TBM在深埋超长隧洞断层破碎带卡机后脱困施工技术

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TBM穿越断层破裂带施工技术

TBM穿越断层破裂带施工技术摘要：TBM掘进机由于其高效、安全的优越性能，在超长隧洞施工中得到越来越多的应用，但其对地质条件差的围岩较钻爆法适应能力差，遇到不良地质段时难以顺利穿越，容易发生TBM卡机事故, TBM卡机处理费时、费工成为制约 TBM快速掘进的主要因素之一。

本文以新疆TBM项目部的引水工程为背景，详细介绍了TBM穿越断层破裂带带施工。

关键词：TBM 断层破裂带卡机脱困处理引言TBM掘进速度较快，但是目前超长隧洞前期地质勘探不准确，在遭遇较大断层破碎带容易发生TBM卡机事故。

一旦发生TBM卡机事故,采取合适的处理措施与技术使TBM尽快脱困，穿越断层破裂带施工就成为一项重要的工作。

本文总结中铁十六局新疆TBM项目的一次TBM穿越断层破裂带的施工经验，供类似事故处理时参考。

1 工程概况TBM5-1掘进段施工里程146+646-137+840，全长8806m，该段位于阿尔泰山南坡低山丘陵区，地形略起伏、开阔，分布高程678-770m，相对高差约100m，地形为剥蚀丘陵地貌，地形略起伏。

岩性主要为华力西期花岗岩、黑云母角闪斜长岩，次块状-块状构造，岩石中石英含量一般15-25%，岩石坚硬，较完整。

洞内出水主要以裂隙水为主，个别地段存在少量涌水，设计最大出水量约540m³/h。

目前已掘进至138+207.7，剩余363.7m，该段设计岩性为华力西期花岗岩，Ⅱ类围岩，未显示为断层带。

实际揭示围岩为华力西期粗粒花岗岩，肉红色，块状结构，坚硬岩。

桩号138+220至上游处发育一条与洞轴线小角度相交的断层，产状10～15°NW∠60～70°，带宽3.0～5.0m，带内主要为断层角砾岩和碎裂岩，夹少量断层泥，结构松散，影响带宽20～30m，地下水发育，围岩遇水软化作用明显。

断层出现在水流方向右侧边墙撑靴部位，向掌子面方向延伸，此段地下水发育，呈线状流水状态，约10～20m³/h。

北疆长距离输水隧洞TBM卡机快速解脱措施探析

北疆长距离输水隧洞 TBM 卡机快速解脱措施探析
陈勃文，魏波
（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆乌鲁木齐 830000）
摘要：新疆某工程深埋隧洞采用敞开式 TBM 进行施工，该工程地质情况非常复杂，在隧洞挖掘时，
TBM 掘进中遇到不良地质区域时，很容易造成 TBM 掘进机卡机。为使 TBM 掘进机能快速脱困，不影
陈勃文，等∥北疆长距离输水隧洞 TBM 卡机快速解脱等因素，造成 TBM 卡机被困的现象［8］，从而影响整个工期。现有工程 TBM 脱困技术，大多数比较单一或者不能采用大型机械设备进行现场施工。如：董泗龙［2］以某供水工程为例，介绍了固结灌浆的脱困处理方法和超前管棚预注浆；宋天田等［9］以上公山隧洞工程为例，提出了超前地质加强、改变 TBM 施工参数等方法解决卡机问题；范以田等［10］采用 LW 水溶性聚氨酯类灌浆材料加固隧洞塌方洞段解决卡机问题；马聘［11］以达坂隧洞工程为例，采用侧面导坑法进入 TBM 刀盘前方清理塌方松散体；邓青力［12］以中天山隧道为例，采用自进式锚杆和化学注浆方法处理卡机问题；杨晓迎等［13］以辽宁大伙房输水隧洞为例，介绍了超前锚杆及固结灌浆方法处理脱困问题；徐虎城［14］以新疆某工程为例，介绍了超前地质预报及化学灌浆方法处理脱困问题。本工程采用开挖导洞、扩挖工作间、塌腔处理、自进式锚杆、超前地质预报、超前管棚、化学灌浆等综合措施处理 TBM 卡机现象，从卡机到脱困历时 6 d，大大提高了脱困时间。
水利水电技术第 51 卷 2020 年增刊 2
陈勃文，魏波．北疆长距离输水隧洞 TBM 卡机快速解脱措施探析［J］. 水利水电技术，2020，51（增刊 2）： 298-305. CHEN Bowen，WEI Bo． Exploration and analysis on quick releasing measures of TBM jamming for construction of long distance water conveyance tunnel in Northern Xinjiang［J］. Water Ｒesources and Hydropower Engineering，2020，51（ S2）： 298-305.

新疆某隧洞开挖TBM卡机原因及脱困处理措施

关键词：隧洞开挖；ＴＢＭ；断层破碎带；卡机；脱困处理
ｄｏｉ：１０．１３９２８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｗｒａｈｅ．２０１８．０２．０１２
中图分类号：ＴＶ５５４
文献标识码：Ｂ
文章编号：１０００—０８６０（２０１８）０２—００７７．０９
ＣａｕｓａｔｉｏｎｏｆＴＢＭｊａｍｍｉｎｇａｎｄｉｔｓｒｅｌｅａｓｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓｄｕｒｉｎｇｔｕｎｎｅｌｉｎｇｏｆａｔｕｎｎｅｌｉｎＸｉｎｊｉａｎｇ
ｔｈｅｒｅｉｎｃｏｎｔａｉｎｆａｕｌｔｇｏｕｇｅ，ｔｈｕｓｔｈｅｔｕｎｎｅｌｃａｖｅｒｎｃａｎｎｏｔｂｅｓｅｌｆ－ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ；ｆｒｏｍｗｈｉｃｈｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｆｒｏｍｔｈｅｌｏｃｋｉｎｇｏｆｔｈｅｃｕｔｔｅｒ—ｈｅａｄｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｅｘｔｒｕｓｉｏｎｏｆｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｄｒｏｃｋｆｒｏｍｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅａｔｔｈｅｅｘｃａｖａｔｉｎｇｆａｃｅｉｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇ
区域及ＴＢＭ设备支护系统的施工范围提出了切实可行的ＴＢＭ脱困措施，并总结了刀盘脱困启动和后
续掘进时应注意的一些参数和事项，以期为日后施工过程中有效规避或及时处理不良地质洞段以保证
ＴＢＭ顺利通过提供施工经验，也为其他ＴＢＭ设备出现类似卡机问题提供借鉴。
前地质预报结论并结合现场断层破碎带物质成分观察分析，得出卡机的原因为：现场破碎带为碎裂结

深长隧道TBM卡机致灾原因分析及脱困措施

深长隧道TBM卡机致灾原因分析及脱困措施发表时间：2019-07-24T11:00:50.773Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：任力强[导读] 摘要：山西省中部引黄工程总干3号隧洞采用TBM施工，隧洞埋深大、地应力高、地质条件复杂，TBM在不良地质段极易发生卡机灾害。

山西省中部引黄水务开发有限公司摘要：山西省中部引黄工程总干3号隧洞采用TBM施工，隧洞埋深大、地应力高、地质条件复杂，TBM在不良地质段极易发生卡机灾害。

本文以山西中部引黄工程TBM 2标的卡机问题为例，对现场卡机类型及原因进行了分析，并提出了针对不同卡机形式的脱困措施，最后又给出了预防卡机灾害的建议。

关键词：深长隧道；TBM；卡机类型；脱困措施1 引言全断面隧道掘进机（Tunnel Boring Machine，TBM）工法掘进施工在工期、造价、技术等方面具有显著优势，无论从缩短建设周期、保护环境，还是从控制造价考虑，TBM都是修建深长隧道的最佳选择。

然而当深长隧道TBM掘进施工遭遇断层破碎带和软弱岩体等不良地质时，由于隧道开挖引起围岩应力重分布作用导致围岩承载失效而发生塑性挤压变形，极易导致TBM发生卡机灾害，威胁到TBM设备和施工安全，造成重大经济损失[1]。

本文在查阅国内大量资料后，分析了TBM卡机类型，并以山西中部引黄工程TBM 2标卡机事故为例，给出现场卡机类型，并对卡机后的处理措施进行分析研究，结合隧道卡机段治理方案方案，对预防治理卡机提出自己的建议。

2 工程概况中部引黄工程是山西大水网建设重要骨干工程之一，位于黄河流域吕梁山境内，隧洞总长385km，自黄河取水，设计取水流量23.55m3/s，年供水量6.02亿m3[2]。

其中总干渠3号隧洞穿越黑茶山自然保护区，最大埋深610m，分别设置进洞支洞与通风洞，其中TBM 1标进洞支洞长5.3km，主洞掘进长度为21km；TBM 2标进洞支洞长3.6km，主洞掘进长度为20.3km。

某交通洞TBM掘进卡机与脱困处理

某交通洞TBM掘进卡机与脱困处理王安民【摘要】某交通洞采用TBM掘进,遇F304断层破碎带,导致TBM卡机,经分析,原因为F304破碎带塌方的块碎石埋住刀盘,加之洞上方地下水淋滤作用,上部糜棱岩等细颗粒物质充填密实在塌方的块碎石空隙中,导致刀盘抱死.通过物探超前预报测试,确定卡机前方顺洞线断层带长度达118m,距离较大,为此确定采用低强度的化学灌浆保护刀盘,用高强度水泥对围岩块碎石固结灌浆,使塌方块碎石胶结成整体,在扩挖抱死刀盘周围形成低强度化学灌浆层,该方案效果明显,TBM在短时间内实现了脱困.【期刊名称】《水科学与工程技术》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】5页(P32-36)【关键词】断层带;TBM卡机;脱困;物探超前预报【作者】王安民【作者单位】新疆水利水电勘测设计研究院, 乌鲁木齐 830091【正文语种】中文【中图分类】TV554某工程交通洞长6.4km，采用TBM掘进，设计开挖洞径8.5m。

隧洞轴线方向为300°，掘进方向为下坡，坡度11%，最大埋深700m。

待洞室掘进完成后，改造成平底马蹄形，底宽6m，作为物料运输的交通洞。

在施工中，TBM掘进至0+717桩号卡机，随后进行了卡机原因分析，结合地质条件分析，经34d处理成功脱困。

工程位于阿尔泰山山脉和东天山山脉之间所夹的准噶尔盆地东部边缘，主要受阿尔泰山山脉的控制和影响，处于尔泰山南麓低山区，总地势北高南低、东高西低，由北东向南西缓慢倾斜，海拔高程1000～1260m。

据《工程场地地震安全性评价报告》和《中国地震动峰值加速度区划图》，场地50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.1～0.15g，对应地震基本烈度为Ⅶ度。

洞线地表大多覆盖第四系全新统洪积、残积碎石土，厚度4～5m，少数地段出露全～强风化岩石，岩性为泥盆系凝灰质砂岩，强风化层厚14m，弱风化层厚约6m。

凝灰质砂岩，呈褐灰色～青灰色，少量为红色，为坚硬岩。

引水隧洞双护盾TBM穿越地质断裂带脱困施工技术

引水隧洞双护盾 TBM 穿越地质断裂带脱困施工技术摘要：双护盾TBM常用于长距离隧洞施工，具有安全、高效、适用性广的特点，特别在地层完整性较好，岩石单轴抗压强度为30~120MPa时，可发挥出较高的掘性工效。

当遇到宽度较窄地质断裂带时可快速通过，当遇到宽度较宽（大于设备主机长度）断裂带时需采取洞内辅助措施，方可保证顺利穿越。

关键词：引水隧洞；双护盾TBM；地质断裂带；脱困1.工程概况某引水工程隧洞全长25.4km，共投入3台TBM施工，开挖直径5.06m。

采用拼装预制六边形钢筋混凝土管片衬砌，管片外弧半径2400mm，内弧半径2150mm，厚250mm，环宽1400mm，每环共4片（含顶拱管片），由底拱管片一块、侧拱管片2块、顶拱管片1块构成，见图1，管片为采用C55钢筋砼，衬砌背后充填豆砾石及灌浆。

图1隧洞管片示意图1.隧洞工程地质评价输水隧洞位于连绵的低山丘陵山区，局部冲沟切割深，山坡较陡，植被茂盛。

隧洞所处地层绝大部分为燕山二期中粗粒黑云母花岗岩，局部见细粒花岗岩及辉长岩脉等，仅隧洞末端出口段附近少量分布侏罗系下统粉砂岩、石英砂岩。

隧洞埋深一般为130～200m，最小埋深约20m(ZKD125冲沟处)，最大埋深约360m。

隧洞围岩大部分为弱风化～微风化花岗岩，岩质坚硬，弱风化花岗岩饱和单轴抗压强度范围值约36.2～150MPa，平均值约100.8MPa，微风化花岗岩饱和单轴抗压强度范围值约92～210MPa，平均值约158.3MPa，局部存在抗压强度很高的岩石，Ⅱ类围岩占31.1%、Ⅲ类围岩占56.8%，成洞条件较好，洞身稳定性好。

局部部位分布少量全风化～强风化或较差的弱风化岩，岩体破碎，岩石强度低，围岩多属Ⅳ类(占8.2%)或Ⅴ类(占3.9%)，成洞条件差，洞身极不稳定，容易产生塌顶破坏及卡住TBM机器的问题。

1.穿越破碎带脱困措施当TBM设备掘进技术参数出现推力下降、扭矩增大，掌子面透水量增大，出渣呈块状时，可判断TBM遇到地质断裂带。

TBM在隧洞施工中卡机脱困的实践

本洞段埋深约４５０ｍ，地下水为变质岩类裂隙水和寒武奥陶系碳酸盐岩类裂隙岩溶水。目前仅有少量地下水渗出。２．３分析结论
１）两次卡机是因不良地质断层破碎带中碎裂角砾岩坍塌收敛变形裹抱机头护盾、刀盘引起的卡机。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＴＢＭｈａｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｔｕｎｎｅｌｓｗｈｉｃｈａｒｅｅｘｃａｖａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ
ｒｏｃｋｓｏｆｃｌａｓｓｍａｎｄ１Ｖ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｏｒｄｉｎａｒｙｄｒｉｌｌｉｎｇａｎｄｂｌａｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｏｆｕｓｉｎｇＴＢＭｉｓｍｏｒｅ
施工过程从桩号总１０６＋４１０至１０６＋３９１共１９ｍ的洞段，围岩由白云质灰岩从左侧向右侧逐渐被石墨化碎裂角砾岩和黑云斜长片麻岩、绿泥石化的伟晶花岗岩取代，两次卡机皆因断层带碎裂松散体坍塌收敛变形造成。２．２地质分析
由此推测本断层上盘将太古界奥家湾组逆冲抬升至洞线以上，而已开挖洞段为断层下盘地层为寒武系中统张夏组灰岩和寒武系底部砂岩。寒武系底部砂岩超覆沉积于下伏太古界奥家湾组之上，呈角度不整合接触关系，其接触带下伏为古风化壳。古风化壳主０要岩性为黑云斜长片麻岩、伟晶花岗岩、黑云变粒岩、钾长黑云斜长片麻岩，在２５＃支洞与主洞交汇处揭露

CCS水电站引水隧洞TBM断层带卡机脱困技术

CCS水电站引水隧洞TBM断层带卡机脱困技术杨继华;杨风威;姚阳;苗栋【摘要】The CCS Hydropower Station headrace tunnel in Ecuador was constructed by a large diameter double-shields tunnel-boring machine ( TBM) with an excavation diameter 9. 11 m. The cutterhead was blocked due to the collapse of the surrounding rock in a fault fracture zone when it reached K16+127. 0 m. Based on the results of geophysical prospecting by seismic method along with borehole core analysis, the width of the fault fracture zone and its influencing zone was determined to be about 70 m. The main composition of the surrounding rock was graded as class Ⅳ and class V locally, indicating a very poor stability. The upper part of the segment 16. 26 m behind the cutterhead was removed to excavate flank tunnels along the two sides of the main tunnel wall. When the flank tunnels reached the cutterhead, the pilot tunnel was enlarged along the headrace tunnel axis as far as it passed through the fault fracture zone. The advanced anchor bolts and consolidation grouting were used for advanced support before the pilot tunnel excavation. Steel arch, system anchor bolts, hanging net and shotcrete were used for system support after the pilot tunnel excavation. With these support methods, top arch collapse of the pilot tunnel could be prevented during TBM tunneling. When TBM tunneling in fracture zones, the consolidation grouting to the surrounding rock ahead of the tunnel face should be performed at every tunnel cycle to prevent rock collapse. With the employment of above technologies, theTBM was back in normal operation and it successfully passed through the fault fracture zone.%厄瓜多尔CCS水电站引水隧洞采用大直径双护盾TBM施工,开挖洞径9.11 m,在掘进至桩号K16+127.0 m时,由于断层破碎带围岩塌方掩埋及堵塞刀盘造成卡机事故.在分析地震法物探成果和钻孔岩芯的基础上,确定断层破碎带及影响带宽度约70 m,围岩稳定性差,以Ⅳ类为主,局部V类.拆除刀盘后方16.26 m处管片的上半部分后,沿洞壁两侧开挖旁洞,至刀盘后沿引水隧洞轴线进行导洞顶拱扩挖直至通过断层破碎带,导洞开挖前采用超前锚杆、固结灌浆等超前支护措施,开挖后采用钢拱架、系统锚杆、挂网喷射混凝土支护措施;支护完成的导洞防止了TBM掘进时的洞顶塌方,TBM在断层破碎带内掘进时,每环掘进前均对掌子面前方围岩进行固结灌浆以防掌子面围岩塌方;采用以上技术措施后,TBM成功脱困并穿过了断层破碎带.【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2017(037)005【总页数】6页(P89-94)【关键词】CCS水电站;引水隧洞;双护盾隧洞掘进机;断层破碎带;卡机;脱困技术;厄瓜多尔【作者】杨继华;杨风威;姚阳;苗栋【作者单位】黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州 450003;黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州 450003;黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州 450003;黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州 450003【正文语种】中文【中图分类】TV732;U455.43TBM隧洞施工具有掘进速度高、成洞质量好、对围岩扰动小、人员和设备安全性高及对环境保护好的技术特点,已在国内外的水利水电工程隧洞、铁路隧道、公路隧道、城市地铁隧道等领域得到了广泛的应用[1-4]。

断层破碎带敞开式TBM卡机处理与脱困技术探析

断层破碎带敞开式 TBM卡机处理与脱困技术探析摘要：我国在近年来修建了大量的引水隧洞，从而为解决水资源分布不均的问题，缓解广大民众的饮水用水问题，同时也解决了土地资源。

但由于大多数的引水隧洞建设工作都在地下，且容易受到地理环境的制约，因此给施工带来非常大的难度。

但随着TBM技术的不断普及，并利用其环保、高效、快速的诸多优点较为完美地解决了此类问题。

但由于引水隧洞的特殊原因，TBM在施工过程中经常会遇到高地应力、富水、断层破碎带等不良地质，从而导致TBM卡机被困的情况出现。

本文将分析敞开式TBM设备在断层破碎带出现卡机问题的成因，并结合前人的相关论述分析TBM设备的脱困方式。

关键词：断层破碎带；敞开式TBM；卡机处理；脱困技术在一些超长、超深的隧道开挖施工中，TBM设备必然需要穿越断层破碎带等地质较差的地段，一旦出现围岩坍塌的情况，从而造成TBM卡机，严重影响工程进度。

一、TBM技术的简单介绍TBM施工技术是目前应用最广的隧道开挖技术，有根据其挖掘隧道物质不同，将挖掘隧道用的机械分为掘进机（TBM）和盾构机两种。

其中TBM主要以挖掘隧道岩石，而盾构机主要以开掘土质隧道，但随着开挖施工中不断综合应用以及开挖技术的不断发展[1]，两种挖掘隧道的机械没有了太清晰的划分，都被称为掘进机。

目前市面上主要有两种TBM开挖隧道的方式，一种是削切式挖掘，利用岩石不抗剪性将岩石剪碎，再通过安装在刀盘上的铲斗齿将石渣运送至主机皮带上，最后传送到洞外，期间可根据不同的需求安置专业的运输车。

另一种是挤压式挖掘，利用刀盘上安置的滚刀不断震荡使岩石破碎，然后与削切式一样通过主机皮带将碎石送出去。

相比传统的爆破、机械切割等方式进行开挖隧道，TBM有很多显而易见的优点，具有超强的可控性，提高了隧道开挖的安全性、节省了很多的劳动力、不会造成严重的环境污染，不会出现较大的噪音。

但也有很多问题需要进一步改进，例如TBM设备价格昂贵，设备结构过大不利于运输，开挖半径受限TBM半径，且对环境的适应能力不足。

双护盾掘进机(TBM)机头脱困施工工法(2)

双护盾掘进机(TBM)机头脱困施工工法双护盾掘进机（TBM）机头脱困施工工法一、前言双护盾掘进机（TBM）是一种主要用于地下隧道掘进的重要设备。

在施工过程中，机头可能会遇到一些困难导致无法前进，因此需要设计一种能够将机头从困境中解救出来的施工工法——双护盾掘进机（TBM）机头脱困施工工法。

二、工法特点双护盾掘进机（TBM）机头脱困施工工法具有以下特点：1. 灵活性强：该工法可以根据实际情况进行灵活调整，根据不同的困境情况选择不同的解决方案。

2. 安全可靠：该工法在保证安全的前提下进行施工，能够有效防止事故发生，保障施工人员的生命财产安全。

3. 效率高：该工法通过科学合理的技术措施，能够快速解决机头脱困问题，提高施工效率。

三、适应范围双护盾掘进机（TBM）机头脱困施工工法适用于各类隧道掘进工程，特别是在复杂地质条件下的隧道施工中更加适用。

四、工艺原理双护盾掘进机（TBM）机头脱困施工工法的原理是将实际施工中遇到的困境与工法技术措施相结合，通过改变机头工况，减小破碎带压力，降低机头受阻。

具体的措施包括：减小施工面上充水压力、增加注浆强度、调整液压力、调整推进速度、合理设置排水孔，等等。

这些措施能够使机头受力均匀，提供适合机头掘进的工况条件。

五、施工工艺该工法的施工分为以下几个阶段：1. 机头困境分析：通过对机头遇到的困境进行分析和评估，明确机头脱困的难度和可能的解决方案。

2. 技术措施选择：根据困境分析结果，选择合适的技术措施来解决机头脱困问题。

3. 施工参数调整：根据选择的技术措施，进行机头掘进参数的调整，改变机头工况。

4. 机具操作：根据调整后的掘进参数，进行机具的操作，包括机头掘进、排水、注浆等。

5. 持续监测：在施工过程中，需要不断监测机头的状态，确保机头脱困施工工法的有效性。

六、劳动组织在双护盾掘进机（TBM）机头脱困施工中，通常需要组织施工人员进行团队协作，合理分配工作任务，确保施工的顺利进行。

敞开式 TBM断层破碎带脱困技术

敞开式 TBM断层破碎带脱困技术
董泗龙
【期刊名称】《隧道建设》
【年(卷),期】2016(036)003
【摘要】某供水工程敞开式 TBM掘进在穿越断层时发生坍塌，刀盘被掌子面坍塌体掩埋，护盾被压住，TBM被困。

为安全、快速地使TBM脱困，迅速恢复生产，在脱困过程中首先加固已施工段支护，在保证后方安全的前提下，进行前方掌子面和护盾上部加固，采用化学注浆法固结刀盘前方围岩和护盾上方中管棚超前支护法进行围岩超前支护、加固，然后清除刀盘刮渣孔及切口环内虚渣，使TBM顺利脱困，总用时20．5 d。

通过这些方法的使用，达到了 TBM安全快速脱困，迅速恢复生产的目的。

【总页数】5页(P326-330)
【作者】董泗龙
【作者单位】中铁隧道股份有限公司，河南郑州 450001
【正文语种】中文
【中图分类】U455
【相关文献】
1.断层破碎带敞开式TBM卡机处理与脱困技术探析 [J], 徐虎城;
2.断层破碎带敞开式TBM卡机处理与脱困技术探析 [J], 徐虎城
3.敞开式TBM断层破碎带施工技术初探 [J], 安仓
4.敞开式TBM穿越富水砂化断层破碎带施工技术研究 [J], 胡新朋;王振飞;王亚锋
5.引水隧洞TBM施工穿越断层破碎带卡机原因及脱困技术 [J], 韩强
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TBM穿越超长距离断层破碎带施工技术研究

安全、快速地通过了该段超长距离断层破碎带，
提升了 TBM 在相似地层中的施工能力。
[关键词]
TBM 施工；
开敞式；
断层破碎带；
侧墙防坍塌；
关键施工技术
[中图分类号]
TV554
[文献标识码]
A
[文章编号]
1003-1510（2021）03-0050-06
0 引言
宾斯公司生产的开敞式 Φ5970 隧洞掘进机掘进施
图7
3.3.2
侧墙径向锚筋+喷砼临时支护图
创新应用了一种永久加固防盾尾土石坍塌
技术
图9
根据土石坍塌部位及该地层坍塌特点，结合
TBM 设备结构设计的分析研究，在侧护盾位置（两
侧各约 90°范围）采用弧形钢板（厂家定制）焊接接
长（长度 1.2 m），延长侧护盾（见图 8），将可能发生
坍塌的部位进行封闭，以此保证在掘进和拱架安装
2018 年 11 月 8 日，TBM 盾尾掘进方向右侧 12～
可预见性，采取了超前水平钻探取芯的方案。即
盾尾后受拱顶破碎围岩压力产生较大变形影响
刀盘中心刀拆除，获取钻探取芯位置，将取芯设备
15 点位置出现渗漏水情况，盾尾至撑靴钢拱架脱出
TBM 设备在停机状态下，施工人员进入刀仓内，将
TBM 后配套通过。
了人员和设备的安全的同时，更提高了支护效率。
4 结论
针对 TBM 突遇超长距离断层破碎带出现的施
工难点（地质不可预见、长度较长、顶拱土石坍塌、
侧墙土石坍塌、仰拱软基、刀盘结泥饼、皮带修复、
层破碎带的恶劣地质条件，结合以往的 TBM 施工经验，通过对 TBM 设备改良和对 TBM 施工技术研究改进，采取了

某深埋TBM隧道断层破碎带卡机原因分析及治理方案

某深埋TBM隧道断层破碎带卡机原因分析及治理方案
路强
【期刊名称】《水利规划与设计》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】文章针对某深埋TBM隧洞穿越断层破碎带时刀盘卡机问题,分析了3次TBM卡机的主要原因,提出了超前地质预报和治理方案的综合防治方法。

结果表明,断层破碎带岩体条件、结构面特征以及地下水是导致卡机的主要原因。

采用超前地质预报获取隧道围岩地质条件,确定塌方区域及范围,采用固结灌浆等手段提高围岩稳定性,保证TBM顺利通过不良地质段,结果表明该方法能够有效提高围岩稳定性,提高TBM卡机处理效率。

研究成果能够为相近工程TBM通过断层破碎带提供参考。

【总页数】6页(P131-136)
【作者】路强
【作者单位】新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TV554
【相关文献】
1.TBM在深埋超长隧洞断层破碎带卡机后脱困施工技术
2.引水隧洞TBM施工穿越断层破碎带卡机原因及脱困技术
3.双护盾隧道掘进机穿越地铁区间断层破碎带卡机机理及防卡机技术
4.TBM深埋破碎带卡机换拱施工关键技术
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引水隧洞双护盾TBM卡机分析及脱困技术

形成涌砂现象，突泥涌砂十分剧烈且量较大，若将
ＴＭ掩埋。Ｂ
１掌子面围岩破碎，）大块岩体坍塌将刀盘卡死。青海引大济湟调水总干渠工程双护盾ＴＭ穿越ＦＢ４与Ｆ交叉压密性断层，５围岩整体性差，容易塌方，０８自２０年４月至今连续发生９次ＴＭ卡机事件，中８次是Ｂ其
ＷＡＮＧＪａｇｉｎ
（ｈｎａｗｙＦｒｕｖｙａｄＤｓｎＩｓｔｔＧｏｐＣ．，ｔ．Ｘ ’ ｎ７０４，ＣｉａＣｉａＲｉａｉｔｒｎｅｇｎｔｕｅｒｕｏＬｄ，ｉａ０３ｈｎ）ｌｓＳｅｉｉ１
由于刀盘在转动时扰动掌子面围岩导致大块围岩坍
１２２卡护盾．．１由于围岩稳定性差，Ｂ在掘进过程中掌子面）ＴＭ
塌将刀盘与掌子面之间空隙填满，大块岩体与刀盘
之间的摩擦力远大于ＴＭ刀盘的脱困扭矩，刀盘Ｂ将
研究大多针对某一原因进行分析，映的问题不够系反统，没有细致地给出解决措施。本文结合青海引大济湟、山西引黄人晋、西引红济石及云南上公山引水隧陕
或大块塌方将刀盘与掌子面之间距离填满时，致使盾壳被卡死或者刀盘无法转动，Ｂ无法挪动，之为ＴＭ称卡机。卡机会对工程进度造成严重影响，如昆明市例
１围岩坍塌将盾壳卡死。青海引大济湟、）陕西引红济石引水隧洞围岩破碎，稳定性极差，ＴＭ施工在Ｂ中围岩发生坍塌，导致盾壳上部岩体将护盾掩埋，致使盾壳被卡死。２围岩收敛将盾壳抱死。青海引大济湟、）陕西引红济石等引水隧洞均出现过在ＴＭ通过软弱断层带Ｂ

TBM隧道穿越断层破碎带施工关键技术

的问题，出现问题及时采取应对的措施(
(4) 发现
出现塌腔时，一
渣
带运，但皮带够运
重视，若出力时，不盲
机，应
理的掘进参数，快速 (
参考文献
[1]孙星亮，侯永会.断层破碎带隧道施工过程的三维数值模拟 )J].石家庄铁道学院学报,2006(2):9 -12+38.
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四川建筑第"卷2期2021.04
3.3 TBM超前注浆
TBM留前灌浆孔，可以利用超前钻机对周边围岩进
行加固，
盘上留的灌浆孔足水的地层：
进行全
灌浆和断层破碎带的围岩加固。
(1 )TBM掘进过程
对掘进参数及围岩情况的观
察和超前钻孔情况，确层区域具体位置,可采用TBM进
前对断层区域围岩加固完成继续掘进。
(2 )根往层地段和
为减小TBM 地层时因设备故障造成的停机时
间，因
确保TBM及设备状态良好。在TBM进入
层区域前60 m及此区域掘进未进层时，应每天对
TBM及
设备进行全面的、
、换具,发现问
题及时处理。确 TBM过断层过程中设备良好的状
态，快速
层。
3.2 TBM超前钻孔
用TBM自带的
前钻机对地层进孔，
钻孔不小于30 m。在进地质断层前60 m处安装
217
•施工技术与测量技术•
图+ 分层总和法沉降分析(单位:mm)
829.9 mm,整体上，总沉降量与原地基土层和压实填土厚度
对称分布，
和
的
差别较大，主
于和的
，没有原地基土。
缩
相同的