摘要：针对地质因素影响tbm掘进效率的问题,以兰州市水源地建设工程输水隧洞双护盾tbm施工为背景,采用现场调查、数据统计的方法,分析了岩石单轴抗压强度、岩体完整性、岩石石英含量、地应力、地下水等对tbm施工的影响,并针对各种地质因素提出了tbm施工对策。结果表明:①当岩石单轴抗压强度R_(c)在50~80 MPa时,tbm施工速度最高,日进尺可达30 m以上;当R_(c)低于50 MPa时,施工速度随强度的降低而降低;当R_(c)大于80 MPa时,tbm施工速度随R_(c)的增加而降低。②当岩体完整性系数K_(v)在0.40~0.60时,施工速度最高;当K_(v)大于0.60时,施工速度随着K_(v)的增加而降低;当K_(v)小于0.4时,施工速度随着K_(v)的降低而降低。③岩石的石英含量越低,地应力水平越低,地下水越少,对tbm施工越为有利。研究结果可为类似工程的tbm地质适宜性评价及施工方法提供参考。

摘要：为解决双护盾tbm管片壁后回填豆砾石不及时、回填效果差、灌浆滞后等问题,考虑tbm盾尾的结构形式、与围岩和管片的位置关系,针对性设计一种耐磨、易拆卸、高弹性、封堵效果良好的新型tbm盾尾封堵板,提出豆砾石与底部灌浆同步回填技术,并在青岛地铁6号线某区间进行现场试验,验证该技术的可行性,得到浆液配比、灌浆量、灌浆点位等关键指标。结果表明:1)封堵板的安装能够使豆砾石提前吹填,实现底部同步灌浆;2)采用水灰比为2.3∶5的浆液稠度低于13 cm,能够满足向豆砾石孔隙渗透的要求,又能避免因稠度不足而导致的灌浆过程中的流失;3)灌浆点位建议设在管片4点钟和8点钟(时钟方位)位置,位置过高或过低都容易导致浆液流失。

摘要：以兰州市水源地建设工程输水隧洞为背景,根据双护盾tbm施工隧洞可见围岩少、电磁干扰严重的特点,采用经验分析的方法,综合选择以地面地质分析、掌子面围岩观察、掘进参数及岩渣分析、锤击激震三维地震法、三维电阻率法及超前钻探等多源信息为主的超前地质预报方法.根据不同预报方法的特点,提出了适合双护盾tbm施工的综合超前地质预报方法及其应用流程,并提出了基于综合超前地质预报结果的双护盾tbm施工技术.研究表明:基于多源信息的综合超前地质预报方法占用的掘进时间少,实现了地面与洞内相结合、地质分析与物探相结合、物探与钻探相结合、长距离与短距离相结合、定性与定量相结合的预报目标,对涌水、破碎带及软弱围岩等不良地质体具有较好的预报效果.根据综合超前地质预报结果采取处理措施后,可有效地避免隧洞地质灾害的发生或减轻地质灾害的影响,从而保障tbm快速、安全的施工.

摘要：城市地铁双护盾tbm在富水断裂带地层掘进时易面临涌水、围岩自稳性差等问题,而对管片壁后与围岩的间隙进行同步注浆既能够起到止水,又能够起到加固和及时支护围岩的作用。基于此,设计tbm盾尾封堵板结构,提出豆砾石吹填与同步注浆回填的新型施工工艺。首先通过室内试验确定同步注浆浆液的最优配比,然后依据管片预留孔点位及围岩与管片之间的间隙体积提出“三步吹填豆砾石”和“三次注浆”的回填工艺,最后进行现场应用。结果表明:同步注浆浆液的最佳A液配比为粉煤灰∶水泥∶水=2.5∶1∶2,其结石率可达95%,A液∶B液=1∶1的双液浆初凝时间短、抗水稀释能力强;现场采用该工艺后,豆砾石吹填饱满,回填体结构完整,成型隧道结构稳定,管片沉降控制效果良好,无渗漏水现象。

摘要：青岛地铁1号线青岛站附近无吊出井,双护盾tbm贯通后需进行洞内拆机且运输通过既有站后由轨排井吊出。为快捷高效拆解左、右线2台tbm装备,设计tbm洞内模块化拆机总体方案,采用模块化技术进行左、右线tbm主机各部件及后配套台车等的拆解;采用拆机洞室底部铺设钢轨和平移托架技术,将右线tbm主机平移至左线拆机洞室进行拆解;拆解完毕运输通过既有站过程中采用铺设道枕、垫高运输等措施,避免主驱动与站台的干涉;采用合理吊装半径,实现轨排井部件顺利吊装。所有拆解部件运输通过既有站由轨排井吊出,避免了以往返回始发井吊出耗时较长且影响后续工序施工。

摘要：针对双护盾tbm施工速度预测问题,以兰州市水源地建设工程输水隧洞双护盾tbm施工为背景,采用现场实测数据统计分析的方法,基于《水利水电工程地质勘察规范》(GB 50487—2008)的围岩分类HC评分值,研究了tbm净掘进速度、tbm利用率与围岩分类HC评分值的相关性,进而建立了双护盾tbm施工速度预测模型。结果表明:①tbm净掘进速度与HC值呈二次函数关系,相关性系数为0.84,随着HC值的降低,tbm净掘进速度呈现增加的趋势;②tbm利用率与围岩HC值呈二次函数关系,相关性系数为0.82,tbm利用率随着HC值的增加有先增大后减少的趋势;③围岩的HC值为41~46时,tbm的施工速度达到最高,日进尺可达到45 m以上,当HC值46时,tbm施工速度随着HC值的增加而降低;④预测施工速度与实际施工速度吻合较好,平均误差为5.2%,最大误差<10%,说明预测模型可靠,可用于双护盾tbm施工速度预测。

摘要：卡机是制约双护盾全断面隧道掘进机(tunnel broing machine, tbm)安全、高效施工的重要工程地质问题。卡机涉及影响因素较多,数值仿真是对各种因素的影响程度进行定量化分析的有效手段。该文提出了考虑双护盾tbm掘进施工过程的数值仿真方法,通过基于内变量热力学的蠕变模型模拟围岩的时效变形特性,并实现围岩与护盾的相互作用的模拟。以某公路隧洞为研究对象,对tbm推进速度和超挖量2个卡机控制因素的影响进行了研究。分析结果表明:增大tbm推进速度,能在一定程度减小接触压力和卡机风险;而超挖量对减小接触压力的作用更为显著,且对于高地应力、软岩条件下的隧洞施工,2种卡机控制措施的收益将更加明显。研究结果可为类似工程的卡机风险分析及tbm推进速度和超挖量等参数的优化设计提供一定的借鉴。

摘要：针对复杂地质条件下双护盾tbm的掘进性能问题,以兰州市水源地建设工程输水隧洞双护盾tbm施工为背景,采用现场实测数据统计分析的方法,研究不同地质条件下双护盾tbm利用率、滚刀损耗及掘进速度。研究结果表明:①对于Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类围岩,tbm利用率随着围岩类别的降低而提高,但Ⅴ类围岩由于易发生涌水及卡机等事故,因此tbm利用率一般低于10%。②硬岩对tbm滚刀损耗明显高于软岩,硬岩随着围岩类别的降低,滚刀的损耗明显降低。③对于Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类围岩,随着围岩类别的降低,净掘进速度明显提高,tbm的平均掘进速度受净掘进速度和设备利用率两方面的影响;Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类围岩的平均掘进速度随着围岩类别的降低而提高,但Ⅴ类围岩受设备利用率极低的影响,其平均掘进速度最低。

摘要：多雄拉隧道是世界上首条在高海拔地区采用双护盾tbm法建造的公路隧道,隧道在建设过程中可借鉴经验少,为保障隧道的成功修建,依托多雄拉隧道开展了双护盾tbm公路隧道超前地质预报与信息采集技术、豆砾石影响的双护盾tbm管片设计技术、双护盾tbm施工临灾预警方法和防控措施等建造关键技术研究,取得的一系列成果直接应用在隧道的建设过程中,使工程提前计划工期5个月贯通,施工过程零伤亡。

摘要：输水隧洞变质石英砂岩段洞身微裂隙涌水,较长涌水段落将增大排水系统负担,同时对连续皮带机、tbm等设备运行带来不利影响。结合晋中引黄输水隧洞施工,针对变质石英砂岩洞身较长段落微裂隙涌水,通过试验研发了适用于洞身变质石英砂岩微裂隙的抗裂快凝快硬的新型注浆材料,优选了最佳配比;设计了基于tbm法隧洞施工的钻孔用移动台车,提高了径向注浆钻孔精度和施工效率。并通过注浆孔设计、钻注顺序、注浆压力和速率控制,取得了较好的堵水效果,可为类似工程提供借鉴。