岩石隧道掘进机不良地质施工处置技术

岩石隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)凭借其高效优质、作业安全等特点在铁路、公路、地铁、水利水电等领域广泛应用,在普通地质环境下推广顺利。复杂地质环境下致灾源多,如硬岩岩爆、软岩大变形、断层破碎带、涌水突泥等不良地质使TBM施工频繁出现围岩坍塌、支护失效、卡机淹井、设备损伤等问题。本文结合工程案例,从超前主动加固、注浆及锚固、管片支护、撑靴加固4个方面总结现有施工技术,以应对TBM穿越不良地质导致的刀盘卡机、护盾抱死、初期支护变形过大、撑靴打滑等问题,提升TBM在不良地质环境下的适应能力,为类似工程提供参考。

EBH315Q型岩石掘进机在赵楼煤矿的革新与应用

本文对EBH315Q型岩石掘进机在井下掘进中涉及的断面支护、工作效率、粉尘监测和围岩破坏等情况进行介绍,与前期掘进采用的爆破施工工艺进行对比,同时介绍施工中进行的局部改革、配套设备等,为岩石巷道的快速掘进提供经验。

TBm硬岩掘进机在小庄矿的应用与实践

针对煤矿岩巷掘进中炮掘占据主要地位,炮掘效率低、劳动强度大等问题在一定程度上制约了矿井的生产接续,以彬长小庄矿集中泄水巷TBm硬岩掘进机岩巷施工为例,通过对施工条件、工艺、设备系统性介绍,从巷道成形、掘进工效、劳动强度等方面对炮掘施工与TBm掘进机施工进行了对比分析。TBm硬岩掘进机在单进、巷道成型、降低人员劳动强度等方面具有施工优势,对解决煤矿岩巷掘进效率低、劳动强度高等问题,以及对快掘设备的推广使用具有良好的价值。

小转弯曲线隧道TBM选型与掘进姿态调控方法

小转弯隧道施工时全断面隧道掘进机(full-section tunnel boring machine,TBM)的选型设计和掘进姿态控制具有特殊性,目前还缺乏通用的理论依据和指导方法。针对此问题,首先,对传统类型TBM小转弯选型进行研究,结合已有项目数据和几何模拟,确定传统类型TBM能适应的最小转弯半径。然后,对双盾敞开式TBM的推进系统和导向系统进行针对性设计,通过分析双盾敞开式TBM推进系统结构和实际施工,提出转弯时双盾敞开式TBM推进油缸内外侧行程差值的理论计算方法和施工过程中的姿态调控方法。最后,得出如下结论:1)当隧道转弯半径小于200 m时,敞开式TBM适应难度较大,需要采用双盾敞开式TBM;2)结合抚宁抽水蓄能电站项目实际施工情况,提出的双盾敞开式TBM的理论计算方法和姿态调控方法确保了转弯段隧道的轴线偏差在要求范围内。

全断面岩石隧道掘进机(TBM)施工超前处置技术综述与思考

TBM施工过程中遭遇的复杂地质条件越来越多,超前处置是减少和避免复杂地质条件下TBM施工过程中频繁卡机最可靠的途径。为此,结合TBM施工实践,从3个方面总结10项现有处置技术,用来应对破碎、软弱、富水、完整硬岩、岩爆等地质问题,分别为:1)在掌子面或掌子面前方施作的掌子面超前处置技术,包含刀盘清理脱困、掌子面超前注浆、地表注浆和人造节理4项措施;2)在护盾尾部或护盾后方施作的后置式超前处置技术,包含超前注浆、超前小导管加固和超前管棚加固3项措施;3)从适当位置施作的导洞法超前处置技术,包含小导洞法、迂回导洞法和超前导洞应力释放法3项措施。针对TBM施工超前处置,提出5个方面的思考和建议:1)减少TBM在不适宜地质洞段的施工占比;2)提高TBM工法的地质适应性;3)提高超前地质预报的准确性和及时性;4)动态设计,合理决策;5)健全规范、标准、定额等管理体系,促进TBM科学应用与推广。

万家寨引黄工程泥灰岩段隧洞岩石掘进机(TBM)卡机事故工程地质分析和事故处理

隧道全断面岩石掘进机 (TBM )的施工对地质条件适应性是一个不断认识和深化的过程 ,其中很多认识是来自已发生的各种各样事故和对事故原因的理性认识。本文是在对某隧洞TBM卡机地段的岩性 (包括工程性质 )、构造、地应力及其在TBM施工条件下的变化等方面进行工程地质力学研究的基础上 ,指出层间剪切带的存在及由此而产生的较大变形速率是导致事故发生的工程地质原因 ,并提出了相应的处理意见和建议。TBM卡机问题的顺利解决和它重新开始快速掘进证明了作者分析和工程处理措施的合理性。本文的分析有助于加深TBM施工对复杂地质条件适应性的认识 ,并可望为避免类似事故的再次发生提供参考和借鉴。

岩石掘进机(TBM)穿越板岩和碳酸盐岩接触带引发的环境工程地质问题分析

在穿越隔水板岩和透水碳酸盐岩间接触带时,隧道施工将遇到一系列工程地质问题,这对地质条件适应性较传统钻爆法差的TBM掘进来说尤为突出。结合TBM施工的云南上公山隧道工程,通过对该接触带工程地质条件评价和问题分析,讨论了该洞段的泥石流、库水位下降、泉水断流等一系列环境工程地质问题的发生机理。

TBM卡机防控脱困方案智能决策方法研究

目前深埋长输水隧洞中硬岩掘进机(TBM)卡机防控脱困方案决策过程受卡机机理复杂性、围岩-护盾相互作用全过程监测困难性及人为主观经验等因素影响,导致决策结果的有效性、经济性和及时性有待提高。针对上述技术难题,基于构建的TBM卡机案例库数据,尝试采用支持向量机分类(SVM)方法,预测TBM卡机致灾模式和风险,继尔采取相应预防措施。同时,基于案例推理(CBR)方法,对卡机后脱困方案进行科学决策。智能决策方法应用于新疆某输水工程隧洞关键洞段施工中,准确预测了TBM卡机风险,并提前采取防控措施,避免了卡机事故的发生。同时针对已发生卡机的洞段,决策推荐了卡机脱困处理方案,与现场实际采取的脱困方案一致,有效降低了脱困处理工程费用,并缩短了处理时间。

隧道掘进机(TBM)掘进时的岩石特征判定问题

】为了进一步提高秦岭隧道掘进机的掘进速度，发挥其更大效益，需要尽快解决掘进中出现的一些问题，包括刀圈磨耗过快的问题。从深入了解围岩特征入手，进行地质有关问题的研究，应是解决问题的有效途径。

我国全断面岩石掘进机(TBM)发展的回顾与思考

TBM在我国正被逐步推广应用．成功使用的捷报频频传来．颇使人们欢欣鼓舞．同时也产生了值得思考的问题如：今后如何解决大规模隧洞建设对TBM的需要？国内无产品，都买国外的？……摆在决策者面前的一个突出问题是——我国TBM如何发展？对此问题的探索离不开对我国TBM发展艰难历程的认识，笔者有一些思考仅供参考。

深部复合地层巷道TBM掘进卡机预防方法

基于陕西正通煤业西区辅运大巷TBM掘进工程背景,采用现场调研、理论分析及现场试验综合研究方法,以敞开式TBM硬岩掘进机为例,研究应用“鲁淄一号”国内矿用最大直径敞开式掘进机工程实践,探索研究深部复合地层掘进卡机机理,结合正通煤业地质条件、地应力、TBM设备参数、支护设计等因素,对掘进过程中卡机风险进行分析,最后从支护设计、掘进机设备参数2方面出发,针对性提出了巷道掘进TBM卡机预防方法。研究通过现场实践解决了TBM掘进卡机预防应用难题,使月进尺达到305 m,相比传统综掘进尺提升了1.5倍。

近海复杂地层下城市轨道交通TBM选型优化与掘进参数控制

[目的]为提高TBM(隧道掘进机)的地层适应性,解决青岛地铁2号线(以下简称“2号线”)西延段近海复杂地层下TBM选型的难题,需对TBM选型进行优化,并对其掘进参数进行控制。[方法]通过地质条件适应性、施工灵活度及掘进效率等方面,对适宜硬岩掘进的TBM类型进行了综合比选。针对2号线TBM掘进区间存在的穿越断裂破碎带、始发空间不足、小曲率半径施工及不具备吊出条件等工程难点,对TBM进行了优化设计。确定了不同等级围岩下双护盾TBM的推力、扭矩、刀盘转速及净掘进速率等参数的取值范围。[结果及结论]经综合比选,2号线西延段近海复杂地层选用DSUC型双护盾TBM施工。该型TBM具有良好的地层适应性,支护方式灵活多样,通过优化刀盘、盾体及后配套台车设计,改进始发、拆解、小曲率半径施工方案,完善超前加固及导向系统,使TBM应用更加经济合理。双护盾TBM在中硬岩层中掘进时,可适当增加推力和扭矩,以提高净掘进速率;而通过断层破碎带时应严格控制掘进参数,以减少对掌子面的扰动。

全断面岩石掘进机(TBM)在大伙房水库输水隧洞工程中的应用

大伙房水库输水工程是解决辽宁省中部抚顺、沈阳、辽阳，鞍山，营口及盘锦六城市工业用水和生活用水的大型水资源配置工程．受益人口近1000万人．对辽宁省中部地区的经济，社会发展具有十分重要的意义．其工程地理位置见图1所示。

天山胜利隧道出口端“胜利号”TBM掘进至中点

12月5日,天山胜利隧道建设取得重大进展,出口端服务隧道“胜利号”TBM硬岩掘进机顺利掘进至中点11028米,为乌尉高速建设目标实现奠定坚实基础。天山胜利隧道作为新疆乌尉高速公路的“咽喉”工程,全长约22.13公里,是世界在建最长高速公路隧道。

岩石隧道掘进机可掘性评价方法研究

为了解决岩石隧道掘进机可掘性预估不准导致隧道施工工期和成本失控的问题,针对国内外5个TBM法隧道工程267组数据,统计分析了TBM可掘性指标与岩体质量参数的回归关系.统计结果表明:贯入度指数与准岩体单轴抗压强度的关系建议采用线性回归关系,岩体基本质量指标与准岩体单轴抗压强度呈对数函数关系,贯入度指数与岩体基本质量指标呈二次函数关系.基于岩体基本指标、准岩体单轴抗压强度、TBM贯入度指数三个指标,建立了不同级别围岩TBM可掘性评价方法,并给出了不同级别围岩条件下TBM掘进参数的控制策略.研究结果可指导不同围岩条件下TBM掘进参数调控和高效掘进.

浅谈TBM硬岩掘进机的刀具管理

在全断面隧洞掘进机中,硬岩掘进机(TBM)是最为主要的掘进机种类,在地下岩石隧道的施工中有着极为广泛的应用。对TBM刀具在隧道掘进工作中的基本工作原理、破岩方法以及失效情况进行了综合分析,结合实际情况提出了在TBM施工中需要注意的关键性问题,并提出了解决这类关键性问题的具体方法,为全面加强TBM刀具的科学化管理效率提供有效的指导意见,以期最大化提高TBM在工作中的掘进效率,减少隧道施工中的成本投入水平。

TBM掘进机支撑系统在Ⅲ类围岩条件下的应力分析

本研究旨在对TBM掘进机支撑系统的应力进行深入的研究。TBM是隧道施工中常用的一种技术,其支持结构的设计和优化对于工程的质量和安全具有重要的影响。支撑系统作为TBM关键的部件之一,作用主要是承受隧道内压力,保证隧道的稳定性和安全性。TBM掘进机作业下的江西省地质以Ⅲ类岩石为主,探讨其在Ⅲ类围岩条件下的应力分布情况。本文将通过有限元仿真方法来模拟TBM的支持结构确定了在Ⅲ类围岩中的应力分布情况。研究成果有望为TBM的支持结构设计提供参考依据,提高隧道建设质量和效率。

基于卡机原因探讨岩石隧道掘进机的选型

为了选择出更适合穿山隧道施工的岩石隧道掘进机,以某公路工程项目双护盾岩石隧道掘进机为研究样本,阐述了如何运用比较研究的方法,从设备性能和实际施工过程出发,对所遇到的容易卡机的地层应采取的解决措施等进行了分析研究,总结出双护盾岩石隧道掘进机的适用地层范围。

岩石掘进机(TBM)刀具消耗预测研究

鉴于刀具消耗费在岩石掘进机(TBM)施工总成本中占有相当高的比重,从刀具消耗的原因入手,采用因果分析图法对各工程数据进行了统计和拟合,得出刀具消耗预测方法,最后结合实际工程从刀具消耗量和费用方面对该方法进行验证。