网 https://www.doczj.com/doc/c83610688.html,(2010-10-17 19:47:47) 来源：隧道 网 全断面隧道掘进机（ Full-face Tunnel Boring Machine ）简称 TBM ，自 20 世纪 50 年代以来就已经在施工行业大量使用，如今已是在国内外普遍采用的一种具有高科技水平的隧洞施工机械。当隧洞长度过长时，用常规钻爆法进行施工需要相当长的工期， TBM 法则适合长隧洞施工的需要。国外实践证明：当隧洞长度与直径之比大于 600 时，采用 TBM 进行对隧洞施工是经济的。 TBM 广泛采用了监测、遥控、电子信息技术等对施工过程进行全面监控，使掘进全过程始终处于最佳状态，与常规钻爆法相比，其优越性主要体现在如下几个方面：（1）掘进速度快； （2 ）工作效率高，实现了 TBM 开挖、出碴、衬砌、回填、灌浆等工序的循环作业； （3 ）施工安全， TBM 施工作业始终在护盾的保护下有效地进行； （4 ）施工环境好，含尘空气由净化器除尘，无爆破烟
尘； （5 ）成洞条件好，开挖面光滑平整，无超挖，对围岩基本无扰动。但是如果选型、设计不当，则会影响 TBM 掘进机开挖隧洞的优越性，严重的甚至会影响到工程施工工期。因此，选用合适的 TBM 掘进机对隧洞的施工有着极其重要的意义。 1 TBM 的类型与特点 1.1 按围岩地质条件分 （1 ）在岩层中开挖隧洞的 TBM 。通常用这类 TBM 在稳定性良好、中 ~ 厚埋深、中 ~ 高强度的岩层中掘进长大隧洞，这类掘进机所面临的基本问题是如何破岩。 （2 ）在松软地层中掘进隧洞 TBM 。通常用这类 TBM 在具有有限压力的地下水位以下的基本均质的软弱地层中开挖有限长度的隧洞。这类掘进机所面临的基本问题是空洞和开挖掌子面的稳定，当隧洞施工的主要目的是控制市区环境的地表沉降时，这一问题尤为突出。 1.2 按开挖直径分 （1）微型 TBM ，直径在 25~ 300cm ，其直径较小，工作空间狭小。 （2）中型 TBM ，直径在 300~ 800cm ，在我国引大入秦工程就是利用此类的 TBM 。 （3）巨型 TBM ，直径均大于 800cm ，设备比较笨重，
第十一章断层破碎带处理 第一节概述 水利水电工程的地基常会遇到节理发育的岩层、软弱夹层、断层破碎带或断层交汇带，这些地质缺陷均需进行妥善处理，以保证施工过程及工程建成后运行的安全。断层破碎带的处理是水工建筑物地基处理的重要内容之一。 在确定处理方案之前，必须具有详细的地质勘测资料和试验数据，主要内容有：（1）断层破碎带的规模、产状及其与水工建筑物在平面和空间位置上的相互关系； （2）构造岩的物理性质，力学性质和水理性质； （3）断层破碎带的渗透特性等。 根据地质和试验资料，按断层类型和构造岩的特点及其对坝基的影响（见表11-1-1、表11-1-2、表11-1-3）由设计结合建筑物等级、规模和形式进行分析研究，确定处理方案和工程技术处理措施。 表11-1-1 断层类型 断层破碎带的处理，工程技术复杂，施工难度大，质量要求高，安全问题突出。为确保处理工作经济、合理、按期实施，重大断层破碎带处理应编制专门的施工组织设计。 ───────────
1.断层破碎带的处理原则 （1）处理工作应安排在工程蓄水运行之前完成，最好在其上部（或邻近）建筑物施工以前进行。
位于坝头、坝肩部位的断层，可采用洞挖混凝土置换、水泥灌浆、化学灌浆、预应力锚固等方法。 （3）在设计、施工中要防止由于断层破碎带的处理而引起岩体的应力释放、变形或爆破扰动、松动滑移等问题，并采取相应的有效措施。 （4）断层破碎带开挖要遵循自上而下的施工原则，并作好安全支护，必要时应分段、分层开挖、回填。 （5）在组织实施断层破碎带处理的全过程中，设计、地质、施工和质量检查及监理部门要密切配合，及时研究处理施工中出现的问题。 （6）断层处理往往是建筑物地基开挖清理的延续和混凝土浇筑的前一道工序，其施工布置和主要机械设备、辅助设施等，一般可在这两个工序的基础上进行调整、充实和配套。为便于在断层带的狭窄槽坑内施工，宜采用轻便、灵巧、效率高的通用机具和设备。 2 断层处理的要求和类型 2.1 断层处理要求 断层经过处理后，应满足下列要求： （1）具有足够的强度，能直接或通过岩体承受和传递坝体的荷载； （2）与围岩接触良好，具有相似的弹性模量，减少地基不均匀沉陷或限制地基变形； （3）提高岩基的整体性，确保坝体或岩体在施工、运行期间的抗滑稳定性； （4）具备良好的抗渗性，防止集中渗漏，降低渗透压力，防止产生渗透变形。 （5）具备排水条件，降低扬压力。 2.2 断层处理的型式和适用范围 断层处理必须结合具体工程的实际情况，综合考虑下列因素： （1）断层所处部位、产状、宽度，破碎带组成物和周围岩体的性质、力学指标，断层和其它弱面（构造面、临空面等）的不利组合对岩体和水文地质等构成的影响，及与此有关的不同破坏机理、方式； （2）水工建筑物的工作条件、布局和对地基提出的要求，以及调整上部结构使之与
一 第6期薛景沛:一敞开式TBM安全快速通过隧洞强岩爆地层施工技术 以引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM施工段为例 一 Technique,2009,23(1):52. [9]一赵志强.秦岭引水隧洞TBM施工段岩爆预防与治理 [J].西部探矿工程,2016,28(10):170. ZHAO Zhiqiang.Prevention and control of rock burst in TBM construction section of Qinling Mountains Diversion Tunnel[J].West-China Exploration Engineering,2016,28 (10):170. [10]一李金辉,徐茂华.锦屏二级水电站引水隧洞岩爆洞段开 挖技术措施[J].四川水力发电,2015,34(增刊2): 58. LI Jinhui,XU Maohua.Technical measures for excavation of rock burst section of diversion tunnel of JinpingⅡ Hydropower Station[J].Sichuan Water Power,2015,34 (S2):58. [11]一陈绪文,黄磊,邹逸伦.岩爆隧道柔性支护快速施工技 术[J].隧道建设(中英文),2018,38(7):1212. CHEN Xuwen,HUANG Lei,ZOU Yilun.Rapid construction technology of flexible support for rockburst tunnel[J].Tunnel Construction,2018,38(7):1212. [12]一张照太,陈竹,陈炳瑞,等.大直径TBM通过深埋强岩 爆洞段的岩爆防治方法[J].煤炭学报,2011,36(增刊 2):431. ZHANG Zhaotai,CHEN Zhu,CHEN Bingrui,et al.TBM construction method in the large overburden and intensive rock burst zone[J].Journal of China Coal Society,2011, 36(S2):431. [13]一黄志平,唐春安,李立民,等.基于微震监测技术的岩 爆预警研究[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版), 2018,34(4):614. HUANG Zhiping,TANG Chunan,LI Limin,et al. Research on early warning of rock burst based on microseismic monitoring technology[J].Journal of Shenyang Jianzhu University(Natural Science),2018,34 (4):614. [14]一樊刚,郑继光.开敞式TBM撑靴部位软弱围岩塌腔的 通过方法[J].水电站机电技术,2016,39(增刊1): 67. FAN Gang,ZHENG Jiguang.Passing method of weak surrounding rock cavity in the open TBM boots[J]. Mechanical&Electrical Technique of Hydropower Stationy,2016,39(S1):67. 填补空白!‘全断面隧道掘进机再制造“国家标准来了 近日,由盾构及掘进技术国家重点实验室牵头主编的全国首个全断面隧道掘进机再制造领域的国家标准 ‘全断面隧道掘进机再制造“(GB/T37432 2019)由国家标准化管理委员会正式批准发布,将于2019年12月1日实施三这是全国首个关于全断面隧道掘进机再制造的国家标准,共有10个章节,明确规定了全断面隧道掘进机再制造的流程二再制造性评估二再制造总体方案制定二再制造设计等一般要求;规定了刀盘二主驱动单元二后配套系统等主要系统及部件的再制造要求;还规定了全断面隧道掘进机再制造的安全要求和环境保护二验收方法等内容三 该标准的发布实施,填补了国际国内全断面隧道掘进机再制造国家标准的空白,对整个全断面隧道掘进机再制造行业发展提供了重要依据和参考三 自2015年12月下达编制计划通知后,成立了以盾构及掘进技术国家重点实验室为组长单位的编制工作组,由中铁隧道局二铁建重工二北方重工二中铁一局城轨公司二中铁二局城通分公司二徐工凯宫重工二济南重工二中船重工(青岛)轨道交通装备二济南中铁重工轨道装备二四川坤成润科技有限公司二中铁四局二中铁工程装备二重庆睿安特二立信测量(上海)有限公司二北京建筑化机械研究院二水电三局共17家单位近30余名专家组成,先召开4次工作会议,经过意见征求二专家审查,逐条逐句修改完善后,最终形成了该项标准三 中铁隧道局集团有限公司较早进入盾构施工领域,目前保有各类全断面隧道掘进机87台套,在多年探索中形成了盾构再制造 八步法 标准工作流程,制定了盾构的检测制度和标准,引入了专业设备监理工作机制,有效地解决了 再制造标准 市场认可 专业分包 部件检查 等方面的问题,成为国家认可的盾构再制造试点单位和行业主导企业三 2016年,国家工信部明确了盾构再制造试点单位,中铁隧道局集团是唯一一家被列入盾构再制造试点单位的施工企业三再制造产业作为循环经济的重要内容,是国家鼓励发展的战略性新兴产业三据悉,发达国家工程机械先进企业的利润有17%来自于再制造领域,而我国刚刚起步三专家认为,再制造是环保和循环经济发展的必然趋势,具有广阔市场前景三 (摘自中铁隧道局集团有限公司微信公众号一2019-06-20) 799
断层破碎带支护方法 加强施工支护，提高整体稳定是隧道通过断层破碎带时，最基本的施工要求。主要包括：加厚砼喷层厚度、加密加长锚杆、加强钢筋网、加密钢架间距，提高钢架强度和刚度等。 1、喷锚网联合支护 喷射砼是使钢架、锚杆、钢筋网组成统一受力整体的关键工序，它可以在围岩表面形成很薄的半刚性衬砌，并在短时间内达到平衡，从而把围岩本身转变成一种有效的承重结构。喷射砼具有良好的抗爆破震动和抗冲切性能，可很好的防止坍塌的产生。 为保证后续工序的施工安全，首先应对断层范围进行初喷砼施工，喷射厚度3～5cm，及时进行岩面封闭。之后对临近范围进行锚杆和钢筋网施工，锚杆直径22mm，单根长3～3.5m，呈梅花形布置，间距1.0×1.0m或适当加密；布设钢筋网片，网格间距20×20cm，最好为双层，并与锚杆焊接。 当断层在拱部出露范围较小时，可考虑在断层两侧施作径向锚杆，在断层范围用22mm钢筋编网，并与锚杆焊接牢固，喷射砼之后形成临时支护。如图2。 锚杆 钢筋网+喷射砼 断层带 图2 拱顶断层带的支护处理
2、钢架支护 钢架支护是通过断层破碎带时必不可少的措施之一。钢架支护可以加强初期支护，减少围岩变形，并为超前支护提供可靠的支点。 钢架间距根据每循环开挖进尺而定，要求“随挖而立”，初喷后立即进行钢架架设。钢架应尽量与掌子面抵紧，并与围岩密贴，不给围岩松弛以机会；钢架间距视断层带破碎程度，一般控制在0.5～1.0m，纵向连接采用Φ22螺纹钢筋或拉杆，环向间距0.5～1.0m，横向与系统锚杆焊接牢固，最后复喷砼至与钢架表面齐平，使其与锚杆、钢筋网形成统一的受力整体。 钢架类型应根据施工条件和围岩情况综合确定，对于承受围岩压力较大处，宜采用型钢钢架。推荐采用U型钢架，其连接方式是采用U型钢间一定长度搭接并用连接扣件压紧，根据开挖实际情况可适当调整搭接长度从而实现与围岩的密贴。当钢架背后与围岩间空隙较大时，应采用砼预制块或补喷砼填实。
全断面掘进机施工隧洞的围岩地质条件 张之钰侯浩 （水利部山西水利水电勘测设计研究院） 文摘：我国目前的地下工程围岩分类法，对于全断面隧洞掘进机 施工都不完全适用。文中从隧洞掘进机施工的特点和总结山西引黄 工程等双护盾式掘进机隧洞施工的经验入手，以GB50086等国家标 准为参照，提出以岩体结构、地下水、围岩强度应力比、能否形成 围岩承载圈和毛洞稳定情况等为衡量指标的掘进机施工适宜性分类 方法。可供同类工程施工、衬砌设计和制订相关标准参考。 关键词：掘进机施工岩体围岩分类法 中图分类号：P642 文献标识码：B 基于钻爆法施工的传统隧洞设计认为，隧洞支护、衬砌将承担围岩形成的压力，因此支护、衬砌体的设计同围岩类别密切相关。因而在客观上形成了衬砌同围岩类别的对应关系。随着双护盾隧洞掘进机技术在引水工程中广泛应用，人们在实践中逐渐形成了这样的认识：对隧洞围岩而言，TBM的掘进过程基本上属于静态开掘，不仅根本上区别于钻爆法隧洞开挖对围岩的扰动，同时也大大小于基于新奥法施工原则的控制爆破；TBM方法施工的隧洞，支护及时，不会产生围岩的有害变形，这就更接近于新奥法的适时支护原则和现代支护理念。因此，在支护体系同围岩的相互关系上，当然可以认为围岩同支护自然成为共同的承载体系。正因为这样，促使人们不得不重新认识对应于TBM方法施工的围岩类别划分问题。从而在传统围岩划分如何适应掘进机施工的特点，以及同新奥法如何相互借鉴方面寻求出路。 本文试图就双护盾式掘进机施工的适宜性围岩分类方法进行探讨。 1 地下洞室施工的影响因素 地下洞室施工的影响因素，主要有下面四个方面： 1）围岩工程地质条件 2）洞室断面的大小和形状 3）洞室开挖对围岩的扰动 4）支护是否及时 在基本相同的地质条件下，施工方法不同，各影响因素有很大的不同，如表1所述。