引汉济渭秦岭隧洞施工技术(修改稿)

化学注浆在引汉济渭秦岭输水隧洞施工过程中的应用研究
张鹏
【期刊名称】《价值工程》
【年(卷),期】2024(43)12
【摘要】水工隧洞开挖施工过程中遇到的地下水和松软岩层工程病害问题的治理
是输水隧洞工程施工中的主要难题之一。

因此,以引汉济渭秦岭输水隧洞工程为背景,针对该隧洞K68+835~K68+851段开挖掌子面及边墙涌水问题,提出采用化学
注浆技术进行涌水堵漏处理。

首先,对节理密集带2m宽初支进行凿除,准确揭示密集带。

其次,给出了涌水堵漏处理区域划分方法、区域注浆堵漏处理顺序以及拱顶、边墙、底板注浆堵漏处理顺序。

最后,通过化学注浆技术在引汉济渭秦岭输水隧洞
开挖掌子面及边墙涌水问题处理中的成功应用,说明该技术可以做到用于指导化学
注浆在输水隧洞施工过程中涌水堵漏处理,为今后类似输水隧洞工程中的涌水堵漏
处理提供借鉴。

【总页数】3页(P70-72)
【作者】张鹏
【作者单位】中铁十七局集团第二工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TV554
【相关文献】
1.引汉济渭秦岭输水隧洞施工通风方案研究
2.引汉济渭秦岭输水隧洞出口段施工技术研究
3.引汉济渭工程秦岭输水隧洞4~#施工支洞岩爆预测及预防处理措施
4.引汉济渭秦岭输水隧洞硬岩TBM掘进施工技术
5.超长深埋隧洞岩爆监测与预警技术应用——以引汉济渭工程秦岭输水隧洞为例
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– 88 –建筑工程 Architectural Engineering1 工程概况“引汉济渭”为陕西省的“南水北调”工程，是由汉江向渭河关中地区调水的省内南水北调骨干工程，是缓解近期关中渭河沿线城市和工业缺水问题的根本性措施，经总长98.3公里的秦岭隧洞送水至关中。

引汉济渭工程秦岭隧洞（越岭段）0-1号洞工程地处陕西省汉中市佛坪县陈家坝镇小郭家坝蒲河右岸山坡上，洞口设计高程为695.084m，支洞与主洞交汇里程为K13+900，支洞平距1513m，斜长1522.12m，断面尺寸为5.2m×6.0m（宽×高），洞底设计里高程为537.13m，综合纵坡为10.44%。

支洞正常涌水量26562m 3/d，可能出现的最大涌水量53124m 3/d。

2 排水方案2.1 施工排水方案选择原则.经济性原则：在确保洞内涌水及时排出洞外不影响正常施工的前提下，选取维护方便、成本低的方案。

适用性原则：结合工程特点及施工环境等因素选择适用于该工程的排水方案。

2.2 排水方案。

本隧道施工排水按两个阶段考虑：第一阶段为支洞施工时，结合最终确定的主洞排水方案将支洞涌水抽排至洞外污水处理厂；第二阶段为主洞施工时排水。

主洞采用阶梯接力排水至水仓泵站的方式，具体方案如下：将掌子面至主洞水仓泵站间划分为多个排水区段，每区段长约200m，分级将水排至水仓泵站。

在每区段间、错车道下游方向10m范围内设置堵水平台，以抬高水头并防止水回流至下游。

在堵水平台大里程方向安装水泵通过φ150消防水带将水抽到堵水平台小里程方向，让水在排水沟内自流到下一级堵水平台大里程方向进行抽排，逐级抽排到洞内泵站。

在堵水平台处设置消防水管，水管长度根据堵水平台、错车道长度而定，水管数量根据前方涌水量而定。

水引至水仓泵站后，拟采取两种方案排出至洞外涌水处理站：方案一：根据合理经济的抽水扬程在隧道内设置4级水仓泵站，其中支洞内设置3级泵站，桩号分别为斜04+00、斜08+00、斜12+00；主洞内设置1级水仓泵站，桩号为K13+990，将水逐级抽排至洞外。

浅谈引汉济渭工程秦岭隧洞设计关键技术摘要隧洞施工，需要建设各方密切配合，根据围岩变化及时确定安全可靠、经济合理的支护措施和施工方案。

就隧洞施工中的动态设计、超前预报、开挖方式、初期支护、二次衬砌与掌子面的距离等常常遇到的若干技术问题结合有关技术文件和规范进行了探讨，希望能引起引汉济渭工程建设者的关注。

关键词:引汉济渭；隧洞施工;技术探讨1 项目概况引汉济渭工程是从陕南的汉江流域调水到渭河流域的关中地区，是解决关中水资源短缺,实现陕西省内水资源的优化配置,促进全省经济协调发展的跨流域调水工程。

秦岭输水隧洞是引汉济渭工程的唯一输水工程。

秦岭隧洞总长98 km，隧洞为明流洞,隧洞设计流量70 m3/s，规划向关中调水15亿m3。

越岭段约40 km 为TBM施工,其余支洞、主洞均为传统的钻爆法施工。

秦岭隧洞施工具有埋深大，地质情况复杂，施工难度大等特点。

参与设计的单位分别为铁一院和黄河院，施工单位以铁路系统施工企业为主。

由于水利水电和铁路、公路隧洞常常有行业技术规范的差异，在施工中，不同行业规范的良好协调与融合,保证了引汉济渭工程隧洞施工的顺利进行，下面就有关技术问题进行探讨。

引汉济渭工程秦岭隧洞具有超长隧洞、大埋深、地质条件复杂、高地温、高地应力、施工通风及运输距离长等特点，隧洞施工难度堪称世界之最。

秦岭隧洞起点位于三河口水利枢纽坝后右岸，终点位于黑河金盆水库东侧黄池沟，全长98。

3km，最大埋深约2000m,其中穿越秦岭主脊段总长约39km,采用TBM 法施工,分岭南TBM施工段和岭北TBM施工段。

岭南施工段由 3 号支洞进入主洞，岭北施工段由 6 号支洞进入主洞,相向施工。

隧洞设计流量70m3/s，平均比降为1/2500，隧洞钻爆法施工段断面采用马蹄型，尺寸6。

76m×6。

76m；TBM 施工段开挖直径为8.02m。

为配合TBM施工，同时修建4＃和5＃两个施工支洞，断面形式采用城门洞型。

浅议引汉济渭几个关键技术问题蒋建军;刘家宏;严伏朝;张克强;刘扬;胡剑【摘要】引汉济渭工程是陕西省政府在21世纪初叶重点推动建设的战略性水资源配置工程.工程难度大,影响因素多.工程建设必将面临一系列的科学技术难题,现从控制测量、深埋超长隧洞、水库枢纽、泵站与电站、水资源配置、工程调度、移民及经济风险七个方面对该工程的关键技术问题进行了初步探讨.【期刊名称】《南水北调与水利科技》【年(卷),期】2010(008)005【总页数】4页(P133-136)【关键词】深埋超长隧洞;水资源配置;关键技术;引汉济渭工程【作者】蒋建军;刘家宏;严伏朝;张克强;刘扬;胡剑【作者单位】陕西省引汉济渭工程协调领导小组办公室,西安,710032;中国水利水电科学研究院,北京,100038;陕西省引汉济渭工程协调领导小组办公室,西安,710032;陕西省引汉济渭工程协调领导小组办公室,西安,710032;中国水利水电科学研究院,北京,100038;河海大学,水文水资源学院,南京,210098【正文语种】中文【中图分类】TV212.3陕西省关中地区作为陕西省经济和社会发展的主体和核心地带,其资源型缺水问题已经严重制约了区域经济社会的发展,同时,也引发了日益严重的生态环境问题。

引汉济渭是近期解决关中缺水问题的关键性工程,是支撑关中乃至全省可持续发展的重要基础。

工程投入运行后可以有效缓解该地区的缺水问题,保护和修复已严重退化的渭河流域水生态系统。

引汉济渭工程属陕西省内跨流域调水的骨干工程。

该工程以汉江干流黄金峡水库(规划)及其支流子午河三河口水库(规划)为水源,由黄金峡泵站自黄金峡水库提水,通过无压引水隧洞(分为“黄三段”和“越岭段”两段)、自流输水至黑河金盆水库下游黄池沟,连接关中供水网络,实现向关中地区供水。

汛期自黄金峡水库引来的部分多余水量通过设置在三河口水库坝址的地下泵站抽送到三河口水库调蓄,在枯水期经秦岭隧洞(越岭段)自流到黄池沟,接通关中供水网。

引汉济渭工程秦岭隧洞TBM试验段（岭南）工程概况
引汉济渭工程秦岭隧洞TBM试验段（岭南）工程（以下称岭南TBM试验段）由TBM后配套安装洞（73.4m）、TBM主机安装洞（50m）、TBM步进洞（186.6m）、TBM始发洞（25m）、TBM检修洞（30m）和TBM掘进施工段（5084.994＋13625m）组成。

其中TBM后配套安装洞、TBM主机安装洞、TBM步进洞、TBM始发洞、TBM检修洞采用钻爆法施工，现浇混凝土衬砌。

4号支洞主要解决中间TBM长段落施工通风、出渣等问题。

4号支洞长1601m（平距），斜长1713.43m,坡长38%。

岭南TBM施工段采用一台Φ8.02m敞开式硬岩掘进机施工,支洞固定皮带机+主洞连续皮带机出渣，模筑衬砌段采用全圆穿行式模板台车衬砌。

TBM通过3号支洞运至组装洞室，在洞内组装并完成调试后向出口方向掘进。

3号工区及4号工区弃渣分别弃于蒲河河谷滩地的凉水井渣场与柴家关渣场；预制场利用钻爆法施工弃渣渣顶设置。

本标段施工总体筹划为：利用3号支洞采用钻爆法完成安装洞、步进洞及始发洞施工，同时采用钻爆法施工4号支洞及检修洞；TBM从3号支洞运入安装洞，完成组装、调试，第一阶段TBM掘进至4号洞底的检修洞检修，通风、排水、出渣、进料通过3号支洞完成；然后二次始发，第二阶段TBM掘进至与岭北段相接的拆卸洞，通风、排水、出渣通过4号支洞完成，进料通过3号支洞；TBM拆卸后，由3号支洞运出。

目录1 施工组织设计..................................................................................................................... 1-1 1.1施工条件....................................................................................................................... 1-11.1.1工程条件................................................................................................................. 1-11.1.2自然条件................................................................................................................. 1-4 1.2料场选择与开采 ......................................................................................................... 1-131.2.1可研审查意见....................................................................................................... 1-131.2.2料场选择............................................................................................................... 1-131.2.3料场开采............................................................................................................... 1-19 1.3施工导流..................................................................................................................... 1-191.3.1水文特性............................................................................................................... 1-191.3.2导流标准............................................................................................................... 1-20 1.4主体工程施工............................................................................................................. 1-201.4.1概述....................................................................................................................... 1-201.4.2施工支洞............................................................................................................... 1-211.4.3主隧洞工程施工................................................................................................... 1-331.4.4 控制闸工程.......................................................................................................... 1-431.4.5控制闸交通洞....................................................................................................... 1-441.4.6 金属结构安装...................................................................................................... 1-44 1.5施工交通运输............................................................................................................. 1-451.5.1 对外交通运输...................................................................................................... 1-451.5.2 场内交通运输...................................................................................................... 1-47 1.6施工工厂设施............................................................................................................. 1-481.6.1砂石加工系统....................................................................................................... 1-481.6.2混凝土拌和站....................................................................................................... 1-501.6.3综合加工厂........................................................................................................... 1-501.6.4 机械保养厂.......................................................................................................... 1-501.6.5 炸药库.................................................................................................................. 1-511.6.6 施工供风、供水.................................................................................................. 1-51 1.6.1 施工供电.............................................................................................................. 1-51 1.6.8 施工通信.............................................................................................................. 1-52 1.1施工总体布置 ............................................................................................................. 1-52 1.1.1布置原则............................................................................................................... 1-52 1.1.2分区规划............................................................................................................... 1-53 1.1.3土石方平衡及堆渣规划....................................................................................... 1-54 1.1.4工程占地............................................................................................................... 1-55 1.8施工总进度................................................................................................................. 1-56 1.8.1编制依据和原则................................................................................................... 1-56 1.8.2 施工分期.............................................................................................................. 1-57 1.8.3 施工总进度.......................................................................................................... 1-57 1.9主要技术供应 ............................................................................................................. 1-59 1.9.1 主要建筑材料...................................................................................................... 1-59 1.9.2 劳动力供应.......................................................................................................... 1-60 1.9.3 主要施工机械设备.............................................................................................. 1-601 施工组织设计1.1 施工条件1.1.1工程条件1.1.1.1工程地理位置秦岭隧洞工程黄三段为引汉济渭秦岭隧洞工程的组成部分,该工程南起黃金峡枢纽左岸坝后泵站压力管道出水闸，北至三河口枢纽右岸坝下游300m附近的控制闸，全长16.48km。

关于隧道TBM施工反坡排水专题摘要：本文针对隧道TBN施工反坡排水专题开展研究。

首先，分析TBM施工段工程特点。

其次，对案例项目概况进行简要分析。

最后，针对案例项目TBM施工段开展反坡排水技术的应用研究，包括确认涌水量、第一掘进段排水技术等，从而基于TBM施工段反坡排水施工全过程，实现反坡排水技术的研究。

进一本文供我国隧道施工单位借鉴与参考。

关键词：反坡排水；TBM施工；水管配置；支洞排水隧道BTM施工段采用合理的反坡排水施工技术，可确保隧道内部排水畅通，避免浸水、涌水等情况出现，从而保证了TBM施工的安全性和持续性。

同时，反坡排水技术可以缓解隧道深部施工时流体扰动作用对周边环境的影响，减少隧道开挖带来的地表沉降和地震等风险。

因此，针对隧道TBM施工反坡排水技术开展研究，对于我国隧道工程的发展将起到显著的推动效应。

一、TBM施工段工程特点TBM施工段工程的特点在于它需要通过土壳的钻掘来完成隧道的开挖，因此相较于传统的开挖方式，TBM施工方式具有如下特点。

第一，施工速度快。

TBM可以不受地面交通和天气等因素的影响，可以24小时不间断进行施工，因此施工速度相较传统的开挖方式要快。

第二，施工质量高。

TBM施工过程中，工作面的土体不会受到明显的扰动，因此能够降低地层沉降和地面表面的震动，从而保证了施工质量的高水平。

第三，涉及反坡排水。

由于TBM施工过程中需要进行深挖，因此会涉及反坡排水的问题。

故而，施工阶段需要在隧道内部设置一个斜坡，使得排水能够从隧道内流出。

这种反坡排水系统需要经过仔细的设计和施工，以保证隧道内部的排水能力。

二、项目概况陕西省引汉济渭工程秦岭隧洞项目是中国国家重点水利工程之一，它位于秦岭中段，是引汉济渭工程的重要组成部分。

汉济渭工程秦岭隧洞部分包括7座隧洞，其中最长的隧洞为J5隧洞，长44.789公里，是目前中国最长的千米级引水隧洞。

该隧洞采用了TBM（Tunnel Boring Machine）挖掘机进行施工，采用二次衬砌方式，以确保隧洞的安全和稳定。

文章编号：1009-4539(2020) 08-0149-03•隧道/地下工程_引汉济渭5号隧洞持续塌方整治对策王建伟(中铁十八局集团隧道工程有限公司重庆400700)摘要：本文以？丨汉济渭工程5号隧洞为工程研究背景，结合施工过程中发生的连续塌方事故，在细致分析地质概况、施工工艺、塌方基本情况及产生原因的基础上，针对性提出“土模法”处置方案，并总结其施工应对措施及特点。

该工法与常规塌方处理措施不同之处在于反向快速回填、修饰塌方体形成土模，因地制宜地利用塌方后现有形态的临时稳定资源快速施工支护体系，同时为施工人提供安全作业空间。

该种工法适用范围广、经济合理，能够快速有效地通过塌方段。

关键词：隧洞持续塌方土模法整治中图分类号：T V672 +. 1文献标识码：A DOI：10. 3969/j. issn. 1009-4539. 2020. 08. 035Countermeasures for Continuous Collapse Treatment of the No. 5 Tunnel inHanjiang to Weihe River ProjectW A N G Jianwei(China Railway 18,h Bureau Group Tunnel Engineering Co. Ltd., Chongqing 400700, China)Abstract:Based on the research background of the No. 5 tunnel in Hanjiang to W e i h e River Project, and combined with the continuous collapse accidents occurred in the construction process, the relevant disposal plan of “soil model m e t h o d” is put forward, and the construction countermeasures and characteristics are summarized on the basis of detailed analysis of geological survey, construction technology, basic situation and causes of collapse. T h e difference between the construction method and the conventional collapse treatment measures lies in the reverse rapid backfilling and modifying the landslide to form the soil mold, and using the temporary stable resources in existing forms after the collapse to quickly construct the support system, and providing safe working space for construction personnel. T h e method is widely applicable, economical and reasonable, and can pass through the collapse section quickly and effectively.Key words：tunnel；continuous collapse；soil model m e t h o d；treatment1工程概况陕西省引汉济渭调水工程是针对关中地区缺 水问题修建的省内南水北调工程骨干调水线路，也 是陕西省委、省政府提出的“两引八库”重点水源工 程之一。

2022-2023学年河南省南阳市新野县八年级（上）期末地理试卷人口普查有助于了解我国人口基本国情。

如图为依据第七次人口普查数据绘制的我国省区人口数量及人口增长率（2010-2020年）分布图。

读图，完成各小题。

1. 我国省级行政区中（ ）A. 河南省和四川省人口数量均超1亿B. 宁夏回族自治区的人口比山东省多C. 长江沿线各省区人口均超5000万D. 人口大省主要在黑河—腾冲线以东2. 2010-2020年我国人口增长状况为（ ）A. 新疆维吾尔自治区人口增长率最高B. 浙江省人口增长数量大于北京市C. 东南沿海各省区人口增长速度较慢D. 黑河—腾冲线以西各省区人口增长率低我国是统一和谐的中华民族大家庭，各民族都有自己独特的文化特色。

如图为我国某少数民族及其传统民居。

读图，完成各小题。

3. 我国民族的分布特点是（ ）A. 少数民族只分布在边疆地区B. 汉族主要分布在东部C. 各民族“大散居、小聚居、交错杂居”D. 各民族均匀分布4. 如图中的少数民族主要分布在（ ）A. 华北地区B. 东北地区C. 西北地区D. 西南地区2021年7月，河南郑州持续多天强降水，引发特大洪灾，造成巨大损失，各地驰援。

据材料和如图，完成各小题。

5. 某同学收集到关于郑州的信息，有误的是（ ）A. 主要植被为温带落叶阔叶林B. 属于暖温带C. 盛产苹果、柑橘等水果D. 属于半湿润区6. 郑州强降水，引发特大洪灾，下列有关叙述，不正确的是（ ）A. 此次强降水的水汽主要来自太平洋B. 强降水一定程度上缓解了郑州夏季的炎热C. 长沙的大量救灾物质适合选择京九铁路运往郑州D. 要加强城市内涝和洪水的应对与治理，提高防灾减灾能力长江是我国第一大河，在其开发利用上应遵循生态优先、绿色发展理念。

如图为长江流域示意图。

读图，完成各小题。

7. 长江干流流经的省级行政区域中，肩负着“一库净水北送、一江清水东流”重要使命的是（ ）A. 四川B. 湖南C. 湖北D. 上海8. “一库净水北送”的主要目的是（ ）A. 缓解北方缺水状况B. 减轻南方洪涝灾害C. 提高北方河流航运能力D. 解决沿途河流污染问题9. 下列有利于“一江清水东流”的做法是（ ）①加强上游水土保持工作②加大中下游水污染治理③扩大下游围湖造田面积④加强沿线生态环境监测A. ①②③B. ①②④C. ①③④D. ②③④造纸术是中国古代四大发明之一，促进了人类文化的传播。

陕西省引汉济渭3号勘探试验洞主洞施工洞门挡墙施工方案中国中铁拟制：年月日复核：年月日审批：年月日施工技术方案一、编制依据1、秦岭输水隧洞3号勘探试验洞工程施工招标文件(合同编号：QLSD—C3—1)及补遗资料。

2、秦岭隧洞3号勘探试验洞设计文件(YHJW—SS—QLSD—XJ3—28)。

3、招标文件中明文要求的技术规范、规定、标准以及有关现行的国家和行业技术规范和标准。

4、我公司同类工程施工经验。

二、工程概况及特点1、工程概况秦岭输水隧洞3号勘探试验洞位于陕西省宁陕县四亩地镇五根树附近，弃渣场设计容量21．9万m3，在紧邻渣场底侧设一条长约634m，高度为4m～8m的C15片石挡墙，以对渣场形成挡护，挡墙在墙前地面线0.3m以上每隔2～3m上、下、左、右交错设置泄水孔；待洞内渣全部转至渣场后，对渣场顶面进行平整修复；最后达到复耕目的。

2、工程特点弃渣场交通便利，局部河道根据地形还需要进行弃碴改良。

现浇C15片石混凝土基础主要位于河道中，多为沙砾石；C15片石混凝土挡墙较长，工程量大，施工难度较大；本工程为露天作业，受气候条件影响大。

夏季汛期影响较大，可施工期短，不能连续施工。

三、施工方案与施工方法1、施工方案首先对洞门滑坡段进行处理，以达到材料、设备进场以及人员安全需要。

对滑坡段局部地方进行改良，从已有电源处架设施工用电线路。

基础施工：基础开挖前做好地面排水设施，开挖采用机械开挖，挖到距设计标高2 0cm 处，采用人工开挖到设计标高，开挖到设计标高后及时把基坑积水采用水泵排出，再进行基础施工，浇筑时每l 0米设置伸缩缝。

C20砼墙浇筑：采用组合钢模，设预埋钢筋及钢管架支撑；拌合砼采用1000L强制式拌合机拌合；灌注砼由于断面较大，采用水平分段，斜向分层浇筑。

砼强度达70％可拆模重新支模于上一层(每次立模高度为2米)。

排水措施：施工时在基坑边设置集水坑，采用7.5Kw抽水机排至河流。

2、施工方法主要工序流程：测量放线一基坑开挖---地基处理---报检复核---浇注基础一基坑回填一测量检查一搭架立模一浇注墙体砼一拆模一养护一修整。

秦岭7号洞主洞发电机长距离供电技术结合引汉济渭工程秦岭输水隧洞7号洞主洞实际情况，利用动力变压器升压，将洞外发电机自发电远距离供给洞内用电设备，确保了施工安全，节约了成本投入，取得了良好的效果。

标签：发电机；长距离；升压；供电1 研究背景引汉济谓工程秦岭输水隧洞7号洞斜井总长1877m，主洞全长8122m，其中向上游延伸3569m，下游延伸4553m。

设计文件表明，主洞段预测总正常涌水量为6423m3/d，可能出现的总最大涌水量为12846m3/d，排水和通风为项目安全控制要点。

随着开挖断面的向前推进，各种电器设备紧随其后，但设备所需的380V供电线路越长，电压降越大。

三相五线供电在700～1000m范围内尚可实现，但随着隧道向前掘进，供电线路太长，将会导致电压降过大，各种设备就无法正常运转。

为了用电设备的正常运转，需采用10kV高压进洞，在洞内安装动力变压器，再对各用电设备进行电力分配，施工组织设计洞内安装7台变压器对各工作面或设备进行分区供电。

为确保作业人员和洞内机械、设备的安全，需要24小时不间断将洞内涌水抽排至洞外。

本项目地处秦岭深处，远离城镇，时有停电现象发生，故抽排涌水需配置备用发电机进行供电。

根据施工要求，发电机必须安装在洞外，其原因一是洞内空气质量不好，影响发电机的使用寿命；二是因为发电机工作时要排出大量的废气，影响洞内的空气质量。

因此，对自发电采取长距离供电的方法具有重要意义。

2 发电机长距离供电线路设计为了保证正常抽排水，或者长时间停电时保证洞内施工，就要考虑把自发电升压到10kV后，再接入10kV主线路上进行供电。

根据计算，要保证洞内正常抽水，需要180kV A的发电容量；要保证通风和一个工作面的正常施工，需要900kV A的总发电容量。

本设计方案为，固定设置一台300kW发电机，用于停电时的应急抽水和洞内照明。

当发生长时间停电时，单靠一台发电机达不到正常施工用电的要求，将固定发电机切换至洞外供电线路，然后临时租用2台300kW 发电机，把发出的电送入一条回路上，向洞内进行并联供电，使发电总容量达到900kW。

收稿日期:2019-03-25;修回日期:2019-06-13作者简介:薛景沛(1977 ),男,河南唐河人,1999年毕业于西南交通大学,隧道及地下工程专业,本科,高级工程师,主要从事盾构㊁TBM 施工管理工作㊂E-mail:157825@㊂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 施工段为例薛景沛(中铁隧道股份有限公司,河南郑州㊀450001)摘要:岩爆为深埋隧洞施工的主要灾害之一,为有效解决敞开式TBM 在强岩爆地层施工中安全风险高㊁效率低这一核心问题,依托引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM 段在岩爆防治措施上的多年实践与研究,形成具有针对性的强岩爆防治技术体系㊂研究结果表明:1)引进微震监测岩爆超前预测系统后,通过监测实施过程中数据的不断分析与修正,能大致推断出掌子面前方约15m 范围内围岩可能出现的岩爆等级;2)采取合理的超前钻孔应力释放预处理措施,可以降低围岩出露TBM 护盾后岩爆发生的规模与频率;3)通过对治理工艺进行优化,可实现高岩爆风险区围岩的快速封闭;4)采用合理的支护材料,能有效防止滞后性强岩爆对初期支护体系的破坏㊂系统的防治体系有助于强岩爆地层的施工安全管控,也可达到加快施工进度的目的,对类似工程具有一定借鉴意义㊂关键词:隧洞;敞开式TBM;强岩爆;防治措施;岩爆预测;超前预处理DOI :10.3973/j.issn.2096-4498.2019.06.012文章编号:2096-4498(2019)06-0989-09中图分类号:U 455.4㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:B开放科学(资源服务)标识码(OSID ):Construction Technology of Open TBM Safely and Rapidly Pass throughStrong Rockburst Formation of Lingnan Section on Qinling Tunnel ofHanjiang River-Weihe River Water Conveyance ProjectXUE Jingpei(China Railway Tunnel Stock Co.,Ltd.,Zhengzhou 450001,Henan ,China )Abstract :The rockburst is one of the major disasters in deep tunnel construction.Hence,the safety and efficiency ofopen TBM boring in strong rockburst formation should be ensured.A targeted technical system of strong rockburstprevention and control is formed based on years of practice and research on the prevention and control measures forrockburst in Lingnan TBM section of Qinling Tunnel of Hanjiang River-Weihe River Water Conveyance Project.Thestudy results show that:(1)The possible rockburst level within 15m ahead of tunneling face can be roughly deduced byusing microseismic monitoring rockburst advanced prediction system and continuous analysis and correction of themonitoring data.(2)The scale and frequency of rockburst after TBM passing through can be reduced by adoptingrational pre-drilling stress release pretreatments.(3)The rapid sealing of the surrounding rock in the high rockburst risk zone can be realized by optimizing the treatment process.(4)The damage of primary support induced by hysteresis rockburst can be prevented by using proper supporting materials.The prevention system contributes to the constructionsafety control of the strong rockburst formation,and can also reduce the construction schedule.The results can providereference for similar projects in the future.Keywords :tunnel;open TBM;strong rockburst;control measures;rockburst prediction;advanced pretreatment0㊀引言随着地下工程施工技术的飞速发展,TBM 被越来越多地应用于长大隧道施工中㊂大埋深㊁高地应力地质条件下,岩爆的预防与治理显得尤为重要㊂文献[1-3]对国内外岩爆研究现状和岩爆特征㊁预测等进行了深入的研究㊂张斌等[4]提出了钻屑法隧道建设(中英文)第39卷㊀或岩芯饼化率法㊁地震波预测法㊁声发射(A-E)法等岩爆预测方法和相关防治措施㊂张秉鹤[5]对浅埋洞段岩爆发生的机制进行了阐述并提出防治措施㊂冯建军[6]描述了隧道岩爆特征:岩爆声响既发生在掌子面也发生在岩体内部,轻微岩爆的声响较为清脆,可听到 啪㊁啪 嘎㊁嘎 的声响;强烈岩爆的声响较为沉闷,类似于 嘭㊁嘭 并夹有 啪㊁啪 的声响㊂何满潮等[7]利用自行设计的深部岩爆过程试验系统,对大埋深㊁高地应力作用下的花岗岩岩爆过程进行了试验研究,根据试验结果将花岗岩岩爆分为滞后岩爆㊁标准岩爆和瞬时岩爆㊂罗志虎等[8]结合锦屏二级水电站,针对TBM施工中的岩爆问题进行了分析,并提出较好的治理措施㊂综上,国内外学者在岩爆防治㊁施工处理等方面提出了一些较好的建议,但关于强岩爆地层处理措施的研究却稍显不足,尤其是针对敞开式TBM的强岩爆治理㊂由于TBM设备自身的局限性,主动防护措施实施难度较大,加上目前岩爆超前预测技术还处于探索时期,在发生强烈或极强岩爆的情况下,会由于预测准确率不足或未能及时实施超前预处理,导致支护强度不足和支护不及时的问题,严重影响施工进度与成本㊂本文以引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM施工段为依托,对敞开式TBM在强岩爆地层的施工技术进行研究,探索合适的技术手段,以期解决TBM安全㊁快速通过强岩爆洞段的问题㊂1㊀工程概况引汉济渭工程是针对关中地区缺水问题提出的陕西省内南水北调工程的骨干调水线路工程,是促进 关中 天水经济区 发展的大型水利工程㊂引汉济渭工程岭南TBM标段位于陕西省宁陕县四亩地镇境内,全长18.275km,设计流量70m3/s,多年平均输水量15亿m3;隧洞平均坡降为1/2500,采用敞开式TBM掘进施工,横断面为圆形,直径8.02m㊂工程位于秦岭岭脊高中山区,地形起伏,高程范围为1050~2420m,洞室最大埋深约2012m㊂工程范围内主要涉及到的地层为下元古界长角坝岩群黑龙潭岩组石英岩㊁印支期花岗岩㊁华力西期闪长岩以及断层碎裂岩㊁糜棱岩㊂掘进段穿越石英岩㊁花岗岩及闪长岩约占围岩总量的75%以上㊂最大水平主应力S H为16.11~23.7MPa,最小水平主应力S h为10.11~ 15.41MPa,最大水平主应力方向为N30ʎ~46ʎW(与隧洞轴线夹角为65ʎ~81ʎ),优势作用方向为北西向[9]㊂深钻孔地应力实测结果表明,三向主应力的关系为S H>S h>S v(垂直主应力),具有较为明显的水平构造应力作用,地应力值较大㊂在大埋深条件下,由于隧洞的开挖,洞室附近产生应力集中,具备发生岩爆的应力条件㊂2㊀工程区域岩爆情况引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM施工段由于隧洞埋深大㊁地应力高㊁岩石完整性好,在TBM第1掘进段共计8521m的洞段施工过程中,发生不同规模岩爆304次,岩爆段长度合计3549m,占掘进总长的41.6%㊂其中,大部分岩爆为轻微至中等程度,强烈与极强岩爆(以下简称强岩爆)共发生9次㊂总体岩爆分布情况见表1㊂表1㊀岭南TBM施工段强岩爆发生段统计表Table1㊀Statistics of occurrence of strong rockburst of Lingnan TBM construction section桩号部位最大单块岩石尺寸/(mˑmˑm)一次爆落岩石量/m3岩爆爆坑深度/m爆落岩石岩性埋深/m岩爆等级K28+571~+57611点 1点半 2.4ˑ1.1ˑ0.534 1.5石英岩539强烈K29+028~+03510点 1点半 1.2ˑ0.6ˑ0.412 1.2花岗岩夹石英岩619强烈K33+653~+66711点 2点 1.4ˑ0.5ˑ0.427 2.1石英岩㊁石英片岩1205极强K33+675~+68212点 2点半 1.7ˑ1.1ˑ0.433 1.8花岗岩夹石英岩1216强烈 极强K33+850~+86011点 2点半 1.4ˑ0.5ˑ0.416 1.8花岗岩夹石英岩1325强烈 极强K34+091~+09910点 2点 1.1ˑ0.4ˑ0.222 2.0花岗岩夹石英岩1243强烈 极强K34+119~+13011点 1点半 1.1ˑ0.8ˑ0.317 1.9花岗岩夹石英岩1271强烈K35+517~+52311点 1点半 1.2ˑ0.6ˑ0.49 1.4花岗岩夹石英岩1310强烈K36+601~+60911点 1点半 2.0ˑ1.1ˑ0.3 5.5 1.7花岗岩夹石英岩1440强烈2.1㊀强岩爆特征与规律1)岩爆部位㊂强烈岩爆多发生在距离掌子面2倍洞径范围内,岩爆声较沉闷,如轰雷声,主要集中在拱部120ʎ范围内;岩爆掉块后塌坑深度为0.7~3m,边墙出现概率约为20%,底板偶有出现;极强烈岩爆会导致整个拱部及边墙岩体破坏,距离掌子面5倍洞099㊀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径内的岩体均会受到影响,岩体塌腔深度超过3m㊂此外,当岩爆地段存在长大节理发育情况时,岩爆规模与等级较大,围岩坍塌严重,滞后性岩爆发生的概率也随之增大㊂2)岩爆时间㊂强烈岩爆一般在开挖揭示后48h 左右应力释放才完成,其中24h内居多;部分强烈岩爆滞后时间难以确定,短则三四天,长则上月㊂3)地质条件㊂当围岩抗压强度在100~200MPa 时,发生岩爆的概率较大㊂其中,岩体强度在130~170 MPa(隧洞垂直埋深1200m左右)时,岩爆发生频率与等级较高;低于100MPa时,岩爆较少,多以轻微岩爆为主;超过200MPa时,岩爆概率降低,以轻微岩爆为主㊂在长大节理较发育时岩爆较多;整体完整性较好时,爆落块石以扁平状为主;长大节理轻微发育时,爆落块石以节理切割块状为主;岩体出现基岩裂隙水㊁涌水时,基本无岩爆发生;岩体脆性较大时,岩爆规模相对较大㊂4)其他特征㊂隧洞开挖㊁支护㊁仰拱等施工扰动可能导致围岩应力的重新分布;高压水冲洗岩体有利于应力的快速调整与释放㊂2.2㊀岩爆对施工造成的影响1)对施工人员安全的影响㊂岩爆多发生在拱部120ʎ范围内,平台上部作业人员较多,发生岩爆会对作业人员造成很严重的伤害㊂2)对设备的影响㊂虽然TBM相关设备已经进行了防护,但若岩爆规模较大,一般的防护措施不能起到很好的防护效果,机械设备也将面临砸坏的风险,需要维修或重新购买配件更换,进而影响工期㊂现场照片如图1所示㊂3)岩爆对初期支护体系的影响㊂部分滞后时间较长的岩爆在初期支护已经完成后发生,对已完成支护造成破坏,需要对其重新进行施工,增加了工程量和施工成本㊂现场照片如图2所示㊂3㊀强岩爆治理技术流程从岩爆定义可以看出,岩爆是结果,围岩破坏和微震是原因㊂因此,采取以下措施对岩爆进行治理:1)采取部分超前措施降低能量释放的强度;2)为降低安全风险通过加强初期支护进行防治[10]㊂在强岩爆地层,应坚持先预测后施工的原则,通过预测分析确定岩爆等级,据此确定掘进参数㊁超前支护与后续初期支护措施㊂首先,在强岩爆段严格控制TBM推进速率,以最大限度地减缓与降低应力重分布带来的应力聚集;其次,进行岩体地应力能量的预释放,根据地质分析及地应力检测数值分析等,确定应力集中和能量集中较大的部位,确定超前应力释放孔的位置及其优化布置参数,实施超前应力释放;最后,开挖后围岩出露护盾后应制定针对性支护方式,优化支护措施,避免或降低岩爆的发生风险㊂如采用纳米仿纤维混凝土㊁柔性钢丝网㊁预应力锚杆㊁消能锚杆㊁消能钢拱架等新材料,尽可能地吸收岩爆破坏时释放的能量,进而有效控制岩爆[11]㊂(a)岩爆砸坏锚杆钻机(b)岩爆砸损L1区主机平台图1㊀岩爆砸损TBM附属设备Fig.1㊀TBM auxiliary equipment damaged by rockburst(a)岩爆造成网片脱落(b)岩爆造成拱架下沉图2㊀岩爆破坏初期支护体系Fig.2㊀Primary support system damaged by rockburst199隧道建设(中英文)第39卷㊀3.1㊀岩爆预测岩爆多发生在硬质岩中,发生部位主要以拱部㊁左右侧墙居多㊂岩爆的预测在现阶段仍在继续研究中,通过锦屏二级电站及引汉济渭工程的实践情况来看,目前较好的岩爆预测手段是微震监测系统[12-13]:在不同隧道(洞)工程中,通过在滞后掌子面一定距离位置处打孔安设传感器,然后通过光纤传输数据至数据处理中心,利用电脑结合人工分析收集到的微震事件㊂利用微震监测系统可监测岩体内部的微破裂,运算分析岩体蓄能情况,实现未开挖岩体岩爆应力集中范围㊁岩爆强度的预测(目前对岩爆发生准确时间还难以预测),并将所预测的岩爆可能性按轻微岩爆㊁中等岩爆㊁强烈岩爆㊁极强岩爆4个等级进行划分,具体划分标准见表2㊂表2㊀岩爆等级超前评判与划分标准Table2㊀Advance evaluation and classification standard forrockburst level岩爆等级频次矩震级能量/(ˑ104J)超标准事件分布范围/m超标准事件数量轻微㊀<10㊀<1.0㊀<3㊀>300~3中等10~30 1.0~2.53~1020~30>3强烈30~60 2.5~3.510~8010~20>8极强㊀>60㊀>3.5㊀>80㊀<10>15㊀注:1)8m左右洞径的花岗岩地段大致可参照上表对岩爆规模进行初步判别,但还需结合岩体的倾向性指标及水文地质㊁节理发育情况来综合考虑与校正;2)对于不同的工程,由于各项边界条件的不同,微震监测评估标准也存在一定差异,需要在实际过程中对数据进行不断修正,找到最合适的评判标准;3)上述指标中,如分析评估出现冲突,其岩爆等级的评估优先级为能量>矩震级>频次>超标准事件数量>超标准事件分布范围㊂3.2㊀超前预处理措施强岩爆对施工人员及施工设备的威胁最大,通常需要等待岩爆应力释放后再进行支护㊂在隧洞开挖之前,应根据微震监测或应力测试等所预测出的岩爆规模㊁等级及应力集中部位,针对性地采取超前应力释放措施㊂由于TBM施工超前应力释放措施实施难度较大㊁用时长,一般岩爆等级较小时不宜采用;在强烈岩爆地段,可利用超前钻机通过紧贴护盾实施钻孔(10~ 25m),或在刀盘正前方手持风钻打孔(3~5m),必要时可在钻孔内实施爆破㊂具体操作方案如下㊂1)方案1㊂利用TBM设备上自带的超前钻机进行钻孔,钻孔范围为拱部120ʎ,外插角15ʎ,从护盾位置向掘进断面外圈扩散,钻孔深度为15~25m,孔径为89mm;钻孔内装药进行爆破,从而在刀盘前方未开挖岩体中形成破碎区,实现应力的提前释放㊂方案1示意图如图3所示㊂(a)(b)图3㊀TBM护盾尾部超前应力释放孔布置示意图Fig.3㊀Advance stress release hole of TBM within120ʎof shield tail 2)方案2㊂在刀盘正前方人工手风钻钻孔,操作平台为刀盘与主轴承之间的隔舱,隔舱宽度为80 cm㊂手风钻架设后通过刀孔㊁人孔向掌子面正前方施钻,施钻时需要临时拆除部分滚刀㊂根据现场情况,从刀盘圆心位置开始直径2.5m范围内具备操作空间,在不拆除中心刀的情况下,9 24号滚刀刀孔与4个人孔可以进行钻孔,钻孔数量约20个,孔径50mm,孔深正常为5m,扣除刀盘厚度1m,有效孔深为4m,必要时可通过加接钻杆的方式增加孔深;超前应力孔按照每m2节药卷的方式间隔装药㊂方案2示意图如图4所示㊂以上2种超前应力释放方式对比分析见表3㊂需要说明的是,如岩爆规模较大,刀盘内短距离超前应力释放不能满足要求时,可以利用TBM设备自带的超前钻机进行超前深孔应力解除工作㊂但由于超前深孔应力释放效率极低,同时应力解除爆破后不利于断面自身的稳定,一般情况下不推荐使用㊂3.3㊀针对性治理措施研究超前应力释放完成后,可开展TBM慢速掘进工作,掘进过程中需要及时实施护盾后相应的岩爆治理措施㊂3.3.1㊀强烈岩爆治理强烈岩爆可按照围岩出露护盾前岩爆与出露护盾后岩爆2种情况进行考虑,防治流程如图5所示㊂299㊀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(a)(b)图4㊀TBM 刀盘隔舱内超前应力释放孔布置示意图Fig.4㊀Advance stress release hole of TBM cutter chamber表3㊀超前钻孔应力释放方式对比分析表Table 3㊀Comparative analysis of advance drilling stress releasemodes钻孔应力释放方式优点缺点㊀超前钻机钻孔应力释放㊀1)一次性钻孔深度能够保障;2)孔径大,应力释放效果较好㊀1)单工序作业(占用整个L1区施工平台,初期支护工作停止);2)单循环工期长:在围岩强度180MPa 左右的情况下,拱部120ʎ范围内钻孔12个(孔深25m),加上锚杆钻机及超前钻机拆装时间,每循环共计25m(有效支护长度19m)的超前应力爆破施工时间为12d;3)掘进断面周圈爆破后成为了结构的薄弱点,可能加剧拱部围岩掉块,拱部初期支护强度需要加强㊀人工刀盘内钻孔应力释放㊀1)效率高:隔舱内可同时架设2把手风钻,如孔深4m,孔径50mm,1d 之内完成钻孔;2)对TBM 自身设备影响小,无须拆装锚杆钻机等支护设备,钻孔应力释放期间初期支护可同步开展㊀1)一次性钻孔深度不能保证;2)超前孔孔径小,应力释放效果不佳图5㊀强烈岩爆防治工艺流程图[14]Fig.5㊀Flowchart of strong rockburst prevention and control technology [14]399隧道建设(中英文)第39卷㊀3.3.2㊀极强岩爆段的处置极强岩爆风险极大,目前在应对极强岩爆方面经验较少,稍有不慎将导致灾难性后果㊂在极强岩爆地段,应遵循 前方地质不探明不开挖㊁施工方案未充分论证不开挖㊁后部支护体系不稳固不施工 的原则进行防治,其工艺流程如图6所示㊂图6㊀极强岩爆防治工艺流程图Fig.6㊀Flowchart of extremely-strong rockburst prevention and control technology3.4㊀掘进控制措施强烈岩爆段掘进宜选择低转速㊁中推力㊁高转矩掘进参数;极强岩爆地段一般需要停机进行支护㊂强烈岩爆掘进参数建议值为推力8500~11000kN,转速3~3.5r /min,转矩1550~1850kN㊃m,速度1.2~1.6m /h㊂在强岩爆洞段,由于围岩强度大㊁地应力高,TBM 掘进的扰动会诱发岩爆,为降低对围岩的扰动,TBM 掘进参数应较非岩爆洞段小㊂4㊀强岩爆治理技术分析4.1㊀当前较为合适的岩爆治理工艺与材料1)喷水㊂喷水软化围岩是一项经济㊁有效的应力释放施工工艺,它是在隧洞掘进围岩出露护盾后,利用TBM 设备喷水系统向掌子面以及拱部180ʎ范围内喷射一定量的高压水㊂一方面,喷水软化周边围岩,降低岩石单轴抗压强度,从而有效地降低岩爆发生的几率和等级;另一方面,在具备岩爆的高埋深条件下,隧洞地温一般较高,同时TBM 设备运转将导致隧洞温度的进一步升高,围岩一般具有热胀冷缩的特性,及时喷洒冷水可以降低周边围岩的地温场,从而控制岩石在开挖后的过度膨胀,以达到降低岩爆发生几率和等级的目的㊂喷水工序在围岩出露后立即实施,连续喷水时间根据岩爆等级进行选择,轻微岩爆一般为2h,中等岩爆一般为4h 以上㊂2)预应力锚杆㊂涨壳式预应力注浆锚杆与砂浆锚杆相比,能大幅度缩短支护时间,现场作业人员短时间内即可完成锚杆支护环节,在岩爆发生之前施加预应力,可有效减少因岩爆造成的掉块㊁剥落现象,同时也遏制了岩爆程度向不良的趋势发展,在岩爆地段施工中能够发挥很好的作用㊂在岩爆稳定后,利用锚杆钻机实施钻孔,然后安装涨壳式预应力中空注浆锚杆(见图7),锚杆长度根据岩爆等级不同采用2.5~4.5m,本工程采用的锚杆直径为25mm㊂3)柔性钢丝网㊂柔性钢丝网(见图8)为全断面整张铺设,其采用锚杆锁固并被喷射混凝土覆盖后增加了锚网喷结构的整体性,从受力角度分析,效果较好㊂图7㊀涨壳式预应力中空注浆锚杆Fig.7㊀Shell expansion prestressed hollow grouting bolt499㊀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图8㊀柔性钢丝网Fig.8㊀Soft wire mesh4)纳米仿纤维喷射混凝土㊂开挖揭示后裸露围岩应及时喷射高强度混凝土进行封闭,传统的喷射混凝土存在一次喷射厚度较薄,回弹率较大,凝结时间长,强度不高,抗压㊁抗折强度低等缺点,难以满足岩爆段支护要求㊂采用纳米仿纤维喷射混凝土(见图9),其回弹率减少至12%(普通喷射混凝土回弹率一般接近20%),并且可以短时间内实现喷射混凝土厚度大幅度增加,轻微岩爆破坏喷层发生掉块㊁剥落的现象也大大减少㊂通过现场检测可知,喷射混凝土与周围岩石的黏结强度大大提高,综合回弹率为8%左右;喷射混凝土支护快,可在2min 内终凝,20min 内产生强度,2h 内强度达到3MPa 以上,1d 强度达到16MPa(普通C20喷射混凝土28d 强度达到20MPa 以上);一次喷射混凝土厚度显著增加,可达35cm 以上㊂(a)仿纤维(b)喷射效果图图9㊀纳米仿纤维喷射混凝土Fig.9㊀Nanometer fiber-like sprayed concrete5)消能锚杆㊁拱架㊂在强岩爆地段,可能出现岩爆发生规模超过预期的情况㊂当支护体系全部完成后,如产生滞后性强岩爆,有可能破坏现有支护体系,因此,有必要在强岩爆地段安装部分消能锚杆(见图10)或消能钢拱架,以抵抗与缓冲岩爆一次性较大能量㊂消能锚杆与钢拱架中部需要单独设计成弹性连接,其连接方式要根据消能大小进行计算㊂(a)消能锚杆构造简图(b)消能锚杆实物图图10㊀消能锚杆Fig.10㊀Energy dissipation bolt6)径向应力释放孔㊂径向应力释放孔需要在岩体露出后采用锚杆钻机实施,其对于轻微至中等岩爆具有较好的抑制作用;在强岩爆地段,径向应力释放孔目前的作用还不够明显,需要继续研究论证㊂一般强岩爆地段释放孔深度需达到2m 以上,布置在拱部120ʎ范围内,采用梅花形布置,应力集中部位适当加密布置㊂4.2㊀超前治理技术分析对TBM 施工而言,强岩爆地段应采取一定的超前治理,增加主动防治的占比㊂加大刀盘喷水㊁放慢掘进速度㊁调整掘进参数㊁超前应力解除爆破㊁超前锚杆等都是主动防护措施,且都起到了很好的效果㊂目前,国内外对于强岩爆的超前治理技术还处于摸索之中,如何尽可能对岩爆实现超前处理是一项难题㊂现阶段结合微震监测系统对岩爆等级进行了超前评判,但根据该系统在锦屏二级电站及引汉济渭工程的实际运用来看,现场多期预测比对验证后统计其预测准确率约为599隧道建设(中英文)第39卷㊀75%,还不能准确㊁详细评估各项超前应力解除方法实施后能量㊁应力调整及对比关系,因此,现阶段只能通过不断验证和总结规律来提高预测准确率,从而实现对超前应力解除效果的分析和评估;此外,现场可以通过经验观察法对超前应力解除效果进行直观评价㊂超前应力解除作为超前治理技术的核心,其形式较为多样,如利用手风钻㊁超前钻机施作应力释放孔,或者直接采用小导洞进行超前应力解除,均具有一定的合理性,如何选取需根据实际岩爆蓄能情况和施工组织综合考虑和分析㊂5㊀结论与讨论本文通过对引汉济渭工程秦岭隧洞岭南TBM施工段强岩爆地段施工措施的研究和分析,认为在强岩爆洞段应按照 超前探㊁短进尺㊁强支护㊁勤量测 的施工原则,遵循 前方地质不探明不开挖㊁施工方案未充分论证不开挖㊁后部支护体系不稳固不施工 的原则进行防治㊂主要分析和研究结论如下㊂1)岩爆预测㊂目前较为有效的岩爆超前预测手段为微震监测系统,利用该系统监测岩体内部破裂情况,并对岩体蓄能情况进行运算分析,将所预测的岩爆可能性按轻微岩爆㊁中等岩爆㊁强烈岩爆㊁极强岩爆4个等级进行划分,基本可作为制定岩爆防治措施的依据㊂2)岩爆超前预处理措施㊂根据微震监测系统所预测的岩爆规模㊁等级及应力集中部位,可通过刀盘隔舱内人工手持风钻对掌子面打孔(3~5m)或利用超前钻机通过紧贴护盾对开挖外轮廓实施钻孔(10~25 m),提前对掌子面前方围岩进行应力释放,降低岩爆等级与规模㊂另外,可通过合理调整TBM各项掘进参数抑制岩爆发生的速率,减小岩爆对设备的损伤㊂3)岩爆治理㊂在围岩出露护盾后,根据岩爆规模及塌腔深度及时采用ϕ22mm钢筋排㊁预应力锚杆㊁消能锚杆㊁柔性钢丝网及型钢拱架对岩爆段进行及时支护,配合L1区应急喷混系统,采用纳米仿纤维喷射混凝土对岩面与支护体系快速封闭,降低滞后性岩爆破坏支护体系的风险㊂借助上述施工方法,在一定程度上可以满足TBM 安全快速通过岩爆洞段的需求㊂但在极强岩爆研究方面,因其破坏性极强,加之现阶段施工案例较少,应对经验还较为缺乏,应作为后续研究的方向㊂参考文献(References):[1]㊀徐林生,王兰生,李天斌.国内外岩爆研究现状综述[J].长江科学院院报,1999,16(4):24.XU Linsheng,WANG Lansheng,LI Tianbin.Presentsituation of rockburst research at home and abroad[J].Journal of Yangtze River Scientific Research Institute,1999,16(4):24.[2]㊀徐林生,王兰生.二郎山公路隧道岩爆发生规律与岩爆预测研究[J].岩土工程学报,1999,21(5):569.XU Linsheng,WANG Lansheng.Study of the laws ofrockburst and its forecasting in the tunnel of Erlang MountainRoad[J].Chinese Journal of Geotechnical 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大工程施工之难大工程施工是指投资规模巨大、技术难度高、施工周期长的工程建设项目。

这类工程往往涉及到国家战略、民生改善、环境保护等多个方面，因此施工难度也随之增大。

我们可以从以下几个方面来分析大工程施工的难点。

一、工程技术难题大工程往往需要面对世界领先的技术难题。

以引汉济渭调水工程为例，该工程从长江流域的汉江引水，穿过近百公里的秦岭输水隧洞，补给到黄河流域的渭河。

工程需要克服秦岭山脉复杂的地形地貌、高强度岩石、高温高湿等极端条件，技术创新和突破成为工程成功的关键。

在施工过程中，陕西省引汉济渭公司发挥科创平台作用，开展科技攻关项目130多项，申请专利116项，有力地推动了工程建设。

二、施工环境复杂大工程施工环境复杂，气候条件多变，给施工带来了极大的困难。

如环北部湾广东水资源配置工程，输水线路总长490.33公里，穿行高山、平原、盆地，地形起伏大。

工程面临多项技术难题，如全长近500公里的输水线路中，56.62%以上为隧洞，穿越地质条件复杂，施工风险极高。

此外，受水区域广、供水线路长，工况复杂，对施工管理和组织提出了极高的要求。

三、资源配置和资金投入大工程施工需要巨大的资源投入和资金支持。

以上述工程为例，环北部湾广东水资源配置工程计划总投资614.56亿元，中央财政资金注入。

在施工过程中，需要合理配置人力、物力、财力等资源，确保工程顺利推进。

同时，大工程往往涉及到多个地区和部门，需要协调各方利益，实现资源优化配置。

四、质量和安全问题大工程施工质量和安全问题至关重要。

工程质量直接关系到工程项目的长期稳定运行和民生改善效果，施工安全则关系到施工人员生命安全和工程项目的顺利进行。

在施工过程中，需要严格遵循相关法规和标准，加强质量管理和安全监督，确保工程质量和施工安全。

五、社会环境影响大工程施工对社会环境和民生产生较大影响。

在施工过程中，需要充分考虑生态环境保护、土地征收、移民安置等问题，确保工程与周边环境的和谐共生。