游 勝

（北京振沖工程股份有限公司，北京 100102）

整體來(lái)看，隧道等地下工程地質(zhì)存在多變性特點(diǎn)，而且變數(shù)極大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)先探明操作，經(jīng)常出現(xiàn)侵入巖、蝕變巖等內(nèi)容。在此過(guò)程中，工作人員需要預(yù)報(bào)TBM能夠連續(xù)穿越該類(lèi)地層，這對(duì)于主體工程建設(shè)具備重要意義。雖然我國(guó)利用敞開(kāi)式TBM已經(jīng)成功建立了很多隧道，相關(guān)研究?jī)?nèi)容也較多，但由于地下工程的復(fù)雜多變特點(diǎn)，相關(guān)工作人員仍需對(duì)其進(jìn)行深入性研究。

1 主要工程地質(zhì)問(wèn)題

1.1 工程地質(zhì)巖性

在某工程建設(shè)過(guò)程中，涉及的地層巖性主要包括以下內(nèi)容，即三疊系上統(tǒng)小蜜蜂頂子組凝灰?guī)r、石灰系中下統(tǒng)磨盤(pán)山組灰?guī)r等等。為了實(shí)現(xiàn)TBM適應(yīng)性的進(jìn)一步提升，相關(guān)工作人員需要做好TBM施工技術(shù)的全面創(chuàng)新，并為后續(xù)TBM對(duì)軟弱破碎地層適應(yīng)性處理奠定基礎(chǔ)。除此之外，TBM穿越不良地質(zhì)構(gòu)造主要包括破碎帶、灰?guī)r段巖溶溶洞區(qū)和富水碳質(zhì)板等軟弱破碎地層，容易引發(fā)電氣故障、被卡等問(wèn)題。為了將該類(lèi)問(wèn)題解決，相關(guān)工作人員可以借助于地質(zhì)預(yù)報(bào)、掘進(jìn)參數(shù)的合理選擇，對(duì)相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，最終將TBM對(duì)軟弱破碎地層適應(yīng)性問(wèn)題解決。

1.2 不良地質(zhì)構(gòu)造

TBM施工技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不良地質(zhì)構(gòu)造，尤其是在與洞身相交的斷面處，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)阻水或者是導(dǎo)水?dāng)嗔亚闆r，進(jìn)而增加了與地表水的聯(lián)系性。

2 主要技術(shù)方案與措施

2.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的開(kāi)展，可以決定TBM能否安全、順利通過(guò)軟巖地段。一般來(lái)說(shuō)，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)可以降低盲目性出現(xiàn)，便于采用正確的開(kāi)挖和支護(hù)措施，尤其是在軟巖或者是斷層破碎帶掘進(jìn)過(guò)程中作用更為明顯。在實(shí)際四標(biāo)段地質(zhì)預(yù)報(bào)操作過(guò)程中，主要涉及的內(nèi)容同有以下幾方面，即斷層、軟弱夾層、規(guī)模和性質(zhì)等等，不同巖類(lèi)間接觸界面位置不同，人們可以對(duì)工程地質(zhì)災(zāi)害可能出現(xiàn)的位置和規(guī)模等進(jìn)行全面預(yù)測(cè)。站在預(yù)報(bào)方法角度來(lái)說(shuō)，主要涉及的措施有物探+鉆探+地質(zhì)素描相結(jié)合的手段。在物探操作過(guò)程中，主要涉及的手段有兩種：第一，搭載在TBM設(shè)備上的激化極化法；第二，TRT法。相比之下，激化極化法屬于是電法勘探過(guò)程中的一個(gè)重要分支結(jié)構(gòu)，主要是以不同地質(zhì)介質(zhì)之間的激電效應(yīng)差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，借助于研究對(duì)象的激電效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)勘探工作的全面開(kāi)展，該手段可以實(shí)現(xiàn)對(duì)掌子面前方30 m地質(zhì)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。TRT法基本原理是在遇到地震波之后，便會(huì)出現(xiàn)聲學(xué)阻抗差異，其中會(huì)有一部分信號(hào)被反射回來(lái)，另一部分直接進(jìn)入到前方介質(zhì)層面之中。在實(shí)際大型透平機(jī)應(yīng)用上，壓縮機(jī)均是依靠軸承支撐其宣傳操作，強(qiáng)化組織安全程度，并為其提供有效環(huán)境保障，確保后續(xù)工作的全面開(kāi)展。

2.2 TBM掘進(jìn)和出渣控制

2.2.1 掘進(jìn)參數(shù)的選擇

掘進(jìn)參數(shù)的合理選擇，對(duì)后續(xù)工作開(kāi)展至關(guān)重要，相關(guān)工作人員可以根據(jù)實(shí)際地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)構(gòu)，對(duì)實(shí)際圍巖情況進(jìn)行揭露，尤其是軟弱破碎地層容易產(chǎn)生坍塌，而且在具體溶洞發(fā)育過(guò)程中，容易產(chǎn)生掌子面存在相關(guān)問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)刀具產(chǎn)生損壞，在實(shí)際掘進(jìn)參數(shù)選擇上，應(yīng)遵循低轉(zhuǎn)速、小推力原則，避免對(duì)周?chē)鷩鷰r產(chǎn)生擾動(dòng)問(wèn)題，與此同時(shí)，還能將刀具損傷概率降到最低。借助于掘進(jìn)參數(shù)的有效控制，可以降低對(duì)不良地質(zhì)段圍巖的擾動(dòng)操作，進(jìn)而對(duì)塌方、掉塊等問(wèn)題進(jìn)行限制。

2.2.2 循環(huán)進(jìn)尺的控制

在很多工程建設(shè)過(guò)程中，可以借助于敞開(kāi)式TBM施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油缸行程的進(jìn)一步了解，一般情況下，該推進(jìn)行程為1.8 m，與正常單循環(huán)進(jìn)尺相符。在具體不良地質(zhì)段控制上，主要是對(duì)出露護(hù)盾?chē)鷰r盡早封閉，并強(qiáng)化支護(hù)操作，避免風(fēng)化問(wèn)題造成剝落或者是坍塌等問(wèn)題出現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)臨空面發(fā)展的全面限制，將施工連續(xù)性和施工安全特點(diǎn)呈現(xiàn)出來(lái)。站在圍巖完整性角度來(lái)說(shuō)，可以將圍巖進(jìn)尺控制在0.9 m左右，換句話說(shuō)，實(shí)際鋼拱架支護(hù)間距主要集中在0.9 m左右，在與TBM水平撐靴相結(jié)合過(guò)程中，需要將特殊設(shè)計(jì)情況呈現(xiàn)出來(lái)，而且該工況可以得到正常換步操作。如果溶蝕發(fā)育和洞頂脫空在4 m左右，具體循環(huán)進(jìn)尺可以控制在0.45 m左右，將鋼拱架支護(hù)間距控制在0.45 m左右，強(qiáng)化噴射混凝土回填密實(shí)度。

2.2.3 刀盤(pán)清理

炭質(zhì)板遇到水泥化特性之后，相關(guān)工作人員需要將刀盤(pán)噴水關(guān)閉，降低人為原因造成的泥化問(wèn)題。除此之外，在糊刀盤(pán)和糊刀孔設(shè)計(jì)，工作人員可以對(duì)刀盤(pán)進(jìn)行清理操作，并在立拱架和常規(guī)保養(yǎng)時(shí)間之中，強(qiáng)化對(duì)刀盤(pán)清理，確保兩個(gè)刮渣孔得到高效清理，實(shí)現(xiàn)泥渣外排操作。除了立拱架和保養(yǎng)時(shí)間之外，人們需要做好實(shí)際的停機(jī)刀盤(pán)處理操作，避免整個(gè)體系受到相關(guān)內(nèi)容影響。

2.3 出露護(hù)盾?chē)鷰r的及時(shí)支護(hù)封閉

在實(shí)際護(hù)盾尾部設(shè)計(jì)上，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)卡槽，將布設(shè)范圍集中在拱頂120°，并將鋼筋排一端提前插入到卡槽之內(nèi)，另一端與鋼拱架背部焊接在一起。隨著TBM掘進(jìn)操作的開(kāi)展，鋼筋逐漸被拖出，形成相對(duì)閉塞的棚戶(hù)體系，此時(shí)，可以避免拱頂出現(xiàn)墜落等問(wèn)題。站在實(shí)際鋼筋排支護(hù)角度來(lái)說(shuō)，除了確保設(shè)備和支護(hù)人員安全之外，還要降低清渣工作量，并降低停機(jī)時(shí)間，消除刀盤(pán)護(hù)具被卡風(fēng)險(xiǎn)，為后續(xù)連續(xù)掘進(jìn)工作的開(kāi)展創(chuàng)造有利條件。另外，在實(shí)際應(yīng)急濕噴系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于TBM設(shè)備噴混凝土系統(tǒng)位于掌子面后方約55 m距離，無(wú)法對(duì)護(hù)盾周?chē)鷩鷰r進(jìn)行及時(shí)支護(hù)和封閉操作。在此過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要增加濕噴機(jī)，避免對(duì)混凝土設(shè)備產(chǎn)生破壞。

2.4 溶洞處理

由于很多區(qū)域溶洞規(guī)模有限，多半填充型溶洞，該中溶洞的處理原則是對(duì)輪廓線進(jìn)行有效挖掘，避免3 m之外的溶洞對(duì)隧洞穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。想要對(duì)3 m以?xún)?nèi)的輪廓線進(jìn)行挖掘操作，需要實(shí)施以下處理措施：第一，如果溶洞位于拱頂，處理方法與大規(guī)模巖石塌落處理方法相適應(yīng)，強(qiáng)化支護(hù)和回填操作。第二，位于撐靴受力位置的溶洞，需要進(jìn)行回填加固處理。但為了提前發(fā)現(xiàn)輪廓線3 m以?xún)?nèi)的溶洞，等到圍巖出露護(hù)盾之后，需要及時(shí)應(yīng)用錨桿鉆機(jī)開(kāi)展有效的鉆探操作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)噴灌混凝土回填密實(shí)情況，避免出現(xiàn)撐靴打滑等問(wèn)題，為后續(xù)工作的開(kāi)展創(chuàng)造有利條件。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段的TBM施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)手段以定性物探為主，在定量鉆探過(guò)程中，由于設(shè)備問(wèn)題容易對(duì)實(shí)時(shí)效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。相關(guān)工作人員可以在刀盤(pán)和盾體位置預(yù)留孔洞，并安裝相應(yīng)的水平鉆孔勘探操作，為后續(xù)鉆探驗(yàn)證創(chuàng)造有利條件，并確保地質(zhì)預(yù)報(bào)精準(zhǔn)性的全面提升。