_第八章巖質(zhì)隧道掘進(jìn)機(jī)法修建的地下工程ppt課件

1、劉俊新( 西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院 )地下工程.第四篇 掘進(jìn)機(jī)法建筑的地下工程.第一章 TBM法及其運(yùn)用第一節(jié) 概述1.1 盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī) 掘進(jìn)機(jī)tunnel boring machine ，簡(jiǎn)稱TBM，是一種建筑巖質(zhì)隧道的工廠化的施工技術(shù)。與盾構(gòu)有異曲同工之處。在機(jī)械施工中，很長(zhǎng)一段時(shí)期，把在土質(zhì)隧道中采用的機(jī)械稱為盾構(gòu)，而把在巖質(zhì)隧道施工中的機(jī)械稱為掘進(jìn)機(jī)，或者巖石掘進(jìn)機(jī)。由于機(jī)械制造技術(shù)的快速開(kāi)展，這種區(qū)分越來(lái)越不明顯，因此目前多把掘進(jìn)機(jī)和盾構(gòu)一并稱為盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)。. 平安、省力、改善勞動(dòng)環(huán)境等社會(huì)的要求提高。使單純作業(yè)和危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)械化。 掘進(jìn)機(jī)施工不采用爆破，對(duì)圍巖擾動(dòng)小，有利于維護(hù)圍

2、巖、維護(hù)圍巖固有的承載力，減輕支護(hù)構(gòu)造的支護(hù)量。 施工對(duì)周圍影響小、平安性和施工可靠性高、洞內(nèi)的作業(yè)環(huán)境也比其他隧道施工方法好等。 由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，把盾構(gòu)技術(shù)引進(jìn)到TBM中，使TBM法的適用范圍擴(kuò)展，發(fā)揚(yáng)TBM的作用。1.2 掘進(jìn)機(jī)技術(shù)獲得宏大開(kāi)展的緣由.第二節(jié)TBM法2.1 TBM法 隧道TBM是一種公用的開(kāi)挖設(shè)備。它利用機(jī)械破碎巖石的原理，完成開(kāi)挖、出碴及混凝土鋼管片安裝的結(jié)協(xié)作業(yè)，延續(xù)不斷地進(jìn)展掘進(jìn)。用此法修筑隧道的方法，稱為TBM法。.1.根據(jù)破碎巖石的方法分類： 擠壓式主要是經(jīng)過(guò)程度推進(jìn)油缸，使刀盤上的滾刀強(qiáng)行壓入巖體，并在刀盤旋轉(zhuǎn)推進(jìn)過(guò)程中，用擠壓和剪切的結(jié)協(xié)作用破碎巖體。

3、切削式利用巖石抗彎、抗剪強(qiáng)度低僅為抗壓強(qiáng)度的1/10-1/20的特點(diǎn)，靠銑削即剪切和彎斷破碎巖體。 2.按照TBM的作業(yè)能否封鎖分類： 可分為開(kāi)敞式、單護(hù)盾和雙護(hù)盾TBM。 開(kāi)敞式TBM適用于圍巖穩(wěn)定性好的場(chǎng)所， 護(hù)盾式TBM適宜于圍巖較脆弱、需進(jìn)展混凝土鋼管片安裝的場(chǎng)所。2.2 TBM的分類. TBM普通由刀盤、機(jī)架、推進(jìn)缸、套架、支撐缸、膠帶機(jī)及動(dòng)力間等部分組成。 掘進(jìn)時(shí)，經(jīng)過(guò)推進(jìn)缸給刀盤施加壓力，滾刀旋轉(zhuǎn)切碎巖體，由裝在刀盤上的集料斗轉(zhuǎn)至頂部經(jīng)過(guò)膠帶機(jī)將巖碴運(yùn)至機(jī)尾，卸入其他運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)走。為了防止粉塵危害，TBM頭部裝有噴水及吸塵設(shè)備，在掘進(jìn)過(guò)程中延續(xù)噴水、吸塵。2.3 TBM1.TBM

4、的任務(wù). 圖a為機(jī)器用支撐板撐住，前后下支撐回縮，推進(jìn)缸推壓刀盤鉆掘開(kāi)場(chǎng)； 圖b為掘進(jìn)一個(gè)行程，鉆掘終止; 圖c為前后下支撐伸出到洞底部、支撐板回縮； 圖d為外機(jī)體前移，用后下支撐調(diào)整機(jī)器方位； 圖e為支撐板撐住洞壁，前后下支撐回縮，為下一個(gè)任務(wù)循環(huán)做好預(yù)備。2.TBM的任務(wù)循環(huán)圖.2.4 TBM的破巖原理 TBM的破巖原理，隨刀具的類型不同分為滾刀和削刀兩類。1.滾刀破巖 滾刀破巖是經(jīng)過(guò)滾刀對(duì)巖石施加強(qiáng)大的壓力，在巖面上滾動(dòng)來(lái)破碎巖石的。 根據(jù)滾刀的方式不同，又分為圓盤型、楔齒型、球齒型滾刀幾類。.a.圓盤型滾刀 任務(wù)時(shí)每只圓盤刀具上約作用有50-200 kN的壓力，使巖體外表在刀圈刀尖強(qiáng)集

5、中力作用下破碎并被切入，并構(gòu)成切入坑，如圖4-1-2b所示。 隨著滾刀滾動(dòng)，切入坑連通，在巖面上構(gòu)成一條條的破碎溝，破碎溝之間巖石AO1 C又受滾刀側(cè)刃擠壓力的作用而剪切破碎。當(dāng)切入深度h較小時(shí)，剪裂面為O1 C或O2 D，h較大時(shí)，剪裂面為O1 O2 ，如圖4-1-2c所示。.b.楔齒型和球齒型 最初由楔齒的尖端，在滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)情況下產(chǎn)生切向張力破壞巖石的外表，切入深度為，如圖4-1-3c所示。 然后，由齒尖在楔入力繼續(xù)引起剪切破壞，楔入深度為h。另外，各齒環(huán)的齒節(jié)是不同的，因此加大了楔齒的破巖效果。 球齒型滾刀的破巖原理與楔齒型滾刀一樣，球齒型滾刀更為耐磨，適用于硬巖掘進(jìn)。.2.削刀破巖 任務(wù)

6、時(shí)，削刀在擠壓力PV和切割力PH的作用下，首先在刀尖處構(gòu)成切碎區(qū)，隨著刀具回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成剪力破碎區(qū)，如圖4-1-4所示。 削刀繼續(xù)回轉(zhuǎn)即在巖壁上留下環(huán)狀切削槽，該槽的寬度即為刀刃的寬度，約為刀具回轉(zhuǎn)一周破巖總進(jìn)尺的1/4-1/3 ，兩切削槽之間的巖石，約為破巖進(jìn)尺的2/3-3/4 ，那么由削刀側(cè)向擠壓力R作用而剪力破碎，如圖4-1-5所示。. 不論是滾刀或是削刀，總的破巖體積中，大部分破巖并不是由刀具直接切割的，而是由后進(jìn)刀具剪切破碎的。為有效破巖，先構(gòu)成破碎溝或切削槽是前提條件。破碎溝或切削槽的深度、寬度愈大，破巖效果便愈好。因此，需根據(jù)開(kāi)挖巖體的性質(zhì)，選擇適宜的刀具。.2.5 TBM的特點(diǎn)

7、1. TBM法的優(yōu)點(diǎn) 開(kāi)挖作業(yè)能延續(xù)進(jìn)展，施工速度快，工期短。特別是在穩(wěn)定的圍巖中長(zhǎng)間隔施工時(shí)，此特征尤其明顯。 對(duì)圍巖的擾動(dòng)損傷小，用爆破法使圍巖的損傷范圍約為2-3m，而TBM法只需1m左右，幾乎不產(chǎn)生松弛、掉塊、崩塌的危險(xiǎn)，可減輕支護(hù)的任務(wù)量。此外，超挖小，襯砌也省時(shí)省料。 開(kāi)挖外表平滑，在圓形隧洞的情況下，受力條件好。 振動(dòng)和噪聲對(duì)周圍的居民和構(gòu)造物的影響小。 施工平安，近期的TBM可在防護(hù)棚內(nèi)進(jìn)展刀具的改換，密閉式支配室、高性能集塵機(jī)等的采用，使平安性和作業(yè)環(huán)境有了較大的改善。 作業(yè)人員少。.2. TBM法的缺陷 設(shè)備的購(gòu)置、運(yùn)輸、組裝解體等的費(fèi)用高，設(shè)計(jì)制造時(shí)間長(zhǎng)，初期投資高。 施

8、工途中不能改動(dòng)開(kāi)挖直徑。 地質(zhì)的順應(yīng)性遭到一定限制。 開(kāi)挖斷面的大小、外形變卦難，在運(yùn)用上遭到一定的制約。 運(yùn)輸困難.2.6 TBM法的根本條件1.TBM法的技術(shù)流程.2.地質(zhì)條件 在TBM法中，TBM和掌子面是分別的，故有脆弱層和破碎帶時(shí)，采用輔助工法很困難。所以，不良地質(zhì)的調(diào)查，不僅對(duì)TBM的選擇和施工速度有很大的影響，對(duì)能否采用TBM法也是決議性的要素。 TBM施工的地質(zhì)調(diào)查主要是調(diào)查影響TBM運(yùn)用的地質(zhì)條件，如地層的硬軟、破碎帶的位置、規(guī)模、地下水的涌水、膨脹性圍巖等，對(duì)TBM法能否適宜，以及影響TBM開(kāi)挖效率的地質(zhì)要素等。.a.能否適宜TBM法的地質(zhì)要素 隧道地壓能否存在塑性地壓是決

9、議TBM適用性的重要要素。 涌水形狀在脆弱巖層、破碎帶中，涌水的范圍、大小、壓力等，是呵斥掌子面崩塌和承載力低下的主要問(wèn)題。b.影響TBM效率的地質(zhì)要素 巖石強(qiáng)度 巖層的裂隙 巖石硬度 破碎帶等惡劣的條件.3.開(kāi)挖長(zhǎng)度 TBM進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后，普通要經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、組裝的過(guò)程。根據(jù)TBM的直徑和方式、運(yùn)輸途徑、組裝基地的情況等，要預(yù)備1-2個(gè)月。其次，TBM的后續(xù)設(shè)備長(zhǎng)100-200 m，為正規(guī)地進(jìn)展掘進(jìn)，也要先修筑一段長(zhǎng)200m左右的隧道。所以，隧道長(zhǎng)度短時(shí)，包括機(jī)械購(gòu)置費(fèi)在內(nèi)的本錢是很高的。 在TBM法中因進(jìn)展機(jī)械的運(yùn)輸、組裝等，故要對(duì)隧道所處地點(diǎn)的情況給予應(yīng)有的留意。 TBM的搬運(yùn)方案，要思索道路的

10、寬度、高度及分量的限制，根據(jù)組裝條件要充分調(diào)查運(yùn)輸時(shí)的分割方法最小分割尺寸和分量 。.第三節(jié) TBM法的運(yùn)用3.1 運(yùn)用簡(jiǎn)介見(jiàn)教材P2733.2 運(yùn)用事例3.3 TBM的運(yùn)用前景.第二章 TBM的構(gòu)造類型及構(gòu)造第一節(jié) 全斷面隧道TBM的類型1.1 全斷面隧道TBM 開(kāi)式隧道TBM指切削時(shí)不用控制任務(wù)面的地壓，TBM按出碴系統(tǒng)運(yùn)碴才干掘進(jìn)。不需求特別思索地表下沉的情況。其設(shè)計(jì)剛度較大，適用于在硬地層中快速掘進(jìn)。 閉式隧道TBM經(jīng)過(guò)控制好螺旋運(yùn)輸機(jī)卸料門的開(kāi)啟，使切削巖土的刀盤前腔的壓力與地壓平衡。通常用于軟地層或流動(dòng)性地層。在軟地層中隧道施工的TBM又稱為盾構(gòu)。.1.2 支撐式TBM 刀盤屬于T

11、BM第一組合體，由液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通常沿中空主軸承周圍以環(huán)形方式布置在機(jī)器的主軸上。帶有防塵隔層的刀盤罩將刀盤與被開(kāi)挖掌子面隔開(kāi)，刀盤罩可維護(hù)刀盤，防止物料侵入；防塵隔層防止灰塵和碎屑進(jìn)入刀盤后面的任務(wù)區(qū)。巖碴經(jīng)過(guò)刀盤上的鏟斗安裝和刀盤后面的導(dǎo)向板運(yùn)到刀盤中心，在那里巖碴落進(jìn)漏斗，送到運(yùn)輸機(jī)上，運(yùn)輸機(jī)通常置于機(jī)器的中心軸位置。選用液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)時(shí)，驅(qū)動(dòng)液壓泵站的電動(dòng)機(jī)安裝在后配套上。掘進(jìn)頭的推進(jìn)力由一支撐推進(jìn)系統(tǒng)提供。 第二組合體和設(shè)備用在任務(wù)面或TBM防塵護(hù)盾后面進(jìn)展即時(shí)支護(hù)措施，并進(jìn)展地層預(yù)探測(cè)。初期維護(hù)性支護(hù)措施包括：直接在刀盤罩后面架設(shè)支護(hù)拱架和掛網(wǎng)、洞頂錨桿或噴漿，進(jìn)展洞頂區(qū)域的

12、巷道維護(hù)。.1.3 擴(kuò)孔式TBM 擴(kuò)孔TBM特適宜于需求經(jīng)過(guò)探測(cè)導(dǎo)洞來(lái)確認(rèn)特殊風(fēng)險(xiǎn)要素的地層條件。在第一階段由TBM開(kāi)挖直徑為4-4.5 m的導(dǎo)洞，再用擴(kuò)孔TBM進(jìn)展第二階段的擴(kuò)孔開(kāi)挖。 .1.4 護(hù)盾式TBM1. 單護(hù)盾式TBM 單護(hù)盾式TBM的整個(gè)機(jī)器都是由一個(gè)護(hù)盾進(jìn)展維護(hù)，適用于需在刀盤后采用較多支護(hù)措施的普通破碎甚至不穩(wěn)定的地層。護(hù)盾式TBM的優(yōu)點(diǎn)是支護(hù)任務(wù)可在護(hù)盾殼內(nèi)完成，與洞壁沒(méi)有任何接觸。然而，當(dāng)遇到較大的斷層或經(jīng)過(guò)洞穴地層時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，在預(yù)測(cè)的斷層地段掘進(jìn)期間，進(jìn)展系統(tǒng)的勘測(cè)鉆探是非常重要的。 TBM遇到有問(wèn)題的地段時(shí)，可以進(jìn)展灌漿以穩(wěn)定巖體，或者借助用玻璃纖維強(qiáng)化

13、的洞頂錨桿來(lái)加強(qiáng)地層構(gòu)造。另外，要以最正確的方式設(shè)計(jì)刀盤檢修出口，以便在掌子面前發(fā)生妨礙時(shí)進(jìn)展檢查并處置，對(duì)掌子面前方的“洞穴也能從這些出口用噴漿進(jìn)展穩(wěn)定。在護(hù)盾維護(hù)下用管片進(jìn)展支護(hù)和襯砌。.2. 雙護(hù)盾式TBM 同單護(hù)盾式TBM一樣，雙護(hù)盾式TBM適用于無(wú)地下水的不能自立的脆弱破碎地層段，并在護(hù)盾內(nèi)安裝管片襯砌。雙護(hù)盾系統(tǒng)可同時(shí)滿足推進(jìn)和管片安裝的要求。雙護(hù)盾TBM在每個(gè)掘進(jìn)展程中的中斷時(shí)間短，后接觸護(hù)盾周期性地前移。雙護(hù)盾TBM系統(tǒng)在縱向上可分為三部分：帶刀盤的前護(hù)盾；中間部分的伸縮護(hù)盾；后接觸護(hù)盾，帶有用于安裝管片的尾盾。把伸縮護(hù)盾、接觸護(hù)盾支撐盾殼和盾尾合稱為后護(hù)盾.3.帶管片襯砌操作

14、的雙護(hù)盾TBM任務(wù)周期 前進(jìn)和管片放置過(guò)程支撐護(hù)盾結(jié)實(shí)地?fù)尉o在洞壁上，刀盤推進(jìn)油缸支承在接觸護(hù)盾的銜接處，并在掘進(jìn)過(guò)程中將刀盤向前推進(jìn)，堅(jiān)持所到達(dá)的掘進(jìn)速率直至刀盤推進(jìn)油缸行程終了。同時(shí)，管片在盾尾安裝，在安裝期間后護(hù)盾的護(hù)盾推進(jìn)油缸支承著管片直至整環(huán)閉合。 后護(hù)盾換位階段后護(hù)盾盾殼換位只繼續(xù)幾分鐘。首先，推進(jìn)油缸卸載，隨后護(hù)盾盾殼支撐的徑向支撐油缸縮回并卸載。然后，借助于后護(hù)盾推進(jìn)油缸使刀盤推進(jìn)油缸周圍的后護(hù)盾盾殼前移。最后，反復(fù)掘進(jìn)和管片安裝過(guò)程。附屬安裝： 刀盤上的超挖刀具，可得到更大的開(kāi)挖直徑，洞壁由伸縮護(hù)盾盾殼支承直至管片安裝。 可縱向及徑向挪動(dòng)伸縮的刀盤，以便超挖隧道的一側(cè)，提高機(jī)

15、器的轉(zhuǎn)向性。.1.5 后配套系統(tǒng)1.TBM后續(xù)設(shè)備的設(shè)置原那么 要充分研討作業(yè)方案和必要的功能，再來(lái)選擇有效率的各種設(shè)備。特別是在隧道施工中，作業(yè)的循環(huán)性很強(qiáng)，前一作業(yè)未完成就不能進(jìn)展下一個(gè)作業(yè)且作業(yè)空間有限制等。 在配置設(shè)備時(shí)，要思索前后各作業(yè)的關(guān)聯(lián)，以提高作業(yè)性。 在后續(xù)設(shè)備中，由于作業(yè)寬度有限，要在思索到設(shè)備必需的空間后，最后確定整個(gè)長(zhǎng)度。.2. 運(yùn)輸方式和運(yùn)輸設(shè)備 運(yùn)輸對(duì)象的中心是掌子面開(kāi)挖產(chǎn)生的大量石碴，其他還有隧道的支護(hù)資料和隨著隧道延伸的各種器材，以及以切削刀具類為主的TBM維修器材。前者由作為TBM特征的延續(xù)出碴來(lái)處理，后者主要是充分利用返空車輛和后續(xù)作業(yè)的時(shí)間安排。其中，出碴

16、方式的選擇對(duì)TBM的施工性是很重要的。目前，在隧道施工中采用的運(yùn)輸方式有以下幾種。 有軌方式。 無(wú)軌方式。 延續(xù)膠帶保送機(jī)方式。 泥漿運(yùn)輸方式。.3. 集塵和通風(fēng)設(shè)備集塵設(shè)備 用TBM切削巖石，在硬巖和含水量小的巖層條件下會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，因此在切削頭部，也包括為了防止刀具破碎巖石時(shí)產(chǎn)生熱量，需用壓力水噴霧，這在一定程度上可以吸收一部分破巖產(chǎn)生的粉塵。但是，由于水壓、流量、巖體的情況，粉塵抑制效果各不一樣，條件惡化時(shí)，比如灑水不充分，粉塵和水粒子會(huì)以霧狀浮游在空氣中，妨礙視野。因此，為了有效地抑制粉塵，有必要搜集粉塵進(jìn)展處置，產(chǎn)生的粉塵盡量不讓它分散而使其集中在一同為最好。在最近的TBM實(shí)例中有

17、從切削頭的腔室內(nèi)用公用管道直接與集塵器銜接進(jìn)展直接處置的方法，效果非常好。公用管道安裝在膠帶保送機(jī)的旁邊，當(dāng)TBM的直徑較小時(shí)，連膠帶保送機(jī)本身也作為管道。另外，集塵器有干式和濕式之分，都裝在后續(xù)臺(tái)車上，除了其才干外，包括鼓風(fēng)機(jī)在內(nèi)集塵器的外形尺寸也成了重要的選定條件。.通風(fēng)設(shè)備 TBM施工法的通風(fēng)對(duì)象要思索作業(yè)人員呼氣排出的氣體和由TBM的動(dòng)力等產(chǎn)生的熱量、巖石的破碎和裝載及噴混凝土產(chǎn)生的粉塵、內(nèi)燃機(jī)排出的有害氣體等。除輪胎式外，洞內(nèi)的溫度可經(jīng)過(guò)吸水冷卻進(jìn)展相應(yīng)處置，粉塵可用前述的集塵設(shè)備進(jìn)展相應(yīng)處置，因此通常是以作業(yè)人員的呼吸為對(duì)象的通風(fēng)設(shè)備。然而，通風(fēng)量通常比集塵器的才干大，且通風(fēng)管道的

18、位置必需比集塵器的排氣部位更深任務(wù)面?zhèn)?。否那么，在任務(wù)面和集塵器之間就會(huì)構(gòu)成回風(fēng)，新穎空氣就到不了任務(wù)面。作業(yè)人員的呼吸所排出的污染氣體是二氧化碳，所需通風(fēng)量每個(gè)人最少3m3/min，以此風(fēng)量計(jì)算風(fēng)管直徑通常多為400-600mm隧道直徑為3-5m 。所需風(fēng)力的計(jì)算與普通隧道一樣，而由TBM運(yùn)用的送風(fēng)機(jī)大多比普通隧道的風(fēng)量小，但送風(fēng)間隔長(zhǎng)，因此應(yīng)思索采用渦輪式風(fēng)機(jī)。渦輪式風(fēng)機(jī)比軸流式風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓高，必需思索風(fēng)管的材質(zhì)。圖4-2-5所示為規(guī)范的通風(fēng)配置例如。.4. 洞內(nèi)超前鉆孔設(shè)備 在隧道掘進(jìn)中，遇到斷層、涌水是不可防止的，用TBM掘進(jìn)時(shí)普通其缺點(diǎn)更嚴(yán)重。因此，為了把缺點(diǎn)控制在最小限制內(nèi)，或者在

19、事前調(diào)查中對(duì)估計(jì)發(fā)生的斷層、突發(fā)性涌水等進(jìn)展相應(yīng)處置，多用鉆孔進(jìn)展TBM任務(wù)面前方的地質(zhì)探查。不取芯式鉆孔探查用巖粉，取芯式探查可采取巖芯，直接察看前方巖層情況，并且還可作為排水鉆孔。鉆孔設(shè)備必需安裝在TBM有限的范圍內(nèi)，并且根據(jù)地量變化隨時(shí)進(jìn)展鉆孔，因此以小型而易于挪動(dòng)、鉆深100m左右的設(shè)備為宜。鉆孔機(jī)械應(yīng)可前后、上下、左右挪動(dòng)，在狹窄的后續(xù)臺(tái)車內(nèi)提高其機(jī)動(dòng)性。.5. 排水設(shè)備在排水方法上，可采取以下措施： TBM內(nèi)的裝碴部位的排水處置在隔板處設(shè)排水孔，在機(jī)內(nèi)料槽中集水，用水下泵經(jīng)過(guò)洞內(nèi)排水管把水排到洞外。 用水下泵不能處置的污泥、軟泥等堆積物由設(shè)在洞外的真空管真空保送泵配置進(jìn)展吸收處置。

20、 洞內(nèi)排水管按排水量確定規(guī)格如200弦卷鋼管 ，隔一定間隔如約200m設(shè)集水槽，銜接水下泵進(jìn)展強(qiáng)迫排水。 排到洞外的水都聚集在設(shè)置于洞口暫時(shí)設(shè)置場(chǎng)的沉淀槽進(jìn)展處置。.6. 供水設(shè)備 TBM開(kāi)挖中的供水，用于油壓系統(tǒng)油冷卻器的冷卻、切削刀具和封層的冷卻等，也用于超前鉆孔、放射混凝土、襯砌混凝土、洞內(nèi)洗滌等。作為供水設(shè)備，在洞外隨著開(kāi)挖的推進(jìn)依次串聯(lián)增設(shè)給水泵如縱向離心泵500L/min62m 。冷卻水用洞內(nèi)配管按所需管徑如100弦卷鋼管保送。配管布置隨開(kāi)挖的推進(jìn)而延伸，因此有在后續(xù)臺(tái)車處設(shè)置螺旋臺(tái)車而使之可伸縮和調(diào)整布置間隔的方法。在后續(xù)臺(tái)車上設(shè)有水箱，供應(yīng)鉆孔用水。.7. 噴混凝土設(shè)備 TBM

21、施工中的噴混凝土通常與山嶺隧道施工法一樣作為初期支護(hù)，有時(shí)也作為永久支護(hù)。因此，放射位置也有在TBM主體后面和后續(xù)臺(tái)車后面兩種情況。大多在TBM主體后面，主要因TBM中央的膠帶保送機(jī)、主梁容易妨礙噴嘴作業(yè)，回彈大，人任務(wù)業(yè)困難等緣由。放射混凝土設(shè)備有濕式和干式兩種，設(shè)備因放射方式多少有些不同，但比起放射方式來(lái)，設(shè)備的設(shè)置方法更重要，放射設(shè)備設(shè)置普通有在TBM的后續(xù)臺(tái)車上和分別臺(tái)車上兩種，應(yīng)與施工方法和支護(hù)功能相順應(yīng)并靈敏運(yùn)用。前者在放射時(shí)運(yùn)入的繁雜程度得到減半，但安裝在狹窄場(chǎng)所，機(jī)械的清掃、保養(yǎng)、檢查、維修那么成為頗嚴(yán)峻的作業(yè)。后者分別方式有著在其他地方進(jìn)展檢查、維修等而與開(kāi)挖作業(yè)無(wú)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，

22、但需求單獨(dú)的臺(tái)車，配管費(fèi)時(shí)，走行費(fèi)事，添加了脫軌等事故的危險(xiǎn)性。.8. 其他設(shè)備 TBM的設(shè)備很多，這里僅引見(jiàn)與TBM施工法有關(guān)的照明、通訊設(shè)備。 TBM普通后續(xù)設(shè)備長(zhǎng)，作業(yè)分布在多個(gè)位置，各作業(yè)位置和情況難以把握。所以從作業(yè)性、平安性的觀念出發(fā)，各作業(yè)環(huán)節(jié)必需設(shè)有可相互聯(lián)絡(luò)的通訊設(shè)備。以棄碴為例，運(yùn)輸石碴設(shè)備的速度在狹窄的通道洞內(nèi)內(nèi)較快，在洞內(nèi)平安作業(yè)方面遭到限制，所以每隔300-500m就必需設(shè)置能與任務(wù)面聯(lián)絡(luò)的通訊或顯示系統(tǒng)。另外，從任務(wù)面經(jīng)過(guò)后續(xù)臺(tái)車到碴場(chǎng)的區(qū)間一發(fā)惹事故，一切都要停頓，因此也必需設(shè)置監(jiān)視攝像機(jī)、顯示器等監(jiān)視系統(tǒng)。TBM具有復(fù)雜的機(jī)械和控制系統(tǒng)，因此需求比普通隧道施工好

23、得多的照明。根據(jù)TBM施工的要求，最好安裝1 kW的水銀燈，使其他需特別監(jiān)視的地方和部分陰暗處的照明都能到達(dá)施工要求。.第二節(jié) TBM的構(gòu)造及任務(wù)原理2.1 全斷面TBM1.全斷面TBM的根本構(gòu)造 全斷面TBM有一龐大機(jī)體，由破巖機(jī)構(gòu)、推進(jìn)機(jī)構(gòu)、巖碴裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向調(diào)向機(jī)構(gòu)及吸塵、通風(fēng)安裝等幾部分組成。現(xiàn)以硬巖TBM為例簡(jiǎn)要闡明如下。圖4-2-6所示為國(guó)產(chǎn)的直徑為5.5 m的TBM構(gòu)造簡(jiǎn)圖。.破巖機(jī)構(gòu) 破巖機(jī)構(gòu)由刀盤和滾刀組成。在TBM刀盤上安裝各類滾刀，任務(wù)時(shí)，在強(qiáng)大軸推力的作用下刀盤旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)在巖面上同時(shí)滾動(dòng)的各滾刀在同心圓上旋轉(zhuǎn)，在巖面上構(gòu)成圓環(huán)狀的破碎溝。破碎溝間的巖石，由后進(jìn)滾刀的側(cè)向

24、分力剪切破碎。.推進(jìn)機(jī)構(gòu) TBM借助千斤頂頂撐洞壁來(lái)支持機(jī)身，這種千斤頂稱為錨撐。 TBM的推進(jìn)，包括刀盤的推進(jìn)和完成一個(gè)切割行程后整個(gè)機(jī)身的推進(jìn)，都與錨撐的作用與動(dòng)作有關(guān)。 掘進(jìn)任務(wù)開(kāi)場(chǎng)，錨撐頂緊巖壁，前支撐缸及后支撐缸均收縮，推進(jìn)缸以錨撐為固定點(diǎn)進(jìn)油伸長(zhǎng)，給刀盤施加軸向推力，強(qiáng)使其破巖掘進(jìn)。刀盤破巖推進(jìn)時(shí)，帶動(dòng)整個(gè)機(jī)體一同向前挪動(dòng)，如圖4-2-7a所示。 推進(jìn)油缸到達(dá)最大行程約90cm后，即算完成一個(gè)行程。機(jī)體也向前推進(jìn)90cm，如圖4-2-7b所示。 錨撐的推進(jìn)此時(shí)，伸出前支撐缸及后支撐缸并頂緊巖壁，堅(jiān)持刀盤及機(jī)器穩(wěn)定，然后收縮錨撐，推進(jìn)油缸回油，驅(qū)使套架帶動(dòng)錨撐在機(jī)架導(dǎo)軌上向前挪動(dòng)，行

25、程也是90cm，如圖4-2-7c、d所示。 推進(jìn)油缸回油全部縮回，即套架也前滑約90cm后，再使錨撐頂緊巖壁，同時(shí)收縮前支撐缸及后支撐缸，開(kāi)場(chǎng)新的掘進(jìn).出碴機(jī)構(gòu) 破巖構(gòu)成的片狀石碴，由安裝在刀盤上的鏟碴斗鏟起，鏟斗旋轉(zhuǎn)到頂部卸入集料斗，再轉(zhuǎn)到膠帶保送機(jī)上，經(jīng)膠帶保送機(jī)裝車運(yùn)出洞外。 TBM的出碴具有與破巖一樣的消費(fèi)率，故能保證延續(xù)破巖，延續(xù)出碴。導(dǎo)向調(diào)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是用來(lái)指示和校核TBM推進(jìn)的方向，使其保證符合設(shè)計(jì)的軸線和坡度的要求。調(diào)向機(jī)構(gòu)是根據(jù)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)給出的信息或指令，控制或調(diào)整TBM的推進(jìn)方向。通風(fēng)及吸塵安裝 掘進(jìn)機(jī)任務(wù)時(shí)要產(chǎn)生大量的熱量和粉塵。因此對(duì)通風(fēng)、降塵要求較高。普通在刀盤頭部

26、安裝有吸塵設(shè)備和噴水安裝，掘進(jìn)時(shí)延續(xù)噴水降塵。在機(jī)房?jī)?nèi)還專設(shè)有通風(fēng)降溫設(shè)備。.2.全斷面TBM開(kāi)挖程度洞室運(yùn)用全斷面TBM開(kāi)挖程度洞室有兩個(gè)根本方案。一是用TBM直接開(kāi)挖成圓形斷面的洞室；二是先用TBM開(kāi)挖導(dǎo)洞，再用鉆爆法擴(kuò)展成需求的斷面的洞室。.全斷面TBM開(kāi)挖洞室或?qū)Ф词┕み^(guò)程 做好預(yù)備任務(wù)和洞口工程包括場(chǎng)地平整、洞口明塹、軸線標(biāo)樁的測(cè)設(shè)，以及道路、動(dòng)力、供水、通風(fēng)等輔助任務(wù)設(shè)備。 在洞口首段，先用鉆爆法開(kāi)挖出一段圓形洞室，并用混凝土襯砌。該段長(zhǎng)度不應(yīng)小于TBM的長(zhǎng)度，襯砌好后洞室的內(nèi)徑應(yīng)略大于刀盤直徑。這段洞室稱為起始洞，又稱為機(jī)窩。其作用有：第一，作為組裝TBM的場(chǎng)所；第二，作為TBM

27、錨撐的起始錨定點(diǎn)；第三，作為TBM自動(dòng)推進(jìn)和導(dǎo)向的基準(zhǔn)點(diǎn)。所以，起始洞的開(kāi)挖和支護(hù)要嚴(yán)厲保證質(zhì)量，特別是斷面尺寸、軸線、坡度的準(zhǔn)確。 在起始洞內(nèi)組裝TBM，并進(jìn)展調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)。 正式開(kāi)車掘進(jìn)。破巖同時(shí)，延續(xù)出碴。圍巖需部分支護(hù)時(shí)，由附屬設(shè)備完成。大直徑全斷面TBM主機(jī)部分的總體性能參數(shù)列于表4-2-2 。.2.2 自在斷面TBM1. 自在斷面TBM法的優(yōu)點(diǎn) 開(kāi)挖斷面外形自在隧道可以分部開(kāi)挖，斷面外形和大小可自在選擇，即使遇到部分鞏固的部分，開(kāi)挖其周圍后，還有掉落的能夠。在掌子面難以自穩(wěn)的圍巖中，可保管中心進(jìn)展環(huán)向開(kāi)挖。 易于順應(yīng)地質(zhì)條件的變化在開(kāi)挖中，部分遇到硬巖時(shí)，可改為爆破開(kāi)挖。采用松弛爆

28、破，使圍巖產(chǎn)生裂隙，再采用機(jī)械開(kāi)挖。為排水和壓漿的鉆孔作業(yè)也容易進(jìn)展。 開(kāi)挖速度快巖質(zhì)在自在斷面TBM的順應(yīng)范圍以內(nèi)時(shí)，開(kāi)挖、裝碴可同時(shí)進(jìn)展，故掘進(jìn)速度快。利用TBM的臂可架設(shè)支撐和背板。 圍巖松弛少爆破法圍巖易于松弛。機(jī)械開(kāi)挖時(shí)對(duì)圍巖的影響小，可減輕支撐，襯砌厚度也可減小。. 噪聲、振動(dòng)小開(kāi)挖動(dòng)力都是電力、油壓。故洞內(nèi)外噪聲、振動(dòng)都小。 輕量、小型、機(jī)動(dòng)性好即使是大斷面用的大型機(jī)，其分量也只需50t 。導(dǎo)坑用的小斷面掘進(jìn)只需12t 左右。機(jī)械的搬入、搬出是很容易的。 人員少，平安性高開(kāi)挖作業(yè)時(shí)，只需一名司機(jī)。 機(jī)械購(gòu)置費(fèi)低機(jī)械購(gòu)置費(fèi)低，通用性、任務(wù)效率都高，機(jī)械損耗小，維修費(fèi)等也小。.2.自

29、在斷面TBM法的缺陷 地質(zhì)條件的適用范圍小最近的大型自在斷面TBM，在抗壓強(qiáng)度小于80MPa時(shí)可經(jīng)濟(jì)地進(jìn)展掘進(jìn)。歐美的掘進(jìn)機(jī)可到達(dá)100 MPa，開(kāi)挖效率，限界不僅與巖石的抗壓強(qiáng)度有關(guān)，也與裂隙，石英含量。石英粒徑等有關(guān)。 發(fā)生粉塵在抗壓強(qiáng)度大于15MPa的巖層中開(kāi)挖時(shí)，粉塵會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題。惡化視野，降低效率，環(huán)境差。 有涌水時(shí)易于泥化。.3.適用范圍 從地質(zhì)條件看適用范圍自在斷面的TBM的適用范圍，隨著技術(shù)的提高逐漸擴(kuò)展。不僅用于軟巖，也開(kāi)場(chǎng)用于硬巖。 從機(jī)械要素看適用范圍自在斷面TBM與全斷面TBM不同之點(diǎn)是：開(kāi)挖反力由機(jī)械分量來(lái)支持。因此，各種的適用范圍與開(kāi)挖斷面的高度、機(jī)體的重心高度、

30、機(jī)體自重的支持點(diǎn)間隔、刀具的切向力等有關(guān)。單軸抗壓強(qiáng)度大于80-100 MPa后，機(jī)體分量急劇添加。.3.自在斷面TBM的根本構(gòu)造 自在斷面TBM由破巖安裝、出碴安裝、挪動(dòng)安裝等根本部分組成，如圖4-2-9所示。自在斷面TBM的破巖安裝，系安裝在液壓伸臂上的球狀或圓錐狀的銑刀頭，又稱切削頭。這種TBM大多數(shù)只需一個(gè)液壓臂，所以又稱為獨(dú)臂鉆。該臂能伸縮及在程度方向和垂直方向上回轉(zhuǎn)，從而可在恣意位置上切割破巖。自在斷面TBM的出碴安裝，本質(zhì)上就是刮板式或蟹爪式裝碴機(jī)。破碎的石碴由刮板或蟹爪搜取經(jīng)鏈板轉(zhuǎn)輸至機(jī)后的保送帶，再裝車運(yùn)走。這種TBM的挪動(dòng)安裝有履帶式或輪胎式兩種，以履帶式采用較多。.第三章

31、 TBM法隧道的支護(hù)技術(shù)第一節(jié) 概述1.1 目前沒(méi)有適用于TBM隧道支護(hù)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法的緣由 掌子面被TBM機(jī)體所堵塞，很難基于掌子面直接察看進(jìn)展情況的判別。 拱頂下沉和凈空位移等隧道動(dòng)態(tài)量測(cè)，在開(kāi)挖后立刻進(jìn)展是困難的，因此，要采用量測(cè)以外的手段來(lái)判別圍巖的穩(wěn)定性和支護(hù)能否妥當(dāng)。 施設(shè)支護(hù)的位置，要分開(kāi)掌子面一定間隔，支護(hù)設(shè)置時(shí)間較遲。 支護(hù)設(shè)置位置，因TBM的方式而異。 TBM的直徑、用途是多種多樣的，在同樣的條件下的工程實(shí)績(jī)較少。.1.2 支護(hù)方式的根本要素.第二節(jié) TBM法隧道的支護(hù)設(shè)計(jì)2.1 在TBM法的支護(hù)設(shè)計(jì) 為確保高速掘進(jìn)，應(yīng)在盡能夠短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)展支護(hù)的施設(shè)，或支護(hù)能與掘進(jìn)平行施

32、工。 TBM法的洞壁是光滑的，松弛比爆破法小，可采用輕型的支護(hù)方式。 思索開(kāi)挖到構(gòu)筑的時(shí)間較長(zhǎng)，構(gòu)筑支護(hù)時(shí)對(duì)TBM安裝的影響，確定合理的支護(hù)施工位置與掌子面的間隔 。 是永久的或是暫時(shí)的支護(hù)。 支承靴擠壓對(duì)洞壁的影響。 TBM法與爆破法比，圍巖松弛范圍要小些，根據(jù)彈性波測(cè)試和孔內(nèi)加載實(shí)驗(yàn)，圍巖松弛區(qū)域內(nèi)的彈性系數(shù)約降低40%-60%.2.2 TBM法隧道常用的支護(hù)設(shè)計(jì)方法1.RSR值法 在歐洲大多采用Wickham提出的RSRrockstructure rating方法。此方法是采用表示巖層良好度的RSR值，在TBM隧道支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，視隧道直徑不同，RSR值要增值0-20 。2.RQD法 RQD

33、法是以RQD目的進(jìn)展隧道圍巖分級(jí)的方法，其開(kāi)挖方法和支護(hù)的關(guān)系見(jiàn)表4-3-4 。參見(jiàn)教材P294.3.松弛荷載法 在TBM法中，支護(hù)的構(gòu)筑位置與礦山法不同，是在掌子面后方一定間隔處，作用在支護(hù)上的荷載是松弛荷載，故可采用Terzhaghi的松弛荷載進(jìn)展設(shè)計(jì)。表4-3-5是按Q值的支護(hù)分類。表4-3-6是按坑道壁的崩落情況的支護(hù)分類。.4.破巖和巖層動(dòng)態(tài)法 最近有人提出，根據(jù)TBM的機(jī)械破巖數(shù)據(jù)和圍巖形狀來(lái)決議支護(hù)的方法的建議。表4-3-7表示根據(jù)地質(zhì)情況坑壁察看、RSR、RMR、Q值等 、坑壁擠出和崩塌情況、TBM的機(jī)械數(shù)據(jù)等選擇支護(hù)時(shí)的根本要素。.5.圍巖分級(jí)法 我國(guó)在建筑秦嶺隧道中，提出以

34、TBM法施工圍巖劃分等級(jí)來(lái)確定支護(hù)參數(shù)，我國(guó)TBM法施工圍巖分級(jí)如表4-3-8所示。根據(jù)表4-3-8列出的圍巖級(jí)別，直徑8.8 m的TBM隧道的支護(hù)構(gòu)造類型及參數(shù)列于表4-3-9和表4-3-10 。參見(jiàn)教材P297.2.3 TBM法隧道支護(hù)實(shí)施例1.以鋼支撐為主體的實(shí)施例 表4-3-11所示是以鋼支撐為主的支護(hù)例如，鋼支撐是TBM法采用最多的一種支護(hù)方式，其理由是：資料廉價(jià)，可在短時(shí)間內(nèi)架設(shè)，視圍巖情況易變卦設(shè)計(jì)，常采用100-150的H鋼支撐，與噴層和錨桿比，可立刻發(fā)揚(yáng)支護(hù)效果，這對(duì)掘進(jìn)速度快的TBM法是很有利的，在松弛荷載較大時(shí)，可采用鋼背板。.2.以仰拱管片為主的支護(hù)例如 仰拱管片的支護(hù)

35、方式主要采用在盾構(gòu)式TBM法。采用的理由是：設(shè)置簡(jiǎn)單；不損害路基；鋪設(shè)鋼軌精度高；支承靴無(wú)效時(shí)，可用盾構(gòu)千斤頂為反力。管片的種類有鋼和RC兩種。管片上部的支護(hù)多采用鋼支撐和噴層。.3.全周管片例如 金屬管片多用于盾構(gòu)式TBM中，通常因資料的價(jià)錢高，而限于在大量涌水區(qū)段和膨脹性圍巖地段或支承靴無(wú)效的圍巖區(qū)段采用。資料普通是鋼制的，在大斷面隧道和水路隧道中，也采用RC制的。此時(shí)，RC管片普通是作為永久支護(hù)采用的，全周管片的支護(hù)特征可舉出以下幾點(diǎn)。 可順應(yīng)大地壓、大量涌水。 支承靴無(wú)效時(shí)，可用盾構(gòu)千斤頂為反力。 因可在盾構(gòu)內(nèi)組裝，平安性高。 可在盾構(gòu)內(nèi)組裝，作業(yè)容易。 在支承靴能夠推進(jìn)的地點(diǎn)，能與T

36、BM掘進(jìn)平行作業(yè)，故可縮短工期。 對(duì)掉塊、崩塌等事故的順應(yīng)性好。.4.噴錨支護(hù)例如 采用噴錨支護(hù)，盡能夠地接近掌子面構(gòu)筑支護(hù)對(duì)圍巖穩(wěn)定是有利的。但在TBM法中不能像礦山法那樣進(jìn)展構(gòu)筑，通常是在TBM主體的后部構(gòu)筑噴錨支護(hù)。在敞開(kāi)式TBM中，最接近掌子面構(gòu)筑支護(hù)的位置是在刀盤后，大約距掌子面暢 m左右。盾構(gòu)式TBM，在盾構(gòu)的后部距掌子面約10m左右。由于TBM法施工時(shí)，刀盤和支承靴間有主馬達(dá)和千斤頂?shù)劝惭b，對(duì)構(gòu)筑噴錨支護(hù)的空間有限制，同時(shí)噴混凝土的粉塵和回彈對(duì)安裝也有影響。.采用噴錨支護(hù)時(shí)，要留意以下幾點(diǎn)。 粉塵和回彈對(duì)安裝的影響。 安裝和后方設(shè)備的清掃。 開(kāi)挖斷面和錨桿長(zhǎng)度及位置。 支護(hù)效果發(fā)

37、現(xiàn)的時(shí)間。 粉塵對(duì)洞內(nèi)環(huán)境的影響。 支承靴對(duì)噴層的損害。 開(kāi)挖石粉在洞壁的附著。.第四章 TBM法隧道的施工技術(shù)第一節(jié)TBM法隧道的施工流程1.1 全斷面TBM的掘進(jìn)循環(huán)作業(yè) 掘進(jìn)開(kāi)場(chǎng)作業(yè)開(kāi)場(chǎng)時(shí)，主支撐架相對(duì)主機(jī)架處在前位，主支撐靴撐緊洞壁。TBM調(diào)整方向定位后，后支撐靴提起。切削刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)，推進(jìn)液壓缸伸出，TBM向前掘進(jìn)。推進(jìn)液壓缸全部伸出，TBM掘進(jìn)向前挪動(dòng)一個(gè)行程。 掘進(jìn)終了預(yù)備換步切削刀盤停頓轉(zhuǎn)動(dòng)，后支撐靴伸出抵到仰拱上以接受機(jī)器后端重力，前支撐與底面接觸以接受機(jī)械前端重力。主支撐靴回縮。. 換步開(kāi)場(chǎng)當(dāng)主支撐靴回縮后，使推進(jìn)安裝的推進(jìn)液壓缸反向進(jìn)油，那么活塞桿縮回帶動(dòng)主支承架與主支撐靴一

38、同相對(duì)主機(jī)架向前挪動(dòng)一個(gè)行程。 換步終了換步時(shí)推進(jìn)液壓缸活塞桿全部縮回，那么換步終了，可以進(jìn)展下一個(gè)掘進(jìn)循環(huán)，即主支撐靴伸出，再與巖壁接觸撐緊，提起后支撐靴分開(kāi)仰拱，使前支撐靴處于浮動(dòng)形狀。 TBM定位找正，開(kāi)場(chǎng)任務(wù)。.1.2 自在斷面TBM的掘進(jìn)循環(huán)作業(yè)過(guò)程 為了有利于切割和落巖，切削頭首先從開(kāi)挖斷面的中央下部開(kāi)場(chǎng)切割，如圖4-4-2所示。 自下而上分層切割。液壓臂到達(dá)最大間隔或伸長(zhǎng)，即完成一個(gè)切削行程后，液壓臂收縮，挪動(dòng)安裝也隨之推進(jìn)。 切削頭重新從開(kāi)挖斷面的中央下部開(kāi)場(chǎng)切割，是延續(xù)作業(yè)，如圖4-4-3所示。.第二節(jié)TBM法隧道施工技術(shù)要點(diǎn)2.1 TBM法破巖技術(shù)要點(diǎn) TBM切削破碎巖石是

39、在掘進(jìn)時(shí)盤型刀沿巖石開(kāi)挖面滾動(dòng)，并經(jīng)過(guò)刀盤上滾刀均勻地對(duì)巖面施加壓力，構(gòu)成滾動(dòng)擠壓切削而實(shí)現(xiàn)破巖。刀盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，將貫入巖面一定深度，在刀刃與巖石接觸處，巖石被粉碎成巖石?；驍D壓成粉末，從這個(gè)區(qū)域開(kāi)場(chǎng)，裂痕向相鄰的切割槽擴(kuò)展，進(jìn)而構(gòu)成片狀石碴。. 不同的巖石需求設(shè)置不同的盤型刀的刀間距和壓入巖石的最低壓強(qiáng)值，才干到達(dá)較理想的貫入深度。貫入深度在鞏固和裂隙很少的巖石中，普通為2.5-3.5 mmr，在中等鞏固和裂隙較多的巖石中，普通為5-9 mmr。假設(shè)刀間距太大，盤型刀產(chǎn)生的壓力達(dá)不到與相鄰盤型刀的影響范圍相接，必定開(kāi)挖不出片狀石碴，從而使開(kāi)挖效率降低。反之那么會(huì)使石碴塊太小，從而浪費(fèi)了設(shè)備的

40、功率。單個(gè)盤型刀的運(yùn)用壽命，與軸承運(yùn)用壽命、刀圈材質(zhì)和加工質(zhì)量以及它在大刀盤上的位置有關(guān)。目前刀圈的外形已趨于常斷面型，它的優(yōu)點(diǎn)是刀圈尖端寬度在磨損后仍堅(jiān)持不變，因此確保了即使它接受的荷載有變化，也將是具有良好的貫入速度和深度，從而提高了切割速度并降低刀具的耗費(fèi)。. 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出，TBM破巖施工不僅要留意巖石的抗壓強(qiáng)度，還應(yīng)留意巖石的磨蝕性以及巖體的裂隙程度，當(dāng)巖體節(jié)理裂隙面間距較大時(shí)，切割也就越困難。表4-4-1是通用于世界的裂隙分級(jí)規(guī)范。.2.2 TBM施工管理技術(shù)要點(diǎn) 采用TBM開(kāi)挖隧道，實(shí)現(xiàn)了隧道施工的工廠化，這是一個(gè)大的管理系統(tǒng)工程。提高施工現(xiàn)場(chǎng)管理和設(shè)備管理程度，是提高TBM施工效

41、率和效益的根底。從圖4-4-4可以看出，運(yùn)用同一型號(hào)的TBM，在一樣地質(zhì)條件下，管理程度的好壞，其TBM純掘進(jìn)時(shí)間有較大的差別。如資料供應(yīng)不及時(shí)，就有能夠呵斥仰拱不能及時(shí)鋪設(shè)，延誤軌道的延伸，進(jìn)而影響到TBM下一個(gè)循環(huán)的進(jìn)展。任何設(shè)備的缺點(diǎn)都會(huì)直接影響到TBM的正常掘進(jìn)。.1. TBM的純掘進(jìn)時(shí)間 TBM開(kāi)挖隧道的有效的作業(yè)時(shí)間不等于純掘進(jìn)時(shí)間，TBM通常任務(wù)時(shí)間包括換步和改換支撐時(shí)間、檢查和改換刀具時(shí)間、維修保養(yǎng)時(shí)間、對(duì)圍巖進(jìn)展支護(hù)時(shí)間、作業(yè)呵斥的停機(jī)時(shí)間以及供料和出碴呵斥的停機(jī)和工地組織呵斥的停機(jī)等。據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)，在普通地質(zhì)條件下，TBM純掘進(jìn)時(shí)間在40%-50%左右是較為理想的。提高設(shè)備完

42、好率是保證提高純掘進(jìn)時(shí)間的根底。強(qiáng)化維修保養(yǎng)，建立預(yù)防性維修和關(guān)鍵部件的修繕制度，是保證TBM高效利用率的重要手段。.2. TBM刀具的管理 加強(qiáng)TBM任務(wù)的管理，非常重要的是刀具的管理，這是由于刀具耗費(fèi)占據(jù)隧道開(kāi)挖本錢的很大部分。如適當(dāng)?shù)靥岣咄屏?，雖可提高凈開(kāi)挖速度，但刀具費(fèi)用會(huì)急劇增長(zhǎng)。因此選擇合理的掘進(jìn)匹配系數(shù)可以節(jié)省刀具費(fèi)用的支出。此外，除進(jìn)展定時(shí)刀具檢查外，有閱歷的操作員應(yīng)掌握刀具的磨損規(guī)律，及時(shí)進(jìn)展改換和互換。假設(shè)只換上一把新刀，而它周圍的刀具磨損已超越限制，那么新刀就會(huì)更多地承當(dāng)?shù)侗P傳給它的推力，使其磨損加快。 由于設(shè)備類型不同，運(yùn)用的刀具不同，隧道圍巖變化多樣，因此掘進(jìn)選用的操

43、作參數(shù)也不同。因此很難確切提出刀具耗費(fèi)定量規(guī)范在當(dāng)前物價(jià)條件下每開(kāi)挖1m巖石，刀具消耗費(fèi)在1-10美圓，可供參考 。.3. TBM配件供應(yīng)管理 TBM施工中，配件供應(yīng)和管理也是保證掘進(jìn)主要的方面。普通應(yīng)弄清TBM的易損件和缺點(diǎn)較多配件的稱號(hào)和改換周期，確定一個(gè)合理的配件貯藏量，防止急用時(shí)無(wú)配件或呵斥配件倉(cāng)庫(kù)。.4.施工人員的管理 與鉆爆法相比任務(wù)人員大量減少。國(guó)外普通每作業(yè)班只配3-16人我國(guó)也許要略多 。任務(wù)人員必需明確崗位及崗位任務(wù)內(nèi)容和職責(zé)。按規(guī)范化作業(yè)規(guī)程進(jìn)展施工操作。任務(wù)人員普通要有高中或大專以上的文化技術(shù)程度。任務(wù)班之間的交接制度要嚴(yán)厲執(zhí)行。不把上一班存在的問(wèn)題遺留到下一班，如有遺

44、留，必需相互交接清楚。.5.工程地質(zhì)和監(jiān)控量測(cè)管理 對(duì)地質(zhì)施工描畫應(yīng)加強(qiáng)，按地量變化隨機(jī)應(yīng)變。特別要做好不同圍巖情況下的初期支護(hù)或暫時(shí)支護(hù)，不允許冒險(xiǎn)作業(yè)。加強(qiáng)地質(zhì)超前預(yù)告，可用超前鉆機(jī)、地震波反射法以及地質(zhì)雷達(dá)法等物探方法，對(duì)洞內(nèi)掌子面前方30-50m范圍內(nèi)的地質(zhì)條件做出預(yù)告，以提早安排做業(yè)措施這一點(diǎn)要比鉆爆法重要得多 。對(duì)隧道的控制丈量和施工丈量要提高精度等級(jí)要求，這是由于圓形斷面旦構(gòu)成，很難再調(diào)整中心線和標(biāo)高。.6.供電設(shè)備管理 TBM施工對(duì)電力供應(yīng)及實(shí)施的要求比鉆爆法要高得多，因此必需建立專門的電力供應(yīng)機(jī)構(gòu)，確保供電質(zhì)量。多次停電、電壓不穩(wěn)、電壓降太大等，都會(huì)影響任務(wù)。7. TBM施工

45、預(yù)備 要作好TBM施工的預(yù)備任務(wù)，特別是洞口平縱面條件、作業(yè)場(chǎng)地條件、大型暫時(shí)工程等，都比鉆爆法復(fù)雜，而這些預(yù)備任務(wù)假設(shè)有任何一個(gè)環(huán)節(jié)不完成，就不能正式開(kāi)挖作業(yè)，因此必需統(tǒng)籌安排，詳細(xì)設(shè)計(jì)，組織施工，在正式開(kāi)挖前全部做到位。.2.3 襯砌施工技術(shù)要點(diǎn) 用TBM施工的隧道，其襯砌構(gòu)造普通是由暫時(shí)或初期支護(hù)和二次襯砌組成。初期或暫時(shí)支護(hù)是隧道開(kāi)挖中保證掘進(jìn)期圍巖穩(wěn)定和TBM順利掘進(jìn)所不可短少的。采用TBM施工時(shí)，由于開(kāi)挖任務(wù)面被TBM主體充塞，對(duì)圍巖很難進(jìn)展直接察看和判別，而且呵斥進(jìn)展支護(hù)的位置相對(duì)開(kāi)挖面滯后一段間隔，因此不同方式的TBM，也要求采用不同的支護(hù)方式。普通在充分進(jìn)展地質(zhì)勘探后，在隧道

46、設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)確定根本支護(hù)方式。例如引水隧道，為保證輸水的可靠性，要求支護(hù)對(duì)圍巖有密封性，所以大都采用護(hù)盾式TBM進(jìn)展管片襯砌的構(gòu)造方式；而對(duì)于普通公路、鐵路隧道，除進(jìn)展暫時(shí)支護(hù)外，視地質(zhì)情況采用二次放射混凝土或二次模注混凝土作為永久襯砌。.1.管片式襯砌 運(yùn)用護(hù)盾TBM時(shí)，普通采用圓形全周管片式襯砌。其優(yōu)點(diǎn)是：適宜脆弱圍巖，特別是當(dāng)圍巖允許承載力很低，撐靴不能支撐巖面時(shí)，可利用尾部推力千斤頂，頂推已安裝的管片獲得推進(jìn)反力；當(dāng)撐靴可以支撐巖面時(shí)，雙護(hù)盾TBM可以使掘進(jìn)和換步同時(shí)進(jìn)展，提高了循環(huán)速度；利用管片安裝機(jī)安裝管片速度快、支護(hù)效果好，平安性強(qiáng)，但是它的造價(jià)高。為了防水的需求，每塊之間要安裝

47、止水條，并需在管片外圓和洞壁間隙壓入碎石和注漿。管片預(yù)制普通在工地建立混凝土預(yù)制品工廠來(lái)完成。.2.二次模注混凝土 運(yùn)用開(kāi)敞式TBM，普通是隨開(kāi)挖先施作暫時(shí)支護(hù)，然后進(jìn)展二次模注混凝土永久性襯砌圖4-4-5 。這是為了保證TBM的高速度掘進(jìn)，而不能夠使開(kāi)挖作業(yè)與模注混凝土襯砌作業(yè)同時(shí)進(jìn)展。此外，在機(jī)械上部進(jìn)展襯砌作業(yè)，會(huì)給TBM設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重的混凝土污染，因此只在刀盤后部進(jìn)展必要的如錨桿、放射混凝土、架鋼拱架等暫時(shí)支護(hù)。. 二次混凝土襯砌，根據(jù)地質(zhì)條件也有用放射混凝土作為永久襯砌的，如瑞士弗爾艾那鐵路單線隧道，就是采用二次放射混凝土為永久襯砌的。在放射混凝土中安裝了鋼筋網(wǎng)，參與了鋼纖維。多數(shù)隧道

48、往往采取二次模注混凝土襯砌，運(yùn)用穿行式模板臺(tái)車，進(jìn)展永久襯砌的灌注。根據(jù)設(shè)計(jì)的斷面外形，制造模板臺(tái)車，這與鉆爆法施工一致。值得留意的是，二次襯砌完成后，TBM在完成掘進(jìn)義務(wù)后，不能夠從原路退出，只需在完成開(kāi)挖位置進(jìn)展擴(kuò)展洞室，在隧道內(nèi)進(jìn)展裝配TBM部分機(jī)件如大刀盤的解體時(shí)，才有能夠退出。假設(shè)用一臺(tái)TBM從進(jìn)口不斷掘進(jìn)到出口，那么不會(huì)發(fā)生洞內(nèi)裝配問(wèn)題。二次模注混凝土的拌和工廠、保送車、混凝土泵等的施工方法與其他方法一樣。.2.4 不良地質(zhì)地段施工技術(shù)要點(diǎn) TBM由于其高效、平安的優(yōu)越性能，近年來(lái)得到越來(lái)越多的運(yùn)用，但其對(duì)斷層破碎帶等不良地質(zhì)條件的順應(yīng)性較差。這些不良地質(zhì)條件對(duì)TBM掘進(jìn)會(huì)產(chǎn)生較大

49、的影響，不僅能夠?qū)е耇BM掘進(jìn)作業(yè)時(shí)間利用率降低，甚至有能夠出現(xiàn)TBM損壞和難以順利經(jīng)過(guò)的情況。必需采取有效的措施，否那么處置不當(dāng)就會(huì)給施工帶來(lái)嚴(yán)重的后果。我國(guó)云南天生橋水電站引水隧洞、意大利戈森薩鐵路隧道以及奧地利坎波羅索鐵路隧道在TBM經(jīng)過(guò)斷層帶時(shí)都遇到TBM刀盤被卡住的事故，呵斥長(zhǎng)時(shí)間的停機(jī)。中鐵隧道集團(tuán)在摩溝嶺隧道工地施工時(shí)，也出現(xiàn)了TBM被卡20多天的事故。.1.地質(zhì)條件超前預(yù)告與預(yù)測(cè) 由于地質(zhì)勘探的局限性，TBM在隧洞掘進(jìn)中往往會(huì)遇到一些地質(zhì)圖上沒(méi)有反映出來(lái)的不良情況。為了進(jìn)一步探明TBM前方斷層破碎帶確實(shí)切情況，應(yīng)積極開(kāi)展工程地質(zhì)超前預(yù)告任務(wù)，以便詳細(xì)掌握斷層破碎帶的情況，從而采

50、取合理的措施。目前，其常用的方法有：利用TBM上配備的超前鉆機(jī)；利用超前預(yù)告系統(tǒng)如地震地質(zhì)預(yù)告系統(tǒng)TSP ；利用平導(dǎo)地質(zhì)情況推斷；利用出露的巖石、出碴的情況以及掘進(jìn)時(shí)的異常情況進(jìn)展判別等。在秦嶺隧道施工中，經(jīng)過(guò)TBM自帶的超前鉆機(jī)超前探測(cè)20-30 m和TSP202超前地質(zhì)探測(cè)儀進(jìn)展了超前地質(zhì)預(yù)告，并經(jīng)過(guò)線平導(dǎo)以及出露的巖石、出碴的情況和掘進(jìn)時(shí)的異常情況對(duì)前方地質(zhì)情況進(jìn)展了綜合判別，較好地探明了前方破碎帶的情況，為TBM順利經(jīng)過(guò)奠定了根底。 .2.預(yù)加固 根據(jù)前方的地質(zhì)情況判別能否適宜TBM掘進(jìn)，假設(shè)適宜，那么繼續(xù)向前掘進(jìn)；反之，那么需對(duì)前方不良地質(zhì)地段進(jìn)展加固，或采用其他方法經(jīng)過(guò)。如與其他方

51、案在工期、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)展比較后以為預(yù)加固方案可行，那么利用TBM直接向前方斷層破碎帶等不良地質(zhì)地段進(jìn)展加固處置。 可利用TBM所配備的超前鉆機(jī)，結(jié)合TBM本身配備的注漿設(shè)備，對(duì)隧道前方斷層破碎帶的圍巖進(jìn)展超前預(yù)注漿和超前管棚注漿加固。在鉆孔前，為防止掌子面出現(xiàn)圍巖坍塌和漏漿，可利用TBM本身配備的放射系統(tǒng)在刀盤開(kāi)挖后放射一層混凝土，但嚴(yán)禁刀盤后退以防塌落卡死刀盤。在進(jìn)展注漿前，先用水沖洗鉆孔，注漿時(shí)，為防止串漿和漏注，可先從兩側(cè)的鉆孔向拱頂對(duì)稱注漿。注漿參數(shù)應(yīng)根據(jù)圍巖的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)如圍巖孔隙率、裂隙率、浸透系數(shù)、涌水量、水壓等并結(jié)合實(shí)驗(yàn)來(lái)選擇確定。.3.對(duì)坍塌的處置 小規(guī)模坍塌作業(yè)面頂

52、部和面部發(fā)生假設(shè)干坍塌或小范圍的剝離，但不擴(kuò)展；刀盤護(hù)盾與巖壁間有小塊巖石零落，拱部或側(cè)壁發(fā)生小坍塌，但沒(méi)有繼續(xù)開(kāi)展擴(kuò)展的跡象。掘進(jìn)正常，推力、扭矩變化不大，機(jī)械尤其主機(jī)區(qū)域沒(méi)有異常的振動(dòng)和聲響，碴均勻集中，偶爾混有大塊巖碴。以上情況可采用如下的支護(hù)措施：撐靴以上部位掛鋼筋網(wǎng)、打系統(tǒng)錨桿，視情況架立鋼拱架。. 中等規(guī)模坍塌作業(yè)面剝落嚴(yán)重，拱頂嚴(yán)重坍塌或部分剝落，但刀具還可運(yùn)轉(zhuǎn)；撐靴部位坍落嚴(yán)重，墊襯、倒換困難；護(hù)盾與巖壁間落下大量石塊；掘進(jìn)時(shí)機(jī)械振動(dòng)較大，有異常的噪聲，推力有減弱的傾向，扭矩增大，并有上下變動(dòng)的傾向，皮帶保送機(jī)上大塊增多，伴有少量細(xì)碴，碴堆忽多忽少，不均勻。以上情況可采用以下支

53、護(hù)措施：利用手噴混凝土系統(tǒng)向坍塌處放射混凝土，及時(shí)封鎖圍巖，減少巖石暴露時(shí)間；安裝全圓鋼拱架，拱架安裝前先在撐靴以上部位掛鋼筋網(wǎng)；打注漿錨管，以提高撐靴的承載才干。. 大規(guī)模坍塌拱頂及洞壁發(fā)生大面積坍塌，且開(kāi)展很快以致于常規(guī)施工方法無(wú)法控制；從護(hù)盾邊緣察看拱頂坍塌很深，大量石塊從護(hù)盾與巖壁之間落下，坍塌向后部區(qū)域擴(kuò)展；撐靴撐著的洞壁部位大量坍落，從而不能獲得反力，無(wú)法換程；掘進(jìn)時(shí)機(jī)械振動(dòng)特別大，在主控室即能聽(tīng)到掌子面發(fā)出的宏大聲響；推進(jìn)時(shí)，扭矩變得很大，刀具旋轉(zhuǎn)困難或不能旋轉(zhuǎn)；巖碴大量產(chǎn)生，發(fā)生堵塞，嚴(yán)重時(shí)刀盤被石塊卡住，無(wú)法旋轉(zhuǎn)，碴中以大塊為主，幾乎沒(méi)有細(xì)碴。以上情況可采用如下支護(hù)措施：TB

54、M停頓掘進(jìn)，采取輔助對(duì)策，從TBM后方打探孔，在坍塌部位注漿，除去坍塌處的土碴，并用細(xì)石混凝土等充填，并架立鋼拱架支護(hù)。.4.斷層破碎帶 斷層破碎帶對(duì)TBM施工的影響斷層破碎帶對(duì)TBM施工呵斥不利的影響主要有：a開(kāi)挖后任務(wù)面及拱頂坍塌、剝落，將TBM刀盤埋入，刀盤旋轉(zhuǎn)困難。b開(kāi)挖面及邊墻坍塌，撐靴支撐力不夠，不能提供TBM掘進(jìn)所需的足夠的支反力。c 給噴錨支護(hù)帶來(lái)困難。d 圍巖軟硬不均，刀盤旋轉(zhuǎn)時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)，影響刀具的運(yùn)用壽命，添加刀具耗費(fèi)。e 當(dāng)圍巖軟硬不均時(shí)能夠會(huì)引起TBM機(jī)體的擺動(dòng)添加，給掘進(jìn)方向的控制帶來(lái)困難。f如存在涌水那么會(huì)由于水壓作用，任務(wù)面發(fā)生坍塌，涌水淹埋刀盤及機(jī)體，增大刀盤

55、的旋轉(zhuǎn)扭矩；水的作用呵斥側(cè)壁坍塌，支撐靴無(wú)法支撐；涌水淹沒(méi)機(jī)體等。. 經(jīng)過(guò)斷層破碎帶的主要輔助設(shè)備采用適宜的設(shè)備來(lái)快速、平安經(jīng)過(guò)斷層破碎帶等不良地質(zhì)地段是至關(guān)重要的。目前主要的設(shè)備有超前鉆機(jī)、錨桿機(jī)、環(huán)梁安裝器等。這些設(shè)備普通安裝在掘進(jìn)機(jī)的頭部、刀盤支撐體后面、大梁頂部，以便在掘進(jìn)過(guò)程中一旦發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情就能及時(shí)利用它們進(jìn)展處置。. 經(jīng)過(guò)斷層破碎帶的處置措施當(dāng)要經(jīng)過(guò)斷層破碎帶時(shí)，普通按圖4-4-6所示的步驟進(jìn)展施工，并根據(jù)斷層破碎帶的詳細(xì)情況采取不同的措施。詳細(xì)的步驟和措施為：.a掘進(jìn)前超前地質(zhì)預(yù)告的預(yù)測(cè)，以確定破碎帶邊緣、長(zhǎng)度、破碎程度以及含水情況等。根據(jù)破碎帶的不同情況采取不同的處置措施。對(duì)于細(xì)

56、微破碎地段，對(duì)TBM不會(huì)呵斥影響時(shí)，可不進(jìn)展處置；對(duì)于普通的破碎地段，采用先掘進(jìn)，再處置的方法；對(duì)于嚴(yán)重破碎地段，TBM無(wú)法施工時(shí)，停頓掘進(jìn)，用TBM所配的鉆孔注漿設(shè)備進(jìn)展超前加固，然后打超前鉆孔檢查，證明可行時(shí)再向前掘進(jìn)并進(jìn)展處置。如破碎段長(zhǎng)，且破碎嚴(yán)重，普通加固仍無(wú)法運(yùn)用TBM順利經(jīng)過(guò)時(shí)，可用鉆爆法開(kāi)挖成洞，TBM隨后跟進(jìn)經(jīng)過(guò)。.b掘進(jìn)時(shí)合理選用TBM掘進(jìn)參數(shù)。在不同的地質(zhì)條件下，TBM所需求的推力、掘進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)速、刀盤扭矩和撐靴支撐力等掘進(jìn)參數(shù)是不同的。在TBM經(jīng)過(guò)斷層破碎帶時(shí)，可適當(dāng)減少TBM的掘進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)速等掘進(jìn)參數(shù)，這樣能有效地減小對(duì)圍巖的擾動(dòng)，從而減小或防止發(fā)生坍方，使T

57、BM平安經(jīng)過(guò)。同時(shí)，要根據(jù)掘進(jìn)中部分掘進(jìn)參數(shù)的相對(duì)變化，了解前方圍巖的變化情況例如經(jīng)過(guò)推進(jìn)壓力的大小可推知圍巖強(qiáng)度情況，經(jīng)過(guò)刀盤扭矩的大小可推知圍巖的完好性情況 ，從而及時(shí)調(diào)整TBM的掘進(jìn)參數(shù)或采用其他措施，使TBM快速、平安經(jīng)過(guò)。.c 掘進(jìn)后加強(qiáng)支護(hù)。對(duì)普通破碎地段，可采用放射混凝土或放射纖維混凝土、部分加錨桿放射纖維混凝土的支護(hù)措施；對(duì)嚴(yán)重破碎地段，可采用架設(shè)鋼拱架、掛網(wǎng)、放射混凝土或纖維混凝土的支護(hù)措施。. 區(qū)域性斷層的處置對(duì)于大的區(qū)域性斷層破碎帶，為使TBM快速、平安經(jīng)過(guò)這些地段，確保工期，普通可以先進(jìn)展預(yù)處置，然后TBM掘進(jìn)經(jīng)過(guò)或直接步進(jìn)經(jīng)過(guò)。預(yù)處置的主要技術(shù)措施是對(duì)圍巖進(jìn)展帷幕注漿

58、，以到達(dá)加固圍巖和堵水的目的。主要方案有：a中導(dǎo)洞鉆爆法開(kāi)挖、TBM擴(kuò)挖方案該方案先開(kāi)挖中導(dǎo)洞，并經(jīng)過(guò)圍巖注漿到達(dá)加固破碎圍巖和堵水的目的。當(dāng)TBM到位后，擴(kuò)展隧道斷面經(jīng)過(guò)。b全斷面鉆爆法開(kāi)挖、TBM穿行經(jīng)過(guò)方案該方案以隧道中心線為中心進(jìn)展全斷面開(kāi)挖，根據(jù)支護(hù)構(gòu)造方式和TBM穿行方式，確定相應(yīng)開(kāi)挖斷面尺寸。施工中首先對(duì)圍巖進(jìn)展注漿加固止水，然后全斷面開(kāi)挖并進(jìn)展初期支護(hù)，待TBM到位后穿行經(jīng)過(guò)。. 秦嶺線采用維爾特TB880E開(kāi)敞式硬巖TBM施工，其處置脆弱圍巖的才干較差，為確保TBM平安經(jīng)過(guò)F斷層及確保工期，對(duì)F斷層400m長(zhǎng)度范圍采取了預(yù)處置，提早用鉆爆法全斷面開(kāi)挖及襯砌，然后TBM步進(jìn)經(jīng)過(guò)

59、。a開(kāi)挖從暫時(shí)通道及正洞同時(shí)進(jìn)展開(kāi)挖，經(jīng)過(guò)橫通道小導(dǎo)洞進(jìn)入正洞后，再進(jìn)展擴(kuò)挖成形，開(kāi)挖直徑略大于TBM最大直徑。正洞前m采用三步微臺(tái)階逆作法施工，人工配合裝載機(jī)出碴；50m后，組裝簡(jiǎn)易臺(tái)架，臺(tái)架配合風(fēng)鉆全斷面打眼爆破或小導(dǎo)坑超前爆破，裝載機(jī)出碴。b 支護(hù)措施本著短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、快封鎖、勤量測(cè)的施工原那么，采取鋼拱架支撐、超前錨桿支護(hù)的支護(hù)措施。鋼拱架間距0.5-1.0 m，超前錨桿間距40cm，錨桿長(zhǎng)3m，程度搭接不小于1 m。拱架架設(shè)后，立刻在拱腰和拱腳撐上橫鋼撐，同時(shí)迅速噴漿，封鎖巖面。對(duì)于圍巖變形嚴(yán)重坍穴較深處，立刻噴灌混凝土回填以加強(qiáng)支護(hù)。對(duì)于斷層中的破碎帶采取管式注漿錨桿，預(yù)

60、注漿加固拱部巖層。.引黃入晉工程經(jīng)過(guò)特大斷層破碎帶時(shí)，采取了以下措施：a沿洞線方向開(kāi)一個(gè)輔助巷道，巷道尺寸以有利于同時(shí)打眼和注漿的最小斷面為宜。b 注漿加固接近掌子面的10m范圍。c 由輔助巷道排水棄碴。d 在任務(wù)面上用鋼筋及灌漿組成一個(gè)傘狀維護(hù)拱。e 加固注漿完成后，TBM緩慢推進(jìn)，適當(dāng)降低功率和推力，根據(jù)發(fā)生的種種情況隨時(shí)采取加固措施，直至經(jīng)過(guò)斷層破碎帶。另外，還要作好各種預(yù)備任務(wù)，如各種資料、設(shè)備的預(yù)備任務(wù)以及人員培訓(xùn)任務(wù)等，保證掘進(jìn)、支護(hù)等任務(wù)的快速高質(zhì)量完成，使TBM順利經(jīng)過(guò)斷層破碎帶。.5.脆弱破碎地層撐腳處的圍巖加固技術(shù) TBM掘進(jìn)時(shí)，支撐靴支撐著設(shè)備的分量并將推力和刀盤扭矩的反