斷層巖溶及地下水等不良地質地段TBM施工預案的探討

劉大鵬

摘 要：從目前TBM施工方法的應用來看，遇到斷層、巖溶及地下水等不良地質地段時，應當根據TBM施工方法的特點做好施工預案的編制。不但要正確考慮TBM施工特性，同時還應當對斷層、巖溶及地下水等不良地質地段的影響因素進行全面的分析。因此，在不良地質地段的施工過程中，應當從提前做好地質條件預報，合理調整掘進參數以及制定具體的TBM施工措施等方面入手，合理地使用TBM施工方法，保證不良地質地段的施工能夠取得實效。

關鍵詞：TBM施工 斷層巖溶 不良地質地段 施工預案

中圖分類號：TD265 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（b）-0058-02

基于對TBM施工方法的了解，目前TBM施工方法的用途比較廣泛，在掘進施工中取得了積極的效果，但是TBM施工對施工地段的地質條件也有一定的要求，如果遇到斷層、巖溶及地下水等不良地質地段，那么在TBM施工方法的應用過程中就應當編制有效的施工預案，并且根據TBM施工方法的實際特點，探討在斷層、巖溶及地下水等不良地質地段中如何有效地應用TBM施工技術，為TBM施工方法的運用以及掘進施工奠定良好的技術基礎，提高整體施工質量。

1 在斷層、巖溶及地下水等不良地質地段施工中，應提前做好地質條件預報

（1）提前進行施工地段的地質情況調研，從目前掘進施工來看，如果施工地段的地質條件相對特殊，那么就應當提前做好施工方法的調整和施工工藝的修訂。為了保證掘進施工能夠取得積極效果，應當在施工之前提前進行施工地段的地質情況調研，認真地分析施工地段的地質條件特征與地質特點，查看施工地段是否存在斷層、巖溶及地下水等不良地質因素。如果存在，應當將情況進行匯總為下一步的施工方法選擇和施工方案的調整奠定基礎。

（2）根據施工地段的地質情況進行地質條件預報，在前期施工地段的地質情況調研過程中，根據施工地段的地質情況應當進行地質條件預報，有效地將地質條件信息預報給施工單位，為施工單位下一步的施工奠定良好的信息技術基礎和數據基礎，保證施工單位能夠根據施工地段的地質情況進行施工技術的選擇和調整。所以，合理地進行地質條件預報并解決地質條件預報過程中的信息和施工技術的針對性問題，對于做好TBM施工方法的運用具有重要作用。

（3）在特殊地質地段地質條件預報中對關鍵信息進行預報，在施工地質地段條件預報過程中，如果遇到特殊地質地段，那么在地質條件預報過程中應當對關鍵的信息進行預報，其中應當包括地質地段的屬性，例如：是否是斷層巖溶及地下水地段。同時還應當對地質地段的危險因素進行合理的分析，地質地段存在塌陷或者影響掘進等因素。因此，在特殊地質地段地質條件預報中，對關鍵信息進行預報是提高預報效果的重要措施。

2 在斷層、巖溶及地下水等不良地質地段施工中，應合理調整掘進參數

（1）根據地質條件，對TBM施工方法的掘進參數進行調整，通過前期的施工地段地質情況調研，能夠掌握施工地段是否是特殊地段。在存在斷層、巖溶及地下水等不良地段施工過程中，應當對TBM施工方法的掘進參數進行調整。由于施工地段情況特殊，如果還采用原有的TBM施工掘進參數，那么與實際的地質條件無法相符，在實際施工中也無法實現，對整體施工效果會造成較大的影響。因此，應當對掘進參數進行調整。

（2）保證掘進參數與TBM施工方法相匹配，基于對TBM施工方法的了解，掘進參數的設定與TBM施工方法應當是相匹配的。如果在特殊地質地段的施工中TBM施工方法不能夠與掘進參數相匹配，那么TBM施工方法在運用過程中將會受到較大的影響，對掘進參數也會有一定的影響。因此，合理地設定決定參數并根據施工方法有效地調整掘進參數，是在特殊地質地段施工的重要措施。

（3）在施工中檢驗掘進參數的匹配情況并予以調整，由于斷層、巖溶及地下水等不良地質地段是不斷發生變化的，而且TBM施工方法在實際運用過程中也存在一定的不確定性，掘進參數調整之后并不是一成不變的，而是要根據TBM施工方法的運用以及施工中的實際情況檢驗掘進參數的匹配情況是否良好，對于已經發生變化的應當進行有效的調整，保證施工中掘進參數與施工方法能夠有效匹配。

3 在斷層、巖溶及地下水等不良地質地段施工中，應制定具體的TBM施工措施

（1）斷層地段TBM施工措施，TBM掘進過程中，對較小斷層處理，撐靴以上緊貼巖面掛Φ8@100 mm×100 mm或Φ8@150 mm×150 mm鋼筋網；打系統錨桿（Φ22、L=2.5 m），錨桿間距0.8～1.0 m；視情況架立Ⅰ16拱架，間距1.1～1.2 m，拱架之間打入長錨桿。

在斷層地段的TBM施工過程中，應當對小斷層進行有效處理，其中小斷層對TBM施工影響較大，由于小斷層間距較小，并且排列不規則，在TBM施工方法應用過程中會對掘進速度和掘進效率產生較大的影響，同時也會對掘進安全性造成影響。因此，在不良地段施工過程中，應當根據小斷層的實際特點對小斷層進行有效的處理，消除小斷層的安全隱患。

（2）巖溶地段TBM施工措施。在軟弱圍巖地層中施工時，超前小導管用于開挖后拱部不能自穩的情況。采用超前小導管支護預加固地層，通過注漿，使小導管周圍巖體固結形成承載殼，在小導管和承載殼的棚作用下，開挖時可有效控制拱頂坍塌，保證安全施工。

對于巖溶地段的TBM施工而言，應當合理地采用超前小導管將開挖后的穩定問題予以解決，同時還應當采取注漿的方法保證掘進后區域能夠得到有效加固，提高掘進的安全性。隨著掘進的深入，能夠保證掘進過程中的支護問題得到有效解決。所以，對于巖溶地段的TBM施工而言，利用超前小導管解決澆筑問題并提高支護強度，對巖溶地段的TBM施工具有重要作用。

（3）地下水地段TBM施工措施。①在TBM掘進過程中出現涌水，如涌水量較小，采用TBM設備上的6'水泵進行抽排；當涌水量較大，超過TBM隨機配備6'水泵的抽排能力，啟動應急備用水泵（在TBM上備用了3臺WQ100-80-20-7.5污水泵）將水排至后備套以后，并全部啟動沿線水泵，將水排至洞外。②如涌水量采用水泵抽排仍得不到控制，TBM停止掘進，采用超前小導管注漿，形成帷幕，加固圍巖。

對于地下水地段TBM施工方法在運用過程中特別要注意掘進過程中的涌水情況，如果涌水量較小，可以采取掘進設備中的水泵進行污水抽排。如果用水量較大，TBM設備中的水泵已經不能有效工作，那么就應當及時地停止TBM施工，保證TBM設備完好。與此同時，應當采取專業的抽水設備進行抽水，還應當加強掘進隧道的支護，加固圍巖，保證已經掘進完成的部位能夠得到有效加固，避免對已經接近完成的部位造成損傷。

4 結語

通過該文的分析可知，TBM作為一種特殊的施工方法，在掘進施工中得到了有效運用。但是考慮到掘進過程中的地形因素以及掘進過程中會遇到斷層、巖溶及地下水等不良地質地段，在TBM施工方法應用過程中應當根據特殊地段的實際特點，對掘進參數進行調整，并根據斷層、巖溶及地下水等不良地質地段制定有針對性的施工方法和應急預案，保證TBM施工能夠得到有效執行。由此可見，加強對TBM施工方法的了解，并根據斷層、巖溶及地下水等不良地質地段制定完善的施工預案，對提高TBM施工質量具有重要作用。

參考文獻

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