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浅析煤矿长斜井TBM工法综合施工技术 　　摘要：采用TBM工法施工煤矿斜井，是煤矿建设领域一个崭新的课题，国内尚无成功先例，xxx矿辅运平硐工程的首次运用填补了国内煤矿领域施工的技术空白，为煤矿高效集约化生产提供了技术支撑，开创煤矿斜井建设新模式，该技术的突破不仅可以促进煤炭行业的发展，同时对我国首次采用TBM工法建设煤矿斜井有重大意义，本文希望通过对煤矿斜井运用TBM工法施工姿态控制的技术方向、施工顺序、技术风险以及TBM刀具选择和掘进风险的介绍，能够为类似工程提供借鉴。 　　关键字：煤矿斜井；TBM工法；姿态控制技术 　　一、项目概况 　　1、项目简介 　　本斜井主要用作辅助运输巷道，运用单护盾TBM进行施工，全长2744.599m，其中明挖段长度为26.436m，工法段全长2718.165m，开挖直径：7.62m，井筒内径：6.6m，管片厚度：0.35m，坡度：-9.5%（-5.43°）；平硐埋深6.4～276.8m。 　　2、工程水文地质 　　（1）水文地质情况 　　含水地层：其第四系、志丹群属于透水层，其他地层富水性相对较弱。 　　涌水量：依据地勘资料表明，其中第四系、志丹群、中侏罗统顶-12煤、12煤-22煤地层最大涌水量为16m?/h，其地层累计量为36.34 m?/h。 　　（2）工程地质条件 　　井筒穿越范围内地层由老到新分如下：由31煤至延长组顶面（J1-2y）、12煤至31煤孔、中侏罗统顶―12煤层、下白垩～上侏罗统志丹群、第四系分布，岩性逐渐变差，主要经过泥质砂岩、砾岩层、砂岩、粉砂岩互层遇水易崩解，层状结构，易风化，并且穿越煤层等软弱地层。 　　二、（TBM工法）上软下硬地层的风险 　　一级风险评价指标体系包括自然风险、地质风险、技术风险、设备风险、管理风险、事故风险。政治风险和经济风险在本文中不予考虑。 　　施工风险： 主要包括突水突泥、煤系地层施工防爆、断层破碎带、特殊地质段； 主要技术难题包括： 长距离运输问题、通风问题、排水问题等，需要从技术方案来解决。 　　运营风险： 因地压水压变化大，长斜井洞室非均匀变形问题。 　　在单护盾TBM工法施工工程中，相差悬殊的水文地质特征地层组合常见于煤矿斜井，如洞身上部为软土，下部为硬岩的上软下硬复合地层。在此类地层中施工，单护盾TBM在同一断面中掘进时同时遇到了两个地层极端，极大地增加了施工难度，如果采取的施工方法失当或者考虑不够周全，容易产生姿态上抬，刀具损坏，地面沉降，土仓结泥饼的风险。隧道中上软下硬复合地层的土层和岩层过渡较快和性质差异显着的特点，使得单护盾TBM在掘进时容易产生以下施工风险： 　　1、由于底部为硬岩，刀具贯人岩面困难，顶部为软土，刀具切削土层容易，因此掘进机TBM机掘进时垂直姿态容易上抬。 　　2、地层软硬不均，刀具在软硬交界的地方容易磕碰岩面，造成刀圈崩坏，刀轴密封漏油等刀具损坏情况；而如果掘进速度过慢（小于4ram/rain）时滚刀不转，又容易造成刀偏磨。 　　3、为维持上部软弱地层的稳定，土仓内常需保持较高土压，同时因单护盾TBM掘进速度慢，摩擦作用使得仓内土体温度升高，从而容易产生、结泥饼、的现象。 　　4、土仓内渣土性质不均一，在中心皮带出土时水和稀泥排出较易.剩下的石渣则容易堵在接渣斗出土口，将其卡死。 　　三、TBM工法掘进异常的识别 　　单护盾TBM掘进异常的识别和处理单护盾TBM在上软下硬复合地层中掘进，出现异常时基本表现为以下几种情况： 　　1、推力小，扭矩小，速度明显低于正常且很难提高.出现这种情况时很可能大部分刀盘中心和正面区域的刀具已损坏，应立即采取措施停机开仓检查更换。 　　2、推力大，扭矩大，速度明显低于正常且很难提高，此时土仓内很可能结了泥饼，可采用注入分散剂启动刀盘高转速的方法甩掉泥饼或开仓检查处理。 　　3、其他参数基本正常，扭矩跳动较大时可能部分刀具已经损坏，建议开仓检查更换。 　　4、排出的渣土温度明显比平时高，可能出现刀具损坏或土仓内结泥饼的现象，建议开仓检查。 　　四、降低风险措施 　　降低施工风险的对策为了降低单护盾TBM在上软下硬复合地层中的掘进风险.可采取选择合理掘进参数，及时检查更换刀具等施工对策。 　　1、单护盾TBM掘进控制 　　正确的操作方式是单护盾TBM安全顺利通过上软下硬复合地层的关键所在，实践经验表明，以下几点是掘进施工时关注和控制的重点： 　　（1）由于地层不均匀，掘进时采用低扭矩，低转速.降低刀具与硬岩之问的冲击力，减少刀具在碰撞产生的崩裂，脱落，变形等不正常损坏。 　　（2）掘进速度一般控制在8―20mm/min，贯入度控制在3～8mrrdrev.减少因刀具不转而偏磨和刀具受冲击力产生崩裂，脱