TBM施工原理和施工技术.pptVIP

第四次脱困施工 经历时间：60天 地质情况：侵入石英闪长岩，石英含量高，围岩微解理裂隙发育，稳定性差，无水。 被困原因：TBM第三次脱困后，在步进进程中，进行往右下调向，并由于底部仰拱经水浸泡后已丧失承载力及姿态发生偏差后PPS导向系统无法正常工作，TBM步进及掘进后，姿态发生严重失控，成洞轴线与设计轴线发生较大偏差导致管片无法安装，TBM在停机时间过长的情况下，因围岩收敛，造成TBM被困。 处理方案及过程：采用人工风镐开挖＋钢支撑超前小导管锚喷网支护进行开挖，帮助TBM脱困，开挖掌子面超前刀盘面约2.5m，TBM脱困后在掌子面施作砼反力墙，采用方木加工反力架，TBM在双护盾模式下实现整体后退约9m，后退后在刀盘与掌子面之前施作砼钢轨导向台，以进行TBM调向。掌子面施作砼封闭环，以保障TBM始发掘进时掌子面围岩的稳定。 喷射砼封闭环 第五次脱困施工 时间：30天 地质情况：侵入石英闪长岩，石英含量高，围岩微解理裂隙发育，稳定性差，易发生坍塌，暂时无水。 被困原因：TBM调向掘进后，姿态处于可控状态，但由于地质破碎，拱顶发生较大规模坍塌（塌腔最高处约10m），周边围岩收敛变形，将盾壳抱死，TBM被困。 处理方案及过程：从倒数第五环管片C片钢管片开口进入盾壳处，并从后向前自大跨下50cm以上部份开挖收敛围岩及塌体，并进行钢支撑超前小导管锚喷网支护，如塌体过高，用从塌体上方通过的方式。计划开挖至掌子面前1.5m，将掌子面加固后进行TBM掘进。本次脱困施期间，塌腔仍不时有掉块，塌腔有继续扩大的可能。 掌子面围岩及刀盘处塌腔 伸缩盾部位塌腔 尾盾处塌腔 尾盾支护施工且塌腔在进一步扩大 三、某项目TBM的脱困处理 某项目自发生大卡机以来，共历时551个日历天，施工进度完成1456.6m，平均日进度2.6m。施工过程中遇到的主要问题是地质问题，因地质原因导致TBM频繁卡机，影响工程推进。TBM掘进以来各年度完成情况如下表所示 年度 年度掘进（ m） 年度平均月进度（m） 开累完成 （m） 开累平均月进度（m) 备注 928.5 309.5 928.5 309.5 其中含步进466.5m 3062.7 255 3991.2 266 444.4 37 4435.6 163.5 81.1 27 4516.9 150.5 2．卡机情况 （1）卡机现象 TBM在施工过程中，发生的卡机现象主要有以下几种情况： ① 卡刀盘 掌子面围岩破碎不能自稳引起坍塌，大量破碎的石块、石碴夹泥水涌入刀盘，皮带机出碴量剧增，刀盘扭矩和电机电流急剧上升，最终导致刀盘无法转动及皮带机无法运转。进入2011年后，围岩变化的范围更短、更频繁，有时掘进2m围岩即发生变化，因掌子面坍塌发生TBM刀盘被卡的情况最多，如下图所示。 ② 卡前盾 由于围岩大变形，围岩破碎应力作用在盾壳上产生的 卡机情况 刀盘被破碎围岩卡死 刀盘内涌入大量石渣 摩擦力大于主推进油缸的最大推力（系统压力上升至最大推进压力345bar），掘进机无法前进，前盾被卡，最严重时将前盾与外伸缩盾的连接螺栓拉断一次，如下图所示。 前盾被破碎围岩卡死（下图 前盾被围岩抱死（上图） ③ 卡支撑盾 围岩变形量大，挤压支撑盾，掘进机换步时辅推油缸压力持续增大，达到最大极限值700bar时仍不能克服围岩作用在支撑盾上的压力，支撑盾不能前移、无法实现换步。具体如下图所示。   支撑盾被破碎围岩压死 支撑盾被围岩抱死 ④ 卡尾盾 围岩在地应力作用下持续收敛变形，挤压尾盾向内收缩，尾盾与管片之间没有间隙，甚至管片楔形块都不能安装到位。在围岩收敛速度比较快时，围岩和管片的共同挤压作用将尾盾死死地夹住，造成支撑盾换步时辅推油缸压力达到极限仍无法前移，严重时将尾盾与支撑盾的连接螺栓拉断，尾盾与支撑盾脱开。围岩的挤压也导致尾盾变形，侵占管片安装净空，导致管片安装成型质量极差，局部地段被迫采取型钢支护后再浇混凝土衬砌的方式进行施工支护，勉强确保TBM后配套顺利通过。 （2）卡机统计 TBM 掘进以来，共发生大小卡机22次，TBM一直处于卡机→脱困→缓慢掘进几环→再卡机→脱困施工之中。全年卡机时间299天，占全年施工时间的82%。TBM掘进以来发生的卡机情况如下表所示。 卡机原因 卡机次数 累计影响时间（d） 备注 卡刀盘