隧道采用双护盾通用TBM应对极其复杂且具有挤压性的地层.pdfVIP

017-243 西班牙 Abdalajis 东部铁路隧道采用双护盾通用 TBM 应对极其复 杂且具有挤压性的地层 Remo Grandori （SELI 股份公司罗马, 意大利 ） 摘要：双护盾式 TBM 在世界各地多样的地层构造中成功地使用已经30 多年了，然而，在某些情况下，双护盾式 TBM 在旁通隧道和其他特殊手工开采工程的应用中，面临着极端不利的条件：严重而迅速的挤压现象，非常不稳定的隧 道掌子面 （流动土层），或二者同时出现。为了克服这些局限性，设计出了一种新的双护盾通用 （DSU ）TBM，并成 功地在意大利北部的 18 公里长的 Val Viola 隧道试验成功。在这次试验成功之后，直径为 10 米 Abdalajis(西班牙)高 速铁路隧道也专门设计和制造这种 TBM 。这种 DSU TBM 的特点是扩大了其前部处理地层的设施。隧道的第一个 2.5 公里内，在隧道边墙迅速凝结的情况下，所遇到的地层是由泥质岩形成，非常不稳定，隧道边墙迅速收缩经常出现 坍塌。在这一部分，测出大量的瓦斯在 11 巴的压强下涌入隧道。特别是，距石灰岩形成的地层大约 600 米处，地壳 构造的作用完全改变了泥质岩岩石，将其转化成一种流动的砂石，这种砾石有非常小摩擦角和较低的凝聚力，在这 种情况下，为了改进 TBM，有必要在刀盘上部和前部使用大量的泡沫材料填补大空隙，此外，在 TBM 内部使用一 些模式的化学灰浆微型桩，以提高地层的特性和机器前部的稳定性。尽管有这些极端的条件，而且瓦斯的存在限制 了隧道作业，但是 TBM 能够推动，无需任何迂回或手工开采，TBM 没有受阻。本文介绍了技术上的细节，克服这 些特殊的地层条件的方法，以及可能改进在 Abdalajis 隧道中应用的DSU 技术。 1 TBM 的设计开发 在过去的 10 年里，当 TBM 的隧道工程市场快速发展的时候，新型 TBM 的设计还很落后，但 是，在最近 5-7 年来，在欧洲，地质条件复杂的长距离、大直径铁路隧道要求开发出新型的 TBM 设 计，来应对这些特殊的隧道条件。事实上，在这些特定类型的隧道，应用标准式的 TBM 是非常危险 的。 例如：  开敞臂式 TBM 特别是在这些大直径范围的软岩条件下太过敏感而不能应用。  单护盾 TBM 在硬岩中不能达到高的性能，对挤压性围岩和掌子面不稳定很敏感。  双护盾 TBM 虽然在软岩、硬岩中都发挥很好的性能，但是对挤压性围岩和掌子面不稳定仍很 敏感。 由于Abdalajis 双孔铁路隧道 （东部的掘进隧道和西部的掘进隧道）的地层条件极其差，因此就 需要改善 TBM 的设计，开发新类型的 TBM 以及新的相关技术。 双护盾通用 TBM 的构造是为这些隧道研制的，它是新系列的TBM 的一部分，在下面的章节有 明确的阐述，从主要的设计概念出发可以形成不同的专业说法，以针对特定的项目要求和地层条件。 2 Abdalajis 项目 Abdalajis 隧道是双孔铁路隧道，每孔隧道长 7．1 公里，它是从 Cordoba 到 Malaga 高速铁路线 的一部分，路线如图 1 所示。 竖直线形 水平线形 图 1 隧道线形 挖掘直径为 10 米，衬砌是 45 厘米厚的预制管片 （图2 ）内径8.80 米。邻近的方形支撑用锚杆 102 连接，垫环用塑性连接器，用三元乙丙橡胶密封各管片间的