护盾式全断面岩石掘进机——全断面岩石掘进机技术讲座之四

￥水利部信息研究所华北电力大学＠李仕森＠茅承觉＠叶定海护盾式全断面岩石掘进机（ＳｈｉｅｌｄｅｄｆｕｌｆａｃｅｒｏｃｋＴＢＭ）是在整机外围设置与机器直径相一致的圆筒形保护结构以利于掘进破碎或复杂岩层的全断面岩石掘进机，简称护盾式掘进机。上一讲介绍的支撑式全断...

护盾式硬岩掘进机在引洮供水工程中的应用

引洮供水工程隧洞地质条件恶劣,主要以上第三系N2L3砖红色互层状泥质粉细砂岩为主,含水量较少,围岩类别属Ⅳ、Ⅴ类。本工程采用1台单护盾和1台双护盾硬岩掘进机掘进,在开挖过程中遇到流沙、突泥突水、冒顶、大面积塌方、断层等不良地质,这种地质使用开敞式掘进机风险很大。护盾式硬岩掘进机通过盾体能够对围岩进行临时支护,防止围岩坍塌,采用管片快速支护来开挖围岩松软地层。2台硬岩掘进机在盾体防卡技术上也进行特殊设计,在引洮工程中得到成功应用,为TBM设备选型提供借鉴。

掘进机机头与护盾被破碎围岩塌方卡机脱困技术

掘进机在施工过程中,由于地质原因使掘进机在经过断层、裂隙带、渗水带、喀斯特岩层等复杂不良地质地段过程中因遭遇塌方、卡机等停机事故,给工程和工期造成不可预见的影响。通过对厄瓜多尔CCS项目掘进机施工中出现的机头塌方和护盾被压实施的脱困处理技术进行了分析与探讨,可为今后掘进机施工中出现类似问题提供借鉴。

护盾式TBM施工隧洞豆砾石吹填过程模拟研究

豆砾石吹填是TBM施工中非常重要的一道工序,研究吹填过程对分析填充层质量和优化吹填工艺具有一定的工程应用价值。借助PFC在离散体研究方面的优势对豆砾石吹入过程进行多方案模拟,并进行豆砾石的受力运动分析,探究填充层内豆砾石的分布特征及其影响因素。结果表明:依次吹填管片环中部80°、上部160°、顶部180°(补吹)吹填孔,填充层呈4段分布,其中0°~45°和75°~135°区间,粒径不同的颗粒分层分布严重,大颗粒分别靠近管片侧和围岩侧,45°~75°区间存在局部颗粒分层分布现象,135°~180°区间存在吹填不密实的问题;分层分布现象受吹入豆砾石颗粒的粒径组合、表面摩擦系数、所受压力大小等因素的影响;通过改变吹填孔位置和新增吹填孔,控制各孔的填充范围,进而降低颗粒在该范围填充完成前受到的压力,再采用阶梯吹填法吹填,能显著缩小分层分布区且使颗粒分布更为规整。吹填孔的填充范围应控制在45°内,但顶部吹填孔易发生堵塞,不宜用做大量颗粒吹填,因此具体部位吹填孔的填充范围需进一步研究。此研究成果可为工程吹填方案设计提供一定的参考。

陡倾砂板互层岩体中隧洞围岩变形研究

通过建立可反映岩体中砂岩与板岩组成、岩体倾角、岩体走向与隧洞轴线夹角等因素变化对岩体变形影响的砂板互层岩体本构模型,模拟了南水北调西线陡倾砂板互层岩体中隧洞掘进机开挖过程,初步分析了砂板互层岩体中隧洞围岩的变形及其对护盾式掘进机的影响。结果表明:埋深越大,围岩变形稳定过程越缓慢;岩体中板岩含量越高,围岩的前期变形越早、变形率越大,围岩的变形稳定过程也越长;对埋深较大且板岩含量较高的Ⅲ类岩体中的隧洞,应慎重采用护盾式掘进机开挖、管片衬砌的施工方案。