北疆某輸水隧洞開敞式TBM卡機脫困施工探析

趙飛

（新疆維吾爾自治區水利水電勘測設計研究院有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

1 工程概況

北疆某工程深埋無壓輸水隧洞采用敞開式TBM 進行施工，該工程地質情況復雜、多變，極易在施工掘進中遇到破碎帶并發生塌方，造成TBM刀盤被掌子面坍塌圍巖卡死，護盾被破碎體壓住，造成TBM 掘進機卡機被困情況[1-5]。為使TBM 掘進機快速脫困，不影響施工進度及整個目標工期，須先掌握掌子面前方塌方及地質情況，之后加固已開挖支護段的圍巖，依據已掌握的情況作出分析，制定切實可行的脫困施工方案，并通過注漿對護盾上方及前方圍巖進行固結，使松散巖石固結成一個穩定的整體，避免清除刀盤及護盾周圍虛渣時發生二次塌方及安全事故，待虛渣清除完畢且不影響刀盤掘進后，可緩慢轉動刀盤向前推進，最終使TBM 安全脫困。

該工程為長距離輸水工程，其中，KS 隧洞總長283.30 km，為無壓輸水隧洞，隧洞平均埋深為428.00 m，最大埋深為774.00 m，縱坡為1/2 583。KS 隧洞地質條件復雜、多變，應采用開敞式TBM（全斷面硬巖掘進機）、礦山法等多種掘進方式相結合進行施工。TBM掘進洞段的長度為17 888.00 m，樁號為155+000.00～172+888.00，開挖洞徑為7.00 m，為逆坡掘進。

2 地質情況

2.1 地質條件

樁號162+046.00～160+026.60段埋深為508.00m，揭露1 條斷層，斷層上盤面從樁號160+046.00 洞底出露，斜向上游相交于洞頂樁號160+037.00。斷層上盤面產狀為50°SE∠30～40°，傾向下游，與洞軸線成88°夾角，斷層面起伏、粗糙，斷層出露最大寬度約為2.00 m。斷層帶內以黑色炭質砂巖為主，斷層上盤面附近附著10 cm 厚斷層泥，斷層帶內平行上盤面的結構面發育，微張1.0～5.0 mm，充填黑色巖屑，結構面起伏粗糙，發育間距一般為0.20～0.40 m，另有與斷層上盤面近垂直的短小節理發育。……