单护盾TBM在Ⅳ和Ⅴ类砂岩地质结构中的适用性研究

ａ ｎ ｄ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｎｏ ． ７ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｉ ｎ Ｇａ ｎ ｓ ｕ Ｐ ｒ ｏ ｖｉ ｎ ｃ ｅ ，Ｉ Ｖ ， Ｖ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｏ ｆ ｓ ｏ ｔ ｆ ｒ ｏ ｃ ｋ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
对 隧 道 施 工 来 说 ，所 有 适 用 的 施 工 方 法 原 则 上 均 可 归 类 为两种 ， 即常规钻爆方法和掘进机 （ Ｔ Ｂ Ｍ ）方法 。对 于 大 埋 深 、 长隧道施 工 ，越 来越倾 向于优先采用 Ｔ Ｂ Ｍ 方 法 ，其主 要 目的 是缩 短工期 。全 断面岩石隧道 Ｔ Ｂ Ｍ 是隧道 工程机械化 建设中 先进 的 施 工 设 备 ，其 优 点 是 快 速 、 优 质 、 高 效 、 安 全 、环 保 、 自动化及 信 息化 程度高 。 目前 ，在 我 国长 距离 隧道 工程建 设 中 已得 到广 泛应 用。在水利 工程 建设 中，Ｔ Ｂ Ｍ 主要 使用 ３ 种 类型： 单护盾 Ｔ Ｂ Ｍ （ Ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｔ Ｂ Ｍ） ， 双护盾 Ｔ Ｂ Ｍ （ Ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｔ Ｂ Ｍ） 和开敞式 Ｔ Ｂ Ｍ 。通 常 情 况 下 ， 在 软 岩 地 质 构造 中 ， 单护盾 Ｔ ＢＭ 的适用 性存在 一定 的争议 。通过 对单 护盾 Ｔ Ｂ Ｍ 在甘肃 引洮供 水 …期总干渠 ７ 号 隧洞施 工情况 的分析 、总结， 提出 了该设备在 软岩地层 中应用 的可行性及 条件 性 。 １ 工 程地 质 概 况 引洮 ７ 号 隧洞全长 １ ７ ． ２ ８ ６ ｋ ｍ （ 起止桩 号４ ６ ＋ ７ １ ５ ． ０ ０ ～ ６ ４ ＋ ０ ０ １ ． ０ ０ ） ， 洞 线 ＮＥ ６ ２ 。布 置 ， 隧 洞 围 岩 岩 性 主 要 由 上 第 三 系 Ｎ ， Ｌ 及 白垩 系 Ｋ ｈ 、Ｋ ｈ ｋ ４ 的 泥 质 粉 砂 岩 、粉 （ 砂 ）质泥岩 、 砂砾岩 、 （ 含 砾 ）砂 岩 、 疏 松砂 岩等 组 成 ， 岩性软弱 ， 互层状分布 ， 相变剧 烈。岩层产状平缓 ， 受构造影 响轻微 ， 断裂裂 隙不发 育， 仅 发 育 舒 缓 短 轴 褶 皱 ， 总 体 上 富 水 性 较 差 。洞 身 段 １ ７ ． １ ８ ６ ｋ ｍ 的 围 岩 主 要 由Ｉ Ｖ 类 围岩 （ １ ４ ％ ）和 Ｖ类 围岩 （ ８ ６ ％） 构 成 ， 穿 越 薄层 黄 土 覆 盖 的低 山 卯梁 区 ，隧 洞 最 大 埋 深 ３ ６ ８ ． Ｏ ０ ０ ｍ。 ２ 设 备 总体 施 工情 况 引洮供水 一期 ７ 号 隧洞 按 计 划 从 出 口 向进 口方 向进 行 单 护 盾Ｔ Ｂ Ｍ 掘 进 ， 当掘进 了３ ０ １ １ ． ０ ０ ｍ （ 桩号６ ０ ＋ ９ ４ ０ ） 时 ， 发 生 突 泥 涌 沙 地 质 灾 害 ，导 致 该 机 械 设 备 无 法 施 工 。 将 施 工 方 案 调整后 ，决定从 ７ 号 隧 洞 进 口 向 出 口方 向再 次 开 始 掘 进 ，连 续 掘进 １ １ ０ ７ ０ ． ０ ０ ｍ（ 桩号 ５ ７ ＋ ８ ３ ５ ） 时， 再 次 发 生 突泥 涌 沙 地 质 灾 害 ， 单护盾 Ｔ Ｂ Ｍ 设备再次被迫停 止掘进。施工方案 最终调整为增 加斜井 ， 以钻 爆 锚 喷 支 护 方 式 完 成 剩 余 不 良地 质 洞 段 ， 设备 （ 单 护盾 Ｔ Ｂ Ｍ ）空 推 通 过 时 ， 完 成管 片 衬 砌 。 ３ 设 备 受 困 及 采 取 脱 困措 施 的 情 况 单 护盾 Ｔ ＢＭ 在 出 口 洞 身 段 白桩 号 ６ １ ＋ ４ ３ ３ 开 始 进 入 含 水 疏 松 砂 岩 地 层 ，掘 进 速 度 大 幅 下 降 ， 由 于 围 岩 坍 塌 较 严 重 ，
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［ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ Ｔ Ｂ Ｍ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ，ｔ ｒ ａ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ ，ｒ ｅ ｌ ｉ ｅ ｆ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ
汪 晨 光
（ 甘 肃省 水利 厅 工程地 质 建设公 司 ，兰 州 ７ ３ ０ ０ ０ ０）
［ 摘 要］ 通过对单 护盾 Ｔ Ｂ Ｍ （ Ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｔ Ｂ Ｍ）在甘 肃省 引洮 工程 总干 ７ 号隧洞进 口、 出口的掘进过程 、 受 困情况、 脱 困措 施 、方案 变更等方面的分析 、总结 ，提 出单护盾 Ｔ Ｂ Ｍ在 Ｉ ｖ、ｖ 类软岩地质结构 中施 工的适用性 、条件性 。 ［ 关键词 ］单护盾 Ｔ Ｂ Ｍ； 砂 岩地质 ； 适用性探讨 ［ 中图分类号 ］ Ｔ ｕ９ ３ ［ 文献标 志码 ］Ａ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ １ — ５ ２ ３ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ）０ ７ — ０ ０ ５ ２ — ０ ２
Ｄｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ Ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ ＴＢＭ ｉ ｎ Ｇｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ Ｉ Ｖ ａ ｎ ｄ Ｖ Ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｏ ｎ ｅ ｓ
第４ ４ 卷第７ 期
２ ０ １ ７ 年４ 月
施工技术
Ｃｏ ｎｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏｇ ｙ
建
筑 技
术 开
发
Ｂｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｄｅ ｖＴ Ｂ Ｍ在Ｉ Ｖ和Ｖ类砂 岩地质 结构 中的适用性研 究
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［ Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ Ｊ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｔ Ｂ Ｍ； ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｏ ｎ ｅ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ； ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ