重庆地铁TBM施工对隧道围岩影响区域的研究
重庆轨道交通6号线TBM施工围岩稳定性数值模拟分析
重庆轨道交通6号线TBM施工围岩稳定性数值模拟分析作者：杨冬梅张朋来源：《城市建设理论研究》2013年第18期摘要：重庆轨道交通六号线拟采用敞开式TBM施工。
因施工工艺，初期支护滞后于TBM 掘进，且二次衬砌需在掘进全部完成后进行，滞后时间较长。
因此，在可行性研究阶段需要对围岩稳定性进行分析。
通过选取代表性岩层进行数值模拟分析，得出围岩应力和地表沉降均满足要求，确定了采用敞开式TBM施工的可行性。
关键词：TBM，数值模拟，可行性研究，Abstract: ChongQing Metro Line 6 plans to use the open TBM construction. Due to the construction process, the initial support lags behind the TBM boring. And the construction of the secondary lining is need to behind all the boring completed, the lag time is longer. So we need to analyze the stability of surrounding rock in the feasibility study stage. By selecting the representative rock to do the numerical simulation analysis, the result of surrounding rock stress and surface subsidence meet the requirements, we sure that using open TBM is feasible.Key words: TBM, Numerical Simulation, Feasibility study中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1 概述重庆轨道交通六号线为“基本线网”中西北方向到东南方向的直径线，纵贯核心城区和中央CBD，为联系南岸区、渝中区和江北区、北部新区、北碚区。
TBM隧道在不同围岩条件下的数值模拟分析
３ ０・ ３
第３ ６卷 第 ３ ６期 ２０１ ０年 １ 月 ２
山 西 建 筑
Ｓ ＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ Ｈ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ＿ ． ６ ｌ３６ Ｎｏ ３ Ｄｅ ． ２０１ ｃ ０
文 章 编 号 ：０９ ６２ （０ ０）６０ ３ —２ １０ —８５ ２ １ ３ ．３ ００
１ Ｔ Ｍ 隧道施 工过程模 拟 的 Ａ ＹＳ实现 Ｂቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＮＳ
１ ２ 开挖 和 支 护 的 实现 ．
在 Ａ Ｓ Ｓ Ｍｅｈｎｃｌ 品 中 ， 以用 杀 死 和 激 活 单 元 来模 拟 Ｎ Ｙ ／ ｃａｉ 产 ａ 可
１ １ 初 始应 力的考虑 ．
在 Ａ Ｓ Ｓ中有 以 下 两 种 方 法 可 以 用 来 模 拟 隧 道 的 初 始 应 ＮＹ
一
１４ＭＰ ～ ． Ｐ ， ． ａ ２ ０Ｍ ａ 边跨 一１４ Ｍ ａ ．７Ｍ ａ 拉应力水 平较 ［ ］ 周 家新． ． Ｐ ～１９ Ｐ ， １ 重庆鱼洞长 江大桥零 号块 实体分析 方 法［ ］ 铁道 Ｊ．
建 筑 技 术 ，０ ８ Ｂ ２ ：７９ ． ２０ （ １ ）９ －９
京 ： 民 交通 出版 社 ，０ ５ 人 ２０ ．
低， 采用钢筋混凝土结构可以满足要求 。３ 纵 向应力 的截 面分布 ）
所 运用情况及应力应变规律 ， 着重考虑隧 道围岩在不 同围岩条件下 直 接进 行 第 一 步 的开 挖 计 算 ， 得 应 力 场 和 位 移 场 就 是 开 挖 后 的 实 际应 力 场 和位 移 场 ， 需 进 行 加 减 。 无 的 受力 状 态 ， 总结 出不 同地 质 情 况 与 围 岩 稳 定性 的相 互 关 系 。
力 。
材料 的消去和添 加。利用 Ａ Ｓ Ｓ这种 单元 的生 死功 能 』可 以 ＮＹ ， 简单有效地模拟隧道的开挖过程 。杀死单元 时， 程序将 通过用一
TBM施工条件下隧洞围岩分级方法研究与应用
作 者 简 介 ： 章 元 爱 （ ９ ８一） １７ ，女 ，江 西 高 安 人 。 工 程 师 ，硕 士 从 事 工程 地 质 研 究 。Ｅ ｍ ｉ ｚａｈ ｎ＠ １３ ＣＢ。 － ａｌ ｙｚａｇ ６ ． Ｏ ：
章元爱 ，等 ：Ｔ Ｍ施工条件下隧洞 围岩分级方法研究与应用 Ｂ
・６ １７・
隧洞围岩的稳 定性 等级划分 ，有 ４个 主要 地质 因 素对 Ｔ Ｍ 的工作 效率产 生影 响 ：岩石 的单 轴抗 压强 Ｂ 度 Ｒ 岩体 的完整 程度 、岩石 的耐 磨性 和 岩石 的硬 度 。隧洞围岩分级应符合 工程岩体 的可掘进性是 Ｔ Ｍ Ｂ 施工隧洞的一个原则性要 求 ，从 四个 因素出发进行分
级是满足原则性要求 的 １ １ 岩石 的单轴抗压强度 ．
收 稿 日期 ：２ １ ０ ２一Ｏ ２ ４— ３
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
。
则岩体完整性系数越小 ，Ｔ Ｍ掘进 速度就越高 。当岩 Ｂ 体结构面特别发育 、结构面密度极 大时岩体 完整性系
数则很小 ，强度极低 ，作为隧洞工程 的围岩 几乎不具
备 自稳 能 力 。在 这 类 围岩 中 进 行 Ｔ Ｍ 施 工 ，需 对 不 稳 Ｂ
・
１６・ ６
路 基 工 程 Ｓｂｒ ｅＥｇ ｅ ｉ ｕｇ ｄ ｎｉ ｅｎ ａ ｎ ｒｇ
２１ ０ ２年第 ４期 （ 总第 １３期 ） ６
Ｔ Ｍ施 工 条 件 下 隧洞 围岩分 级方 法 研 究 与 应 用 Ｂ
章元 爱 ，梅 志荣 ，张军伟
（ 中铁 西 南 科 学 研 究 院有 限公 司 ，成 都 ６ ３ ） １７ １ １
１ Ｔ Ｍ 工 作 效 率 与 隧 洞 围 岩 的 关 系 Ｂ
由图 １可知 ：Ｒ 越低 ，Ｔ Ｍ 的掘进速 度就越快 ； Ｂ
砂质泥岩地层单护盾TBM长距离大坡度快速施工技术
砂质泥岩地层单护盾TBM长距离大坡度快速施工技术摘要：重庆市轨道交通五号线在砂岩及砂质泥岩地层采用两台单护盾单护盾TBM掘进施工，成功克服了暗挖始发、长距离步进、长距离大坡度掘进诸多困难，形成了一套行之有效的快速施工技术。
这种施工技术为国内城市轨道交通工程提供了宝贵经验，也为类似工程的设计提供思路，为此对单护盾单护盾TBM在城市复杂环境下，长距离大坡度快速掘进进行总结、积累了相关经验。
关键词：单护盾单护盾TBM；砂质泥岩；长距离；大坡度；快速施工0 引言：随着铁路、水电、交通、矿山、市政等隧洞工程迅猛发展，越来越多的隧道掘进设备用于长大隧道的掘进施工，单护盾单护盾TBM在敞开式单护盾TBM的基础上通过增加盾尾及管片安装机构，以掘进速度快围岩扰动小，二衬一次成型，施工安全可靠的高效性被铁路、水利隧洞工程广泛使用。
但在环境复杂的城市轨道交通工程中采用单护盾单护盾TBM工法尚不多见。
1 工程概况1.1设计情况重庆地铁五号线土建5104标工程单护盾单护盾TBM区间总长4550m，包括大竹林出入段线～人和站、人和站～和睦路站、和睦路站～重光站3个区间，区间长度分别为1818m、733m、1999m。
步进段总长度1242m，分别是大竹林出入段线步进202m，人和站步进690m，和睦路站步进350m。
1.2建构筑物情况区间隧道上跨渝怀、兰渝、沪溶等既有铁路，下穿古木峰隧道，沿线近距离旁穿黛湖、刘家沟水库。
1.3地质情况区间隧道主要穿越砂质泥岩与砂岩地层，砂质泥岩强风化层厚约1.0～3.0m，岩质极软，风化裂隙发育，岩体破碎，中等风化岩层岩蕊呈中～长柱状，裂隙不发育～发育，岩体较完整，岩质极软，抗风化能力差，岩石饱和抗压强度标准值为7.74Mpa。
砂岩强风化层厚约0.50～2.50m，岩质软，风化裂隙发育，岩体破损，岩石饱和抗压强度标准值为27.49Mpa。
2 重难点分析（1）单护盾单护盾TBM始发基地设置在大竹林出入线，独头掘进最长距离达5.7km，水平运输是安全快速掘进的关键。
重庆地区泥砂岩地层复合式TBM应用施工中常见问题解析
造成管片的错台、 开裂 、 破损和漏水， 降低管片结构的抗压强度和抗渗压力。
３ ． ２ ． ３管 片上 浮的 应对 措施
（ １ ） 在 上 坡 段 掘进 时 ， 适 当增 大 盾 构 机 下 部 油缸 的推 力 ； 在 下 坡 段 掘 进 时， 适 当增大 盾构 机 上部 油 缸 的推力 ； 在左 转 弯 曲线 段 掘进 时 ， 适 当增 大盾 构 机 右 部油 缸 的推 力 ； 在右 转 弯 曲线 段 掘 进 时 ， 适 当增 大 盾构 机 左 部 油缸 的推 力； 在直 线段 掘进 时 ， 尽量 消 除各 组千 斤顶 的推力 差 。 （ ２ ） 当发 现管 片 上浮 速
一
向为Ａ — Ｂ） ， 也 可 能导 致管 片 的上 浮 。 ｃ 、 隧 道 的线 路特 征 。 隧 道 的线路 特 征在 定 的程 度上 也 会影 响 管片 上 浮 。
３ ． ２ ２对 工程 的影 响
（ １ ） 造成盾构 隧道的“ 侵限” 。管片上浮是指管片脱离盾尾后， 在受到集中
应 力后 产 生 向上 运动 的 现象 。 《 地铁 规 范》 规定 盾 构掘 进 中线 平 面位置 和 高程 允 许偏 差 为 － ４ － ５ ０ ａ ｒ ｍ。 管 片 拼装 偏 差控 制 为 ±５ ０ ｍｍ。 隧 道建 成后 ， 中线 允 许偏 差 为 高程 和平 面 为 ±ｌ Ｏ Ｏ ｍｍ， 且 衬砌 结 构不 得 侵入 建 筑 限界 。 由此 推 算 管 片 上 浮允 许 值 与盾 构姿 态 、 管 片 姿态 密 切相 关 ， 因此 均 应 限制 在 ±３ ０ ａ ｒ ｍ以 内才 能 保 证不 侵 限 ， 并 使 管 片外 侧得 到 均匀 的注 浆 回填 。 （ ２ ） 造成 管 片拼 装成 型 效果 差 。 管 片 上浮 会 在管 片 的端 面产 生剪 切应 力 ，
单护盾TBM掘进姿态控制
单护盾TBM掘进姿态控制单护盾TBM是进行隧道掘进的方式之一，在进行TBM掘进的时候受到了广泛使用。
本文主要结合重庆轨道交通五号线一期工程重光站-大竹林车场段区间单护盾TBM的具体施工情况，对单护盾TBM 的控制姿态进行探讨和分析。
标签：单护盾；姿态控制；控制措施TBM使隧道连续开挖续掘进成为现实，在施工时具有掘进速度快、效率高和安全风险小的特征。
单护盾TBM多用于软岩、破碎地层，在隧道施工时，由于隧道的距离比较长，地质条件复杂，设备掘进姿态难以控制导致隧道掘进的质量很难得到保证。
因此在隧道施工时，应合理分析工程情况，选取正确的掘进参数，利用有效的方法对TBM掘进姿态进行控制。
1 工程概況重庆轨道交通五号线一期工程起点为园博园站，终点为跳蹬站，线路全长39.66km。
单护盾TBM施工段位于重庆市北部新区的重光站～大竹林车场区间，长度为9196.666m，设3个正线区间，分别为重光站～和睦路站、和睦路站～人和站、人和站～大竹林车场区间。
区间采用2台单护盾TBM施工，从大竹林车场始发，步进通过人和站、和睦路站后在重光站后接收井吊出。
沿线最小转弯半径为400m，设计最大纵坡为44‰，竖曲线一般地段半径为5000m，困难地段采用3000m。
隧道管片内径为5.9m，管片度厚0.35m，隧道开挖外径为6.83m。
2 地质水文条件本工程位于川东南孤形地带，华蓥山帚状褶皱束东南部的次一级构造—重庆弧形褶皱束复式向斜一构造区域内，发育有北碚向斜、石马河（化龙桥）向斜、沙坪坝背斜等次级褶皱，构造线多呈NNE―SSW向，TBM区间岩层产状线路走向与构造线走向基本一致。
地下水为第四系松散层孔隙水，水量较小；碎屑岩类孔隙裂隙水泥岩相对隔水、水量稍大，动态稍稳定。
地表出露地层较简单，由第四系全新统松散土层和侏罗系中统上沙溪庙组与下沙溪庙组的砂质泥岩、砂岩组成，第四系全新统人工填土（Q4ml）基本上为素填土，第四系全新统河流冲积层（Q4al）、第四系全新统残坡积粘性土（Q4el+dl）厚度一般0.3—2m，局部原始谷心地段较厚，侏罗系中统沙溪庙组（J2s）多为砂岩及砂质泥岩。
深埋长隧道TBM施工关键问题探讨
二 、 关 于 深 埋 隧 道
关 于深埋 隧道 ，很多人会简单 的理解 为是根据 《公路隧道设计规 范》中规定 的计算方法 确定分界的厚度 ，其 实不然 。深埋隧道与浅埋隧道 的区别 表现在很多 方面 。最主要的一点是两者 开挖 后的力学特点不同 。浅埋 隧道 的力学特点是完成 建造 之后该 隧道将承受所有覆 盖在其 上面的土压力 ，深埋 隧道 的力 学特点是并不 承受所有 的土压力 而只承受一部 分的土压力 。
关键 词 ：ＴＢＭ 施 工 关 键 问 题
一 、 关 于 ＴＢＭ 技 术
ＴＢＭ 施工方法是一种普遍运用于隧道开挖 中的方法 ，曾有人将用 于挖掘隧道 运用的机械分 为盾 构和掘进机 （ＴＢＭ ），前者主要开掘 以土为主的隧道 ，后者 主 要开掘 以岩石 为主的隧道 ，但随着开挖方法 的发展 与综合运用 ，这种 区分越来越 淡化 ，现将两者都认 为是掘进机 。掘进机开挖 隧道 主要两种方式 ，一种是挤压 ， 另一种是削切 。前 者通过将刀盘上的滚刀压进 岩石使 其破碎 ，后者利用岩石不抗 剪的特性剪碎岩 石 ，然后两者均是通过刀盘 上的铲 斗齿捡起石渣然后将 石渣放在 主机皮带上进行 传输运送 ，最后将这些石渣送 至洞外 ，这一过程 中主要 运用专 门 的 运 输 车 。
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 工 程 施 工 ２３５
深埋长隧道 ＴＢ Ｍ施工关键问题探讨
岳 晓 斌 （中铁 十八局 集团隧道 工程有 限公 司， 重庆 北碚 区 ４００７００）
TBM掘进参数与围岩参数相关性研究报告
中天山隧道TBM施工掘进参数与围岩性质相关性研究报告2008-12-20目 录1、概述 (4)1.1 现场设计施工概况 (4)1.2 研究目的 (4)1.3 试验研究依据 (5)1.4 测站布置 (5)2、试验研究 (5)2.1 点荷载强度试验研究 (6)2.1.1 试验原理及方法 (6)2.1.2 试验仪器 (8)2.1.3 试验结果及分析 (9)2.1.4 小结 (12)2.1.5 试验数据 (12)2.2 单轴抗压强度试验研究 (19)2.2.1 试验仪器 (19)2.2.2 试验结果及分析 (19)2.2.3 小结 (22)2.3 石英含量测定 (22)2.3.1 试验方法 (22)2.3.2 试验仪器 (24)2.3.3 试验结果 (25)2.3.4 小结 (27)2.3.5 试验原始记录 (27)2.4 塞卡耐磨性试验 (32)2.4.1 试验原理及方法 (32)2.4.2 试验过程 (32)2.4.3 试验结果及分析 (33)2.4.4 小结 (33)3、现场TBM掘进参数 (33)4、TBM掘进参数与围岩参数的相关性分析 (44)4.1 试验成果的相关性分析 (44)4.1.1 点荷载强度与单轴抗压强度的相关性分析 (44)4.1.2 岩石耐磨性与石英含量的相关性分析 (45)4.1.4试验成果相关性分析小结 (45)4.2 TBM掘进参数与试验成果相关性分析 (45)4.2.1TBM掘进参数与岩石耐磨性指标相关性分析 (46)4.2.2 TBM掘进参数与岩石强度指标相关性分析 (47)4.2.3 TBM掘进参数与岩体完整性系数相关性分析 (48)4.2.4小结 (50)5、结论 (51)6、下步研究计划 (52)1、概述1.1 现场设计施工概况中天山隧道全长22.452km，采用TBM法施工。
隧道区域内分布沉积岩、火成岩及变质岩三大岩类及F2～F4三条区域性大断层，地质条件十分复杂；隧道通过埋深>1500m的大埋深段十余公里，最大埋深达1700m以上，在岭脊两侧测得的最大水平应力值为18.65MPa，最大垂直应力值为5.65MPa，最大水平主应力方向N7°E～N26°E，属高地应力区。
开敞式TBM在铁路长隧道特硬岩-软岩地层施工技术应用论文
开敞式TBM在铁路长隧道特硬岩\软岩地层的施工技术应用摘要：某些地区受地形条件的影响或外在条件的制约，在开凿隧道时运用钻爆法施工开凿隧道的方法已经无法实现设计要求并且费工费时，并且在施工中可能会遇到特硬岩和软岩底层的特殊地形结构，这也给隧道的开凿造成了一定的难度和影响。
为了达到预期的目的和效果，下面我们将对采用国际最先进的开敞式tbm在铁路长隧道特硬岩、软岩地层的施工技术应用进行分析。
关键词：开敞式tbm；铁路长隧道；特硬岩、软岩地层；施工技术中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：tbm是“掘进机”的英文简称，有关部门将其称为隧道掘进机。
tbm是隧道施工中较为高科技的施工方法，它是一种运用刀盘旋转切割隧道岩石全断面的机器，近年来得到普遍运用，自1997年开始我国就在不断的运用这种技术对隧道进行设计和施工，经过长时间的实际应用和不断的探索我国已经熟练的掌握了tbm的各方面工序。
接下来我们就我国铁路隧道的现状、出现的问题及对策分别进行探究。
一、我国铁路隧道现状（一）覆盖地区广随着我国经济的发展人民生活水平的提高，便利的出行已经成为人们必要和迫切要求的条件了，现在的人们更加注重生活的质量，在工作之余都希望能出门旅行放松一下体会大自然的风光，领略大山大水的美，有些人也愿意走亲访友。
这就对出行的要求有所提高，从最开始的自行车马车到现在的机动车轿车火车飞机，其中公路的发展和公共设施的全面建设也给人们的出行带来了便利，我国二十多个省市在铁路建设方面也都有着不小的成绩，通向西部的铁路著名的有川藏、新藏和滇藏。
铁路的建设也已经突破了自然环境的限制并趋于更加人性化的设计，以前可能少数地区通铁路，铁路只集中于大城市，铁路的发展正在向着节省空间、资源、经济，真正的做到服务为民的目的发展。
我国是多山的国家，山地地形多少给铁路的修建带来了不便，由于绕山建设费工费时并且资金量过大，所以铁路隧道的的开凿成为了唯一的破解之道，但由于山体的结构和组成成分不同，隧道的开凿也出现了这样或那样的麻烦，给施工带来不便。
基于单护盾的复合式TBM在重庆铜锣山隧道的研究与开发
坡 。由于 环境 限制 ， 口段 采 用 ＴＢ 施 工 ， 片 衬 进 Ｍ 管 砌， 开挖直径 ６ ２ ， ．８ｒ 管片外径 ６ 管 片 内径 ５４ｒ 。 ｎ ｍ、 ． ｎ 南 山位 于 重庆 市 区东 面 ， 以南 温 泉背 斜 轴 部 是
单 护 盾 Ｔ Ｍ 主要适 合 在 自稳 能 力 较差 的脆 性 Ｂ
关 键 词 ： 合 式 Ｔ Ｍ ； 护 盾 ； 压 平 衡 ； 质适 应 性 ； 锣 山 隧 道 复 Ｂ 单 土 地 铜 中 图分 类 号 ： ５ ． １ 文 献标 识 码 ： Ｕ４ ５ ３ Ａ 文 章 编 号 ： ６ ２ ３ ５ （ ０ ２ ０ —０ ８ ０ ｌ ７ — ９ ３ ２ １ ） １０ ６ － ４
围岩 或 软 岩地 层 隧道 中施 工 ， 制 管 片作 为 永 久衬 预 砌结 构 。拼装好 的管 片 为 Ｔ Ｍ 掘 进提 供 反力 ， 员 Ｂ 人 及 设备处 于封 闭盾壳 的保 护之下 ， 工安全性 较好 。 施
双 护 盾 ＴＢ 是 在 单 护 盾 机 型 的 基 础 上 开 发 Ｍ
ｌ Ｔ Ｍ 分 类 及 其 适 用 条 件 Ｂ
隧道 掘进 机 （ Ｂ 属 于专 用 设 备 ， 根 据具 体 Ｔ Ｍ） 需 的隧道 工 程进 行 针对性 的设计 和制 造 。不 同类 型 的
岩 ＴＢ 掘进 的 围 岩 条 件 ， 有 硬 岩 Ｔ Ｍ 无 法 应 Ｍ 也 Ｂ 对 、 合 土压 平衡 盾 构机施 工 的软 土地 层 ， 适 这对 于 不 允 许采 用钻 爆法 的城 区隧 道 施 工 提 出 了挑 战 ， 比如 重庆 轨道 交 通六 号线 铜锣 山隧道 。
地 铁 、 道交 通 、 江过河 隧道 等工 程 。 轨 过 在 多 山城 市 修 建 地 铁 和轨 道 交 通 工程 ， 由于地
TBM应用于重庆轨道交通工程中的风险分析
TBM应用于重庆轨道交通工程中的风险分析摘要：采用tbm施工暗挖隧道在国内外铁路隧道、引水隧洞工程中已经有较广泛的应用，但tbm应用于轨道交通的工程实例较少，在国内重庆是第一次采用。
本文结合重庆轨道交通六号线一期tbm 试验段工程，对重庆轨道交通工程采用tbm施工的技术风险、设备采购风险、工期风险及投资风险等主要风险因素进行了简要分析，并得出以上风险均是可控的。
本文可为类似工程提供参考和借鉴。
关键词：tbm，轨道交通，重庆，风险tbm是暗挖隧道施工中一种先进的工法，施工时进度快、无噪音，对地面交通及沿线建筑物、地下管线和居民生活影响较小，利于保护周围环境。
目前采用tbm法施工在国外已经有较多的工程实例，国内在铁路隧道、引水隧洞中也已多次应用。
但在城市地铁隧道中目前只有美国纽约2号大道的七号延伸段采用tbm施工，其它还未见到应用的工程实例。
重庆轨道交通六号线一期tbm试验段工程全长约11.690km，起点位于五里店站始端，终点为山羊沟水库敞开段。
线路位于江北区、渝北区、北部新区三大主城区境内，主要沿主干道五红路、红石路和龙山大道地下敷设，贯穿三大行政区主客流方向。
由于重庆轨道交通工程区间隧道一般位于城市繁华地段，地质条件复杂，周边建筑物密布，地下管网错纵复杂，采用tbm施工的勘察、设计和施工的全过程都存在不能预先确定的内部和外部的干扰因素，这些干扰因素构成采用tbm施工的风险。
通过对现有资料和现场环境的调查分析，重庆轨道交通区间隧道采用tbm施工的主要风险因素为技术风险、设备采购风险、工期风险及投资风险。
1、技术风险分析①地质风险因素在工程项目可行性研究阶段，对区间隧道的地质难点和重点难以做到详细的勘察分析，而工程实施时，工程设计和施工方案发生较大变动的现象时有发生，从而可能导致工期拖延、投资增大及不适合tbm施工等后果。
地质风险因素主要有：区域地形、地貌、地质对隧道采用tbm施工的影响；不良地质、特殊岩土对隧道采用tbm 施工的影响程度；地质勘察的不确定性程度及其它因素。
TBM施工对相邻先修隧道安全性影响的数值模拟研究
１ 模 拟 工 程概 况
本隧道 工程结 构形 式及 尺 寸见 图 １ 。两 条 隧道 最
小水平距 离 为 １Ｉ。下 方 隧 道 为 先 修 隧 道 ， 方 隧 道 ｎ 上
为后修 。模 拟 当下 方 先修 隧 道 已施作 好 初 次 支 护后 ， 再 修上 方隧道 ， 当施 放 Ｔ Ｍ 机 具 设 备后 ， 下 方 隧道 Ｂ 对
铁
２１ ０ ０年第 ２期
道
建
筑
Ｒａ ｌ ｙ Ｅｎｇ ｎ ｅ ｉ ｉｗａ ｉ ｅ ｒｎｇ
文 章 编 号 ：０ ３ １９ （ ０ ０ ０ － ２ —２ １０ －９ ５ ２ １ ） ２０ ５０ ０
Ｔ Ｍ 施 工 对 相 邻 先 修 隧 道 安 全 性 影 响 的 数 值 模 拟 研 究 Ｂ
图 ４ 用 弹 性 块 体 模 拟
Ｔ Ｍ 机 头重 量 Ｂ
２ ６
铁
道
建
筑
对 于 Ｔ Ｍ 机 头 的模 拟 ， Ｂ 利用 右 上 洞 的下 半 圆 ， 将
其 设置 为刚性 弹性体 ， 自重按２５ ０ ｔ 其 ０ ２ｍ的关 系 ， ／ 等
效换算 为半 圆刚 性 体 的重 度 为 ３ ． Ｎ ｍ 。模 拟 情 ８ １ｋ ／
王 玉 锁
（ ．中铁 第一 勘察 设 计 院集 团有 限公 司 桥 隧 处 ， 安 １ 西 ７０ ４ ；２ １０ ３ ．西 南 交 通 大 学 峨 眉 校 区 土 木 工 程 系 ， 四川 峨 眉 ６４ ０ ） １２ ２
摘要 ： 以某上下错位相邻的地铁 区间隧道为研 究对象， Ｔ Ｍ施 工对 先修 隧道初次衬砌 内力、 移及 安全性 对 Ｂ 位
况 如 图 ４所 示 。
３ 计 算 结 果 及 分 析
开挖地铁隧道对周围岩土体的影响
开挖地铁隧道对周围岩土体的影响摘要由于城市人口密度在不断增大，地上空间被住房等占据，以至于城市交通的可利用空间越来越少，因此合理开发地下交通已成为不可阻挡的主流。
城市地铁以其自身的优点越来越受到欢迎，可是地铁隧道的开挖难免会带来一系列的问题，文章主要致力于隧道开挖对周围岩土体的影响分析。
关键词开挖隧道；地铁隧道；地层变形；岩土体交通拥挤已经成为很多城市尤其是大中型城市中普遍存在的问题。
又由于城市的开发，大部分地上空间被住房和商铺所占据，交通可利用空间越来越少，所以合理地开发利用地下空间已成为交通发展的主流趋势。
有学者预言“21世纪是地下空间开发利用的世纪”，而城市地铁交通以其速度快、污染低、低能耗、不占地面空间、安全方便、运输量大等特点，越来越受到城市人们的欢迎。
众所周知，地铁交通的主要通道是地下隧道，而隧道的开挖也会对周围的地层土体等产生一定的影响，同时也会引发一些环境问题：如隧道周围的地表沉降，部分地表路段塌方等，因此城市地铁隧道周围土体的地质情况对隧道的开挖有很大的影响。
1 地铁隧道的开挖对地层变形的影响在对隧道进行施工时，隧道周围的土体一定会受到影响，所以隧道上方的地层变形就成了一个必须面对的问题，尤其是在地上建筑物密集、地下管道复杂的城市地区。
虽然现在盾构机性能有了很大的改进，以及隧道开挖技术也有了很大的发展，但隧道施工仍然会带来地层变形等一系列无法避免的问题。
因为受各种因素的影响，隧道在施工过程中，会有一定的地层损失，而这种损失是在城市市区开挖隧道引起地层位移的主要原因。
开挖过程中隧道的上部地表会形成一个凹槽，位于该凹槽范围内的建筑物都会受到不同程度地隧道开挖所引发的地层变形的影响，受影响的程度则取决于凹槽的大小和深度。
还有就是盾构施工也会对地层产生一定的影响，在盾构施工推进的过程中，前方土体会受到大力的挤压而处于超负荷状态，在盾构向前推进脱离衬砌后，在盾构与衬砌之间会存在着建筑间隙，间隙周围的土体将处在卸荷状态。
地铁隧道开敞式TBM施工关键技术探讨
论 述 开 敞 式Ｔ Ｍ 工 关 键 支 护 技 术 、 施 工 地 段 Ｂ 施
选取 遵 循原 则 ，分析地 面及建 筑物 沉 降控 标
准 ，Ｔ Ｍ 用过 站 小车平 移 过站 、掘 进 或 步进 Ｂ采 过 站 方式 ，提 出Ｔ Ｍ 穿既 有建 筑物 的处理 措 Ｂ下
２ 工程地质 及水 文地质概 况
一
７ 一 ２
ｃ】 要 ：妻 二 ｉ
ｃＨ｜ ｓ Ａ Ｌ ／Ｙ ０１／ １ ＮＥ Ｅ Ｒ ／ １， Ｓ ２ ０ １ ４４
总体较 为简单 。现 存经人Ｔ改 造 ，地形 高挖低填 ，城
必须满 足设计 要求 。开敞式Ｔ Ｍ的掘进步距 为０７ Ｂ ．５ ｍ，
．５ｎ 大 Ｉ １ 内的给排 水 南城市 管网提供 。局部地下水 主要 为松散 层 撑 靴 上 预 留 的 钢 架 卡 槽 间 距 为 ０７ 。 『此 ，钢 架 间距 孔 隙水 和 基 岩 裂 隙水 。 基 岩 裂 隙 水 存 在 于风 化 裂 隙 中 ， 宜 为 ０７ 的倍 数 ，一 般 取 ０７ １ １ 交 错 布 置 。 当 ．５ ．５ ｍ和 ．Ｉ或 ５／
施 、开 敞式Ｔ Ｍ Ｂ 施工 技 术 用于城 市地 铁 隧 道施
工应 注意 的问题和 建议 。
关键 词 ：地铁 隧道 ；开 敞式Ｔ Ｍ 施 工 ；关键技 Ｂ
术 ；重 庆 地 铁
形成 于燕山期晚期褶皱运动 ，地质构造总体 简单 ，岩体
１ 工程概 况
中构造裂隙总体为不发育一 较发育。 试 验段 隧道经过城 区的原 始地形主要是浅丘地 貌 ，
半 径 为 ２ ０ Ｉｌ。经 Ｔ 程 类 比及 结 构 分 析 ，Ｔ Ｍ施 工 面适用 于岩层埋深 ≥１ Ｉ ６ ｌ１ Ｃｌｌ Ｂ ５Ｙ Ｉ，节理 发育 ，单位 体积节理数 ６ 的 隧 道 衬 砌 厚 度 取 ３ ｍ，喷 混 凝 土 厚 度 为 ｌ ｍ， 预 ≤ ｌ ，呈 块 状 结 构 ；砂 岩 段 地 下 水 状 态 为 Ⅱ级 ，状 态 为 ０ｃ ５ｃ
TBM施工深埋水工长隧洞围岩综合分类研究
TBM施工深埋水工长隧洞围岩综合分类研究摘要：目前，我国水资源空间分布与人口、资源、环境、社会经济发展之间存在着矛盾，因此建设大型的跨流域调水系统是解决问题的重要途径，也是实现国家水资源优化配置的重大战略举措。
受选线限制，大量长距离输水隧洞在建设过程中，将不可避免地穿越具有复杂地质构造的山岭地区，面临着自然环境恶劣、不良地质多发等不利因素。
鉴于此，本文对TBM施工深埋水工长隧洞围岩综合分类进行分析，以供参考。
关键词：深埋水工长隧洞;TBM;地质勘察;地质风险;围岩工程地质分类引言由于物探资料的多解性和精确性限制，如何通过物探成果准确地解译出围岩的工程地质特性，建立物性参数和围岩类别的对应关系，是未来需要进一步研究的内容。
此外，如何利用TBM掘进参数(扭矩、推理、转速)、岩渣特征等对围岩类别进行判断，也需要在大量的工程实践中进一步完善，在经过工程实践检验之后，有望进入国家或水利行业标准和规范中。
1TBM掘进破岩过程分析长距离输水隧洞TBM掘进过程中，在TBM盘刀推力逐渐增加时，岩石会逐渐向两侧位置扩张，并逐渐压实，使岩石内部出现放射状裂纹，TBM盘刀即能够进入岩体，侧向裂纹扩张到岩石表面过程中，形成了岩石碎片，出现了岩石碎片的动能，可显著降低围岩反力，因此盘刀能够侵入一定深度的岩体内，一般设置5－15mm贯入深度，详见图1。
2深埋长隧洞的特点2.1工程地质条件极为复杂与浅埋隧洞相比，深埋长隧洞多穿越特征迥异的地形地貌、地质、水文地质和构造地质单元，其地质条件普遍非常复杂多变。
2.2深埋长隧洞多以TBM法施工由于深埋长隧洞通常没有布置施工支洞的有利地形条件，以及生态环境保护的要求，决定了TBM法施工成为深埋长隧洞工程的必然选择。
但TBM施工过程中没有进行常规施工地质的条件，不能进行全程地质编录，特别是护盾式TBM，无法观察围岩情况，难于收集第一手资料。
3TBM施工围岩综合分类的基本原则（1）尽量在常用隧洞分类方法的基础上进行补充与完善，平顺衔接。
TBM施工隧洞围岩级别划分探讨
TBM地铁隧道开挖引发地表沉降数值分析
第17卷 第4期 中 国 水 运 Vol.17 No.4 2017年 4月 China Water Transport April 2017收稿日期：2017-02-04作者简介：毛佳睿（1992-），女，河北唐山市人，硕士，贵州大学（国土资源部喀斯特环境与地质灾害重点实验室）学生，主要研究方向为地质工程。
李 超（1990-），男，重庆大学，学生。
TBM 地铁隧道开挖引发地表沉降数值分析毛佳睿1，李 超2（1.贵州大学 喀斯特重点实验室，贵州 贵阳 550025；2.重庆大学 土木工程学院，重庆 400045）摘 要：重庆轨道交通环线上桥站~凤鸣山站区间隧道采用两台单护盾TBM 区间隧道施工。
因隧道上覆密集的交通线路和既有建筑物，且穿越上软下硬的复合地层，在隧道开挖推进的过程中极有可能导致较大的地表沉降。
本文采用数值软件ADINA 建立该区段的精细有限元TBM 施工分析模型，通过对比隧道左右线施工竖向位移数据，发现地表沉降受控于地层硬度以及地面荷载；隧道左右线呈现出不同的沉降形态，且沉降量主要集中于右线隧道；左右线的沉降量都在可控范围内。
关键词：地铁区间隧道；单护盾TBM；数值分析；地表沉降；ADINA中图分类号：U453.61 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2017）04-0227-03一、引言随着中国城市化进程进一步加快，人口、产业越来越向城市集中，各大城市都存在地面交通繁忙、车辆拥堵等问题，而开挖隧道，合理开发利用地下空间是一种行之有效的解决方法。
目前，隧道挖掘方法按工序分为全断面法、分部开挖法；按使用的主要设备分为钻爆法、TBM（Tunnel Boring Machine）法、盾构法、机械铣挖法。
不同的组合会衍生出多样性的施工方法[1]。
然而任何一种施工方法都有其适用条件、相对优势以及局限性。
如今，TBM 隧道施工法作为一种适用于现代隧道及地下工程建设的重要施工方法，被广泛使用。
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展， 具有十分重要 的理论意义和实用价值． 本文就重
庆地铁 ６ 号线施工中 Ｔ Ｍ 开挖引起 的不同级别 围 Ｂ 岩 等 情况 下 的 围岩应 力变 化 的影 响 范 围进行 计算 分
析．
１ 工 程 概 况
重 庆市 轨道 交通 科研 试 验工 点 ６ 线一 期 工程 号
区间（ 以下简称一期工程） 长度 ２． ９ ｍ， 中地 ０ ５ ０ｋ 其
材料 。 泊 比 来自黏聚 力ｃＭＰ ／ ａ
壁后注浆层环状假设 ： 由于在土体渗透性、 疏密 度、 地下水 、 注浆压力等 因素影响下的注浆层厚度和 形 状 较难 量化 ， 实 际 的 二 维模 拟 中假 设 壁 后 的注 故
浆层 为一 均质 、 厚 的弹性 圆环 ， 力学 参数 结合 工 等 其
Ｊ ｎ ０ １ ｕ ｅ２ １
重 庆 地 铁 ＴＢＭ 施 工对 隧 道 围岩 影 响 区域 的研 究
黄 明 普
（ 中铁 十八局集 团隧道工程有限公司 ， 天津 ３０２ ） ０ ２ ２
摘
要： 依托 重庆地铁 ６号线 一期 工程 ， 应用有限元 分析软件 进行 数值 模拟 计算 ， 算 了不 同围岩级 别、 同近接 计 不
计算 荷载 主要 考 虑地层 自重应 力场 和支 护 结构
的重 力．
３ 计算 结果及 分析
考 虑 到 ＴＢ 机 通 过 几 种 不 同 围 岩 情 况 ， 际 Ｍ 实
中又有不 同的近接方式 ， 以及不同的近接距离 ， 为了 使计算更具有一般性 ， 结合此工程的实际情况 ， 全面 考虑 Ⅲ 、 Ｖ级 围 岩情 况 水 平 双洞 和垂 直 双 洞 ， Ⅳ、 双
图 ２ Ｖ级 围 岩 双 洞 间距 ５ｍ 应 力影 响 范 围
Ｆ ｇ ２ Ｖ—ｏ ｋｓｒｓ ｉ ｆ ｅ ｃ ｏ ｅ ｆ ｉ ． ｒ ｃ ｔ ｓ ｎ ｕ ｎ ｅｓ ｐ ｅ ｌ ｃ ｏ
５ ｍ ｕｂ ｅｈｏｅ ｓ ｃｎｇ ｄｏ ｌ ｌ ｐａ ｉ
程实际按照将 围岩参数提高一个 等级来确定．
下 段 长 度 １ ． ８ ｍ （ Ｍ 施 工 段 左 线 长 ７ ９ １ １ ６ ６ ｋ ＴＢ ． ２
ｋ 右线长 ７７ １ｋ ， ｍ， ．８ ｍ） 占区间长度的 ７． ． ５ ７ 一期 工 程 ＴＢ 试 验段 区 间隧 道穿 越 岩 层 主要 为 ： 岩 、 Ｍ 砂 砂质泥岩 、 泥质砂岩及局部人工填土夹杂粉质黏土．
洞净 距分 别 为 ２５ １ ，５ｍ， ２ ， ，０ １ 共 ４种工 况．
计算分析 中通过对 比开挖前施加 自重荷载时产 生的初始应力 （ 第一主应力和第三主应力） 与双洞均 完成开挖且 Ｔ Ｍ 通过后形成 的围岩应力 （ Ｂ 第一 主 应力和第三主应力） 来划定影响范围． 以前 、 后应力
０ 引言
专家们曾预言 ，１ ２ 世纪将是开发和利用地下空
间的世 纪 ． 随着 我 国交 通 事业 的蓬 勃 发展 ， 下空 间 地
２ 计算模 型及参数选取
计算采用“ 地层 一结构” 模式 ， 弹塑性平 面应变 模型 ， 有限元分析所采用 的计算模型如图 １ 所示． 根 据一般力学理论 ， 隧道模 型计算边界按照隧道施 工 对 围岩的影响可 以忽略来选取 ， 模型左右边界 到隧 道 边 距离 ３ 下边 界取 到 隧道 底部 边界 的距 离 ４ ０ｍ， Ｏ ｍ， 上边界取为距 隧道边 ３ ． ０ｍ 计算模型中 ， 围岩采 用 Ｐａｅ４ 单元 ， ｌ ２ ｎ 初期支护采用 ｂ ａ 单元． 型 ｅｍ３ 模 边界条件如下 ： 顶面为 自由表 面， 两边为横 向约束 ， 底面为固定约束． 计算 中岩土材料的非线性按 Ｄ Ｐ材 料处理 ， 塑性准则使用 Ｄ ｋｒ ｒ ｅ屈服准则． ｍｃｅ Ｐａ ｒ － ｇ
被认 为是 尚未充分利用 和开 发的宝贵 自然资源， 尤 其是近些年城市化进程 的加 剧 ， 引发 了严重地交通 拥挤问题． 地铁 的施工及建设在这样 的大背景下发 展迅速 ， 因为它是一种有效缓解城市地面交通拥挤 的方式 ， 同时可提 高人们 的生活质 量和效率． Ｂ Ｔ Ｍ
开 挖 方式 由于其 高效 、 全等 一 系列 优点 ， 地铁 施 安 在 工 中深 得 青 睐． 于 城 市 地 铁 工 程 的 不 断 发 展 及 鉴 ＴＢ 各 种 优 点 ， 入 系 统 地 研 究 敞 开 式 ＴＢ 技 Ｍ 深 Ｍ 术 ， 于 充分 利用 地下 空 间 ， 对 实现 城 市 和谐可 持续 发
方式、 不同双洞净距情况 下的围岩应力 变化值 ， 为依据 划定 不 同的影响 范 围， 以此 分析 了影响 范围的发展 趋 势， 为
类似 工程 实例提供借 鉴和参考依据．
关键 词 ： 铁 隧道 ； 响分 区； 地 影 近接 施 工 ； 值 模 拟 数
中图分类号 ￣ ＴＵ９ ３
文献标 志码 ： Ａ
＊ 收稿 日期 ：０ １０ —０ ２ １－３１
作者简 介 ： 黄明普 （ ９ ５）男 ， 北武邑人 ， １ ６ 一， 河 高级工程师
１ ２
兰
州
交
通
大
学
学
报
第 ３ Ｏ卷
体完整性系数的影响． 具体参数如表 １ 所示．
表 １ 计算 参数
Ｔ ｂ １ Ｃａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ａ ． ｌ ｕ ａ ｉ ａ ａ ｔｒ ｏ
ＴＢ 施 工段 内主要 以 Ⅳ级 围岩 为 主 ， ＴＢ 施 工 Ｍ 占 Ｍ 段 ９ ； ８ Ｖ级 围岩 占 ＴＢ 施 工 段 ２ ． Ｍ
图 １ 网 格 模 型
Ｆｉ．１ Ｍ ｅ ｈ ｍ ｏ ｅ ｇ ｓ ｄｌ
计算 时围岩 和衬砌 结构 的物理力学指标 根据
《 庆市 轨道 交通 ６号线 工程 地质勘 察报告 （ 重 详 勘）和《 》 铁路隧道设计 规范》 选取 ， 弹性模量考虑岩
第 ３卷 Ｏ
第３ 期
兰
州
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通
大
学
学
报
Ｖ０ ． Ｏ Ｎｏ ３ １３ ．
２１ ０ １年 ６月 文 章 编 号 ：０ １４ ７ （０ １０ —０ １０ １０ —３ ３ ２ １ ） ３０ １ —３
Ｊｕｎ ｌ ｆＬ ｎ ｈ ｕＪａ ｔｎ ｉｅｓ ｙ ｏ ｒａ ｏ ａｚ ｏ ｉｏｏ ｇＵｎｖ ｒｉ ｔ