開敞式TBM遇破碎圍巖卡機脫困處理淺析

(四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，成都，611130)

1 工程簡介

某隧洞工程采用國產開敞式TBM掘進施工，其開挖總長20.69km，洞室斷面為圓形，開挖直徑7.0m。

隧洞沿線地形為剝蝕丘陵地貌，地形略起伏，多發育丘陵。巖性為石炭系及泥盆系凝灰質砂巖，巖層產狀309°NE∠55°，巖層走向與洞線方向夾角24°～52°，洞身段巖體完整、新鮮，呈厚層狀，石英含量5%～10%，隧洞埋深約100m，處在新鮮基巖內，為堅硬巖，圍巖整體穩定性好。

隧洞施工過程中以滲水、滴水為主，局部會有線狀流水發生，估算該隧洞段總涌水量Q=114m3/h～508m3/h；地下水中SO42-含量103.4mg/l～351.5mg/l，對普通混凝土具有弱腐蝕性，Cl-含量16.9mg/l～177.0mg/l，對鋼筋混凝土中的鋼筋具有弱腐蝕性。

2 TBM卡機發生及現場處理情況

TBM掘進完成923m施工至樁號3+083時，頂拱部位發生了小規模的掉塊，現場采用HW150鋼拱架進行支護，拱架間距90cm，頂拱150°范圍采用φ16鋼筋排，間距10cm，同時頂拱150°范圍采用應急噴混凝土進行支護。從3+083掘進至3+093時，松散的巖體不斷掉落通過刀盤從皮帶機帶出，頂拱小的掉塊逐漸擴大為較大空腔，巖石破碎伴有滲水，現場判定該段圍巖為Ⅳ類；由于頂拱以上塌腔越來越大，現場決定停止掘進并對出露的空腔區進行應急支護。當現場完成拱架、鋼筋排、應急噴混凝土封閉支護區并形成拱圈后(空腔待后續回填輕質混凝土)，再次恢復掘進時發現刀盤無法轉動；人工拆卸中心刀進行檢查，發現大量碎渣堆積于刀盤正前方及護盾左上側部位，沿著掘進方向，塌腔規模由小變大。

2.1 刀盤無法轉動形成卡機過程和原因分析

(1)掘進至樁號3+093時，停機處理已掘進段的空腔。……