斷層巖溶及地下水等不良地質(zhì)地段TBM施工預(yù)案的探討

劉大鵬

摘 要：從目前TBM施工方法的應(yīng)用來看，遇到斷層、巖溶及地下水等不良地質(zhì)地段時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)TBM施工方法的特點(diǎn)做好施工預(yù)案的編制。不但要正確考慮TBM施工特性，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)斷層、巖溶及地下水等不良地質(zhì)地段的影響因素進(jìn)行全面的分析。因此，在不良地質(zhì)地段的施工過程中，應(yīng)當(dāng)從提前做好地質(zhì)條件預(yù)報(bào)，合理調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)以及制定具體的TBM施工措施等方面入手，合理地使用TBM施工方法，保證不良地質(zhì)地段的施工能夠取得實(shí)效。

關(guān)鍵詞：TBM施工 斷層巖溶 不良地質(zhì)地段 施工預(yù)案

中圖分類號(hào)：TD265 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）01（b）-0058-02

基于對(duì)TBM施工方法的了解，目前TBM施工方法的用途比較廣泛，在掘進(jìn)施工中取得了積極的效果，但是TBM施工對(duì)施工地段的地質(zhì)條件也有一定的要求，如果遇到斷層、巖溶及地下水等不良地質(zhì)地段，那么在TBM施工方法的應(yīng)用過程中就應(yīng)當(dāng)編制有效的施工預(yù)案，并且根據(jù)TBM施工方法的實(shí)際特點(diǎn)，探討在斷層、巖溶及地下水等不良地質(zhì)地段中如何有效地應(yīng)用TBM施工技術(shù)，為TBM施工方法的運(yùn)用以及掘進(jìn)施工奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)，提高整體施工質(zhì)量。

1 在斷層、巖溶及地下水等不良地質(zhì)地段施工中，應(yīng)提前做好地質(zhì)條件預(yù)報(bào)

（1）提前進(jìn)行施工地段的地質(zhì)情況調(diào)研，從目前掘進(jìn)施工來看，如果施工地段的地質(zhì)條件相對(duì)特殊，那么就應(yīng)當(dāng)提前做好施工方法的調(diào)整和施工工藝的修訂。為了保證掘進(jìn)施工能夠取得積極效果，應(yīng)當(dāng)在施工之前提前進(jìn)行施工地段的地質(zhì)情況調(diào)研，認(rèn)真地分析施工地段的地質(zhì)條件特征與地質(zhì)特點(diǎn)，查看施工地段是否存在斷層、巖溶及地下水等不良地質(zhì)因素。如果存在，應(yīng)當(dāng)將情況進(jìn)行匯總為下一步的施工方法選擇和施工方案的調(diào)整奠定基礎(chǔ)。

（2）根據(jù)施工地段的地質(zhì)情況進(jìn)行地質(zhì)條件預(yù)報(bào)，在前期施工地段的地質(zhì)情況調(diào)研過程中，根據(jù)施工地段的地質(zhì)情況應(yīng)當(dāng)進(jìn)行地質(zhì)條件預(yù)報(bào)，有效地將地質(zhì)條件信息預(yù)報(bào)給施工單位，為施工單位下一步的施工奠定良好的信息技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，保證施工單位能夠根據(jù)施工地段的地質(zhì)情況進(jìn)行施工技術(shù)的選擇和調(diào)整。所以，合理地進(jìn)行地質(zhì)條件預(yù)報(bào)并解決地質(zhì)條件預(yù)報(bào)過程中的信息和施工技術(shù)的針對(duì)性問題，對(duì)于做好TBM施工方法的運(yùn)用具有重要作用。

（3）在特殊地質(zhì)地段地質(zhì)條件預(yù)報(bào)中對(duì)關(guān)鍵信息進(jìn)行預(yù)報(bào)，在施工地質(zhì)地段條件預(yù)報(bào)過程中，如果遇到特殊地質(zhì)地段，那么在地質(zhì)條件預(yù)報(bào)過程中應(yīng)當(dāng)對(duì)關(guān)鍵的信息進(jìn)行預(yù)報(bào)，其中應(yīng)當(dāng)包括地質(zhì)地段的屬性，例如：是否是斷層巖溶及地下水地段。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)地質(zhì)地段的危險(xiǎn)因素進(jìn)行合理的分析，地質(zhì)地段存在塌陷或者影響掘進(jìn)等因素。因此，在特殊地質(zhì)地段地質(zhì)條件預(yù)報(bào)中，對(duì)關(guān)鍵信息進(jìn)行預(yù)報(bào)是提高預(yù)報(bào)效果的重要措施。

2 在斷層、巖溶及地下水等不良地質(zhì)地段施工中，應(yīng)合理調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)

（1）根據(jù)地質(zhì)條件，對(duì)TBM施工方法的掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，通過前期的施工地段地質(zhì)情況調(diào)研，能夠掌握施工地段是否是特殊地段。在存在斷層、巖溶及地下水等不良地段施工過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)TBM施工方法的掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。由于施工地段情況特殊，如果還采用原有的TBM施工掘進(jìn)參數(shù)，那么與實(shí)際的地質(zhì)條件無法相符，在實(shí)際施工中也無法實(shí)現(xiàn)，對(duì)整體施工效果會(huì)造成較大的影響。因此，應(yīng)當(dāng)對(duì)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

（2）保證掘進(jìn)參數(shù)與TBM施工方法相匹配，基于對(duì)TBM施工方法的了解，掘進(jìn)參數(shù)的設(shè)定與TBM施工方法應(yīng)當(dāng)是相匹配的。如果在特殊地質(zhì)地段的施工中TBM施工方法不能夠與掘進(jìn)參數(shù)相匹配，那么TBM施工方法在運(yùn)用過程中將會(huì)受到較大的影響，對(duì)掘進(jìn)參數(shù)也會(huì)有一定的影響。因此，合理地設(shè)定決定參數(shù)并根據(jù)施工方法有效地調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，是在特殊地質(zhì)地段施工的重要措施。

（3）在施工中檢驗(yàn)掘進(jìn)參數(shù)的匹配情況并予以調(diào)整，由于斷層、巖溶及地下水等不良地質(zhì)地段是不斷發(fā)生變化的，而且TBM施工方法在實(shí)際運(yùn)用過程中也存在一定的不確定性，掘進(jìn)參數(shù)調(diào)整之后并不是一成不變的，而是要根據(jù)TBM施工方法的運(yùn)用以及施工中的實(shí)際情況檢驗(yàn)掘進(jìn)參數(shù)的匹配情況是否良好，對(duì)于已經(jīng)發(fā)生變化的應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有效的調(diào)整，保證施工中掘進(jìn)參數(shù)與施工方法能夠有效匹配。

3 在斷層、巖溶及地下水等不良地質(zhì)地段施工中，應(yīng)制定具體的TBM施工措施

（1）斷層地段TBM施工措施，TBM掘進(jìn)過程中，對(duì)較小斷層處理，撐靴以上緊貼巖面掛Φ8@100 mm×100 mm或Φ8@150 mm×150 mm鋼筋網(wǎng)；打系統(tǒng)錨桿（Φ22、L=2.5 m），錨桿間距0.8～1.0 m；視情況架立Ⅰ16拱架，間距1.1～1.2 m，拱架之間打入長錨桿。

在斷層地段的TBM施工過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)小斷層進(jìn)行有效處理，其中小斷層對(duì)TBM施工影響較大，由于小斷層間距較小，并且排列不規(guī)則，在TBM施工方法應(yīng)用過程中會(huì)對(duì)掘進(jìn)速度和掘進(jìn)效率產(chǎn)生較大的影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)掘進(jìn)安全性造成影響。因此，在不良地段施工過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)小斷層的實(shí)際特點(diǎn)對(duì)小斷層進(jìn)行有效的處理，消除小斷層的安全隱患。

（2）巖溶地段TBM施工措施。在軟弱圍巖地層中施工時(shí)，超前小導(dǎo)管用于開挖后拱部不能自穩(wěn)的情況。采用超前小導(dǎo)管支護(hù)預(yù)加固地層，通過注漿，使小導(dǎo)管周圍巖體固結(jié)形成承載殼，在小導(dǎo)管和承載殼的棚作用下，開挖時(shí)可有效控制拱頂坍塌，保證安全施工。

對(duì)于巖溶地段的TBM施工而言，應(yīng)當(dāng)合理地采用超前小導(dǎo)管將開挖后的穩(wěn)定問題予以解決，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)采取注漿的方法保證掘進(jìn)后區(qū)域能夠得到有效加固，提高掘進(jìn)的安全性。隨著掘進(jìn)的深入，能夠保證掘進(jìn)過程中的支護(hù)問題得到有效解決。所以，對(duì)于巖溶地段的TBM施工而言，利用超前小導(dǎo)管解決澆筑問題并提高支護(hù)強(qiáng)度，對(duì)巖溶地段的TBM施工具有重要作用。

（3）地下水地段TBM施工措施。①在TBM掘進(jìn)過程中出現(xiàn)涌水，如涌水量較小，采用TBM設(shè)備上的6'水泵進(jìn)行抽排；當(dāng)涌水量較大，超過TBM隨機(jī)配備6'水泵的抽排能力，啟動(dòng)應(yīng)急備用水泵（在TBM上備用了3臺(tái)WQ100-80-20-7.5污水泵）將水排至后備套以后，并全部啟動(dòng)沿線水泵，將水排至洞外。②如涌水量采用水泵抽排仍得不到控制，TBM停止掘進(jìn)，采用超前小導(dǎo)管注漿，形成帷幕，加固圍巖。

對(duì)于地下水地段TBM施工方法在運(yùn)用過程中特別要注意掘進(jìn)過程中的涌水情況，如果涌水量較小，可以采取掘進(jìn)設(shè)備中的水泵進(jìn)行污水抽排。如果用水量較大，TBM設(shè)備中的水泵已經(jīng)不能有效工作，那么就應(yīng)當(dāng)及時(shí)地停止TBM施工，保證TBM設(shè)備完好。與此同時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取專業(yè)的抽水設(shè)備進(jìn)行抽水，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)掘進(jìn)隧道的支護(hù)，加固圍巖，保證已經(jīng)掘進(jìn)完成的部位能夠得到有效加固，避免對(duì)已經(jīng)接近完成的部位造成損傷。

4 結(jié)語

通過該文的分析可知，TBM作為一種特殊的施工方法，在掘進(jìn)施工中得到了有效運(yùn)用。但是考慮到掘進(jìn)過程中的地形因素以及掘進(jìn)過程中會(huì)遇到斷層、巖溶及地下水等不良地質(zhì)地段，在TBM施工方法應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)特殊地段的實(shí)際特點(diǎn)，對(duì)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并根據(jù)斷層、巖溶及地下水等不良地質(zhì)地段制定有針對(duì)性的施工方法和應(yīng)急預(yù)案，保證TBM施工能夠得到有效執(zhí)行。由此可見，加強(qiáng)對(duì)TBM施工方法的了解，并根據(jù)斷層、巖溶及地下水等不良地質(zhì)地段制定完善的施工預(yù)案，對(duì)提高TBM施工質(zhì)量具有重要作用。

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