引红济石越岭隧洞TBM法施工工程地质条件评价及对策王飞

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新型化学灌浆技术在TBM围岩加固中的应用

新型化学灌浆技术在TBM围岩加固中的应用
部 分 组 成 。T M 施 工 段 主洞 总 长 1 4 . B 114 8m。
() 3 良好 的可控性 。材料 的胶凝 特性 、 物理 力学性 能等 可 通 过调 整各 组分的配 比来实现 , 该特性 比混凝 土灌 浆材料更 容
工程地 处秦岭 山脉腹 地 , 受区域 构造活 动影响 , 程地质 工 构造复杂 , 断裂构造发 育。T M施 工段洞室 埋深 一般 为 10— B 5 30m, 0 最大 为 4 0m。围岩 以 Ⅲ类 围岩为主 , 5 Ⅲ类 围岩约 占隧 洞总长 的 6 % ,I 和Ⅳ类 围岩 占隧洞 总长 的 1% , 3 I类 4 V类 围岩
继续施 工 。传统化学灌 浆材料 和施 工技 术难 以满足 该条 件下 安全 、 快速 、 高效生产的需要 。 化学灌浆就是利用 灌浆 泵压 力将化 学灌浆 材料 灌 注到钻 孔和岩土裂隙或混凝土裂缝 内, 经凝胶 固化使 松散或破 碎的 围 岩、 混凝 土或散粒体胶结成 连续 体 , 复结构的整体 性 , 恢 以达到
后 配 套 能 在 富 含 地 下 水 的破 碎 带 中缓 慢 前 行 , 证 了 T M 的 开 挖 进 度 。 保 B


词 :T M;不 良地质 ;化 学灌浆 ;围岩加 固 B
文献标识码 : A d i1 .9 9 ji n 10 —3 9 2 1 .6 0 1 o:0 36 /.s .0 017 .0 00 .6 s
中 图 分 类 号 :T 5 3 V 4
双护盾 T M地 质适 应性 差 , B 主要用 于岩 体较 为完 整 的硬 岩地质洞段 J 。深 埋长 隧洞地 质条 件复 杂 , 岩完整 性 差 围 强度低 、 抗风化能 力弱 , 有些 岩体 劈裂 结构 面发育 , 有弱 、 具 中 等膨胀性 , 局部还 出现强膨胀性 , 甚至遇 水膨胀 、 失水 干缩的特 点 。T M开挖这些地质 洞段 时, B 围岩稳 定性 明显降低 , 有可 极 能出现严重塌方 、 刀盘 被卡 死无 法掘进 的情 况 , 加之 有些 岩体

隧洞突涌水、突泥不良地质条件洞段施工措施

隧洞突涌水、突泥不良地质条件洞段施工措施

隧洞突涌水、突泥不良地质条件洞段施工措施1、采取综合超前地质预报手段,尽可能的探明地下水在施工接近可能产生突然涌水地段时,充分利用TBM上配置的超前地质预报手段,做好超前地质预报,以探明掌子面前方隧洞的水文地质情况;接近含水体时利用超前钻孔进行水量和水压测试,判断水的方向及突水的危险程度,根据涌水量和水压确定灌浆止水方案。

采用地质调查、物探和钻探等方法对隧洞掌子面前方的不良地质条件进行地质勘查及综合地质预报,以便及早准备应对措施,减小产生大量突涌水而带来损失。

在保证隧洞施工安全的前提下,实现隧洞快速施工,减小风险。

对于掌子面前方,采取联合探测的方法。

(1)利用TBM配备的超前钻机钻孔,根据钻孔时钻机的推力、扭矩和钻进速度,预测前方地质和地下水情况。

(2)必要时采用安伯格测量技术公司研制的TSP203探测系统进行隧洞施工中长期预报。

(3)根据地质预报方法得出的数据进行施工地质预测,及时调整施工方法,采取积极措施保证施工安全。

(4)对于存在大范围涌水地段,可利用TBM所配备的钻孔注浆设备实施地层加固处理,把具有填充和凝胶性能的浆液材料压入所需加固的地层中,经过凝胶硬化作用后填充和堵塞地层中的裂隙,减少注浆区地层渗水系数及隧洞开挖时的渗水量。

2、设置完善的排水系统(1)加强TBM主机的排水能力在TBM后部设置2套移动式排水系统,通过排水管直接抽排到TBM后配套尾部,正常施工排水采取1套排水管路,突发涌水时采取2套排水管路同时运行确保设备和人员安全,本标段隧洞为顺坡排水,从TBM前方抽排到TBM 后配套顺流到洞外。

3、涌水洞段钻爆法施工措施突涌水洞段采用YT28风动凿岩机钻孔,人工装药。

由于药卷装入后容易被涌水、突泥冲出,须将绑扎药卷用的竹片换成Ø6.5钢筋,同时在爆破孔孔口处用小石块堵塞,卡住钢筋以防止被水流冲出。

4、堵水灌浆施工方法(1)大涌水点封堵,先打分水孔镶铸灌浆管,以涌水点为中心打1.5m×1.5m的灌浆孔,孔深5m,若干排环(视具体情况而定),镶铸1灌浆管双液法灌注。

小断面特长隧洞TBM施工独头通风技术浅析

小断面特长隧洞TBM施工独头通风技术浅析

•104 •价值工程小断面特长隧洞TBM施工独头通风技术浅析The Analysis of Single Head Ventilation Technology on Small Section and Super-long TunnelTBM Construction贺广学 HE Guang-xue(西安建筑科技大学管理学院,西安710055 )(School o f M anagem ent,Xi'an U niversity o f Architecture and Technology,Xi'an710055 ,China)摘要:小长隧洞的通风一直都是困扰隧洞施工的关健性难题。

文中以引红济石引水隧洞TBM施工通风为例,通过独头压入式通 风方式的分析与选择,合理计算风量和风压,科学配置GIA风机和风管,有效解决了长隧洞独头压入式通风风量大、风压高的制约, 取得了明显的经济效益,值得类似施工工况下隧洞通风的推广应用。

Abstract:The ventilation o f sm all long tunnel has a lw-a y s been a key problem for th e construction o f tunnel.The article is based o n th e TB M construction ventilation o f w ater division tunnel o f Transfer W ater fro m H ongyan River to Sh itou River.T hrough th e analysis an d selection o f single head forced ventilation m ethod,th e w ind volum e and w ind pressure are calculated reasonably,and GIA fan and w in d pipe are scientifically configured,effectively solving th e restriction o f th e long tunnel single head forced ventilation large w ind volum e an d high w ind pressure,and significant econom ic benefits have been achieved,w hich is w o rth popularization and application in tunnel ventilation under sim ilar construction conditions.关键词:小断面;特长引水隧洞;TBM施工;GIA风机;独头压入式通风Key words:sm all section;super-long diversion tunnel;TB M construction;GIA fan;single head forced ventilation中图分类号:TV554 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2017)29-0104-03〇引言 设施通风,对不设竖井、斜井的长隧洞通风并不常见。

引红济石工程Ⅱ标主洞出渣方案论证

引红济石工程Ⅱ标主洞出渣方案论证

改线支洞的施工改变 了施工 出渣运输条件和施x g 境 ,加 大 -.
了主 洞 的 出渣 施 工 和 施 工 通 风 的 难 度 ,并 对 主 洞 施 工 提 出 了
更高的要求 。 针对新 的施 工环境和施工条件, 出了三套主 洞 提 出渣方案, 从技术 、 经济和安全等方面进行 了方案 比选。
特大 涌泥 突水 后 ,撑支 洞进 行 了改线 施工 。 2 改线支 洞 全 长 154 成洞 洞径 5 mx . 宽 × 。 9. m, . 40 4 m( 高)
3主洞 出渣初 步方案
2 洞 改线施 工 以后 ,大 大 加大 了主 洞 施工 出 群支 渣 运输 的难 度 。根 据 改 线后 的施 工 情况 可 选 处理 方
责 施工 单位 提 出了改 线施 工方 案 。改线 支 洞起 点 为
K + ., 0 13 终点为主洞 K + 3 . 改线支洞的桩号为 15 32 1 f 1
NK + . NK —8 .)总长 1 5 m。 0 I 35至 I 00 1 , 9 9. 4
【 键词】 关 新施 工条件 ; 有轨运 输; 无轨运输 ; 有轨 无轨结合运
1 2 3
出渣 ; 是有 轨 无 轨 结合 运 输 方 案 ( 案 3 , 三 方 ) 即支 洞
里采 用 无轨 运 输 , 主洞 采 用 有轨 运输 , 利用 转 载设 备
把有 轨运 输和无 轨运 输 结合起 来 。
工程施工技术I l
Cnr tneh ly osui cno tcoT ogI
2i j施工 支洞 , 585 支洞 轴 线与输 水隧洞 轴线 平 ! } 长 6.m。
面交 角大 致为 5 。45 ”支洞 断 面为 圆拱直 墙型 , 9 2 , 成 洞洞 径 5 mx . ( 高) 2 0 . 4 m 宽× 。 0 7年 1 4 0 0月 2 6日发 生

隧道施工中如何应对复杂地质条件

隧道施工中如何应对复杂地质条件

隧道施工中如何应对复杂地质条件在隧道施工过程中,复杂地质条件是经常遇到的难题。

这些复杂地质条件可能包括软弱围岩、断层破碎带、岩溶地貌、高地应力、瓦斯地层等等,它们给施工带来了巨大的挑战,如塌方、突水突泥、围岩大变形等,不仅影响施工进度,还可能威胁施工人员的生命安全。

因此,如何有效地应对复杂地质条件,是隧道施工中至关重要的问题。

首先,施工前的地质勘察工作必须要细致和全面。

这是应对复杂地质条件的基础。

通过地质钻探、物探等手段,尽可能准确地掌握隧道沿线的地质情况,包括地层岩性、地质构造、地下水分布等。

同时,还应结合区域地质资料进行综合分析,预测可能出现的复杂地质问题,并制定相应的预案。

在软弱围岩地段施工时,需要采取特殊的支护措施。

软弱围岩自身稳定性差,容易发生变形和坍塌。

通常会采用超前支护,如超前小导管、超前管棚等,来加固前方围岩。

开挖时应采用短进尺、弱爆破或机械开挖的方式,减少对围岩的扰动。

及时施作初期支护,包括锚杆、喷射混凝土、钢拱架等,形成有效的支护体系,控制围岩变形。

断层破碎带是隧道施工中的一个重大隐患。

在穿越断层破碎带前,要加强超前地质预报,准确判断断层的位置、规模和性质。

施工时,可以采用注浆加固的方法,提高破碎带围岩的强度和稳定性。

如果断层破碎带内有大量地下水,还需要进行排水处理,降低水压。

开挖方式要根据具体情况选择,一般采用台阶法或环形开挖预留核心土法,并加强支护。

岩溶地貌在隧道施工中也较为常见。

岩溶可能导致溶洞、暗河等不良地质现象。

施工前要通过地质勘察和物探等手段查明岩溶的分布范围和规模。

对于小型溶洞,可以采用回填、跨越等方式处理;对于大型溶洞和暗河,需要制定专门的处理方案,如架设桥梁、修建涵洞等。

同时,要做好防排水措施,防止岩溶水对隧道造成危害。

高地应力地区的隧道施工容易出现围岩大变形。

在这种情况下,需要进行地应力测试,了解地应力的大小和方向。

开挖时要选择合理的断面形状和开挖方法,尽量减少围岩的应力集中。

TBM在施工过程中存在的问题及改进建议 高翔

TBM在施工过程中存在的问题及改进建议 高翔

TBM在施工过程中存在的问题及改进建议高翔摘要:隧道掘进机(TBM)是一种用于岩石隧道施工的工业化施工技术。

主要由主机、连接桥、后配套及辅助设备组成,各部分由相应的液压系统、电气系统、PLC逻辑程序等控制。

TBM集大型化、机械自动化、流水化、系统化于一体,在隧道施工过程中,实现工厂生产。

TBM广泛采用监控、远程控制和电子信息技术对施工过程进行指导和监控,使掘进过程始终处于最佳状态,与传统的钻爆方法相比,具有高效、快速、优质、安全的优点。

关键词:盾构;施工过程;问题;改进建议1概述TBM(TunnelBoringMachine全断面隧道掘进机)是集机、电、液、光技术于一体的高度机械自动化的地下工程施工设备,具有安全、优质、高效、快速、环保等特点,在深埋地下超长隧洞工程施工领域具有广泛的应用前景。

原则是使用轮滚刀旋转刀头的挤压和剪切破碎岩体巷道掘进机,通过旋转刀盘上的铲斗齿拾起石渣,落入主机皮带机上向后输送,再通过牵引矿渣车或隧洞连续皮带机运渣到洞外。

开敞式TBM适用于围岩整体较完整,有较好的自稳能力中硬~坚硬地层(单轴抗压强度50~350MPa),采取有效支护手段后,也可适用于软岩隧道。

单盾TBM主要用于单轴抗压强度小于50MPa的软岩巷道。

双盾TBM具有单盾机的功能,同时增加了隧道后墙支撑的驱动方式,使其能在坚硬的围岩中快速推进,双盾TBM增加了长盾的启动系统和伸缩盾。

2设备掘进生产过程中的问题及解决建议2.1部分传感器在TBM中的适应性TBM是一种大型工程设备,内部采用了大量传感器监控设备运行。

例如,压力传感器用于测量液压、水和压缩空气系统的压力;激光测距传感器用于测量液压缸行程;感应式接近传感器用于限制设备的移动;脉冲发生器测量石油的流量。

一些传感器在高振动、高扬尘的环境中难以正常工作,影响设备的整体运行。

2.2移动式布料带机存在的问题TBM掘进过程中,采用皮带机将渣仓渣土运输至矿用轨道机车料斗的方式进行出渣。

陕西省引红济石工程遥感工程地质研究

洞 线 全 长 1 . 3k 。 97 m 3
2 区域地质概述
2 1 地 形地貌 .
工程 区地处秦岭 山脉腹地 , 属秦岭 中山区, 山脉 总体东西走
向, 地势西 高东 低 、 南北 高 中部低 , 位于 中部 的太 白盆地近东 西 向展布于群 山之 中, 区内高差可达 2 0 0m左右。盆地南北 山区 0
强、 比值 变换 、 主成 分变换 、 差增 强、 反 空间滤波、A S R图象与多光谱 图象复合 处理等 多种 处理技术和 方法, 突出 和增强 了地层 岩性 、 线性构造 、 下水等的相关信息。对提取 ( 地 解译 ) 工程 区主要 工程地质 问题起到 了较好的成
效。


词: 引红济石调 水工程 ; 遥感 ;工程地质 ;GS I;图象处理 文献标识码 : A 约 1 m, 5k 南北宽 3 m, 面高程 180~1 0 。盆地东侧 ~5k 地 0 0m 5 的五里坡为长江水 系与黄 河水 系的分 水岭 , 海拔 170—200 0 0 m, 与东部 的石头河高差约 20m, 5 分水岭东坡陡西坡缓 。
维普资讯
第 3 卷 第 9期 8 2 00 7年 9 月
人 民 长 江
Ya gz Ri e n te vr
Vo . 8. 1 3 No.9 S p. e , 20 07
( 转第 7 下 1页 )
文 章编 号 :0 1 4 7 (07 0 —05 —0 10 — 1920 )9 05 3
以太 白盆地 为界 , 北部 山区 山脊 、 河流走 向以南北 向为主 ,
南部 山区以北东和北 西向为主。区内主要河流有长江的四级 支
流 红 岩 河 和 黄河 的 三级 支流 桃 川 河 。

复杂不良地质下TBM施工处置方法及费用解决方案探讨

复杂不良地质下TBM施工处置方法及费用解决方案探讨摘要:合理选择复杂不良地质下TBM施工处置方案,才能更好地发挥TBM的掘进效率和控制投资。

因此,对于复杂不良地质下TBM施工处置方法的选择及费用解决方案的探讨具有重大的意义。

关键词:不良地质;施工处置方法;费用解决方案1 引言TBM施工具有快速、优质、安全、环保、自动化、信息化程度高等特点,在长大隧道工程中运用较多。

但TBM也存在着一定的局限性,如:地质适应性较差、不适应中短距离施工、断面适应性差、设备购置及使用成本高等。

TBM施工遭遇复杂不良地质,只有合理选择施工处置方案,才能更好地发挥TBM的掘进效率和控制投资。

因此,对于复杂不良地质下TBM施工处置方法的选择及费用解决方案的探讨具有重大的意义。

2 TBM掘进不良地质段定义TBM掘进不良地质段一般定义为对隧道TBM施工、结构安全等方面造成极不利影响的地质环境段落,主要表现为掘进地层设计为Ⅳb和Ⅴ级围岩,同时处于断层破碎带、蚀变岩及节理密集带、突泥涌水、岩爆、软质岩变形、高地应力、高地温等一种或多种特殊工况条件。

3 不良地质对TBM掘进影响TBM遭遇不良地质后,导致TBM设备无法持续工作,需针对不同情况采用不同处理方案及时脱困。

在TBM停机过程中,TBM设备自身的撑靴、液压、电气、通风制冷、数据采集传输处理、内循环等系统仍在工作,其配套的人员及设备效率低下,对施工及成本造成较大影响。

4 TBM遭遇不良地质处理方案4.1现场不良地质预判除采用多种地质预报手段相互印证预判外,亦可通过掘进参数、渣样、涌水携渣及地质素描说明掌子面围岩变化情况。

4.1.1掘进参数推力降低说明围岩强度降低;扭矩/皮带机压力增大说明掌子面垮塌,护盾压力增大说明盾体区域围岩垮塌或沉降变形。

4.1.2渣样渣样呈细颗粒砂状,说明围岩风化程度高;呈碎块状说明完整性差,出现大块则局部垮塌;均匀呈片状,说明围岩完整性好,渣体含水量大,说明地下水发育。

tbm盾构隧道施工方案

tbm盾构隧道施工方案一、工程概况与目标工程位置:本工程位于[具体地点],隧道总长[具体长度],预计穿越多种地层,包括[列举主要地层类型]。

工程目标:在确保安全、质量和工期的前提下,采用TBM盾构法完成隧道掘进,实现精准对接,确保隧道的顺利贯通和后期运营安全。

二、施工准备工作地质勘察:对隧道沿线进行详细的地质勘察,了解地层分布、岩石性质、地下水等情况,为TBM选型及掘进参数确定提供依据。

临时设施建设:建设满足施工需求的临时设施,包括施工便道、供水供电系统、通风排气系统等。

人员培训:对参与施工的人员进行TBM操作、安全施工、应急处理等方面的培训,确保人员具备相应的操作技能和安全意识。

三、TBM选择与配置根据地质勘察结果,选择适合的TBM型号,确保其适应性强、掘进效率高、可靠性高。

配置必要的辅助设备,如输送机、注浆系统、渣土处理设备等,确保掘进过程的连续性和高效性。

四、掘进与支护技术掘进参数:根据地质条件和TBM性能,设定合理的掘进参数,包括推进速度、刀盘转速、注浆压力等。

支护技术:根据隧道埋深、地层条件等因素,选择合适的支护方式,如管片支护、锚喷支护等,确保隧道稳定性。

五、渣土处理与运输渣土分类:根据掘进过程中产生的渣土类型和性质,进行分类处理。

渣土运输:配置合适的运输设备,如渣土车、输送带等,确保渣土及时、高效地运出隧道。

六、监测与安全管理监测项目:对掘进过程中的关键参数进行实时监测,如推力、扭矩、沉降量等,确保掘进过程的稳定性和安全性。

安全管理措施:制定详细的安全管理制度和操作规程,加强现场安全监管,确保施工人员的生命安全和工程设备的完好无损。

七、质量控制与验收质量标准:制定严格的隧道掘进质量标准和验收程序,确保隧道质量符合设计要求。

质量检测:对掘进过程中的关键环节进行质量检测,如管片安装质量、注浆效果等,确保施工质量达标。

八、应急预案与措施制定针对掘进过程中可能出现的突发事件的应急预案,如TBM故障、涌水涌砂等。

TBM导坑超前工法的研究

TBM导坑超前工法的研究——大断面隧道施工方法之一TBM导坑衬砌施工方法是在超大断面隧道的施工方法中,利用TBM快速施工的特征而形成的一种施工方法。

这是一种在开挖主洞之前,先用TBM快速掘进一个超前导坑,进行地质调查、排水、对超大断面隧道围岩改良等作业,而后用爆破法进行扩挖的一种施工方法。

1、TBM导坑的目的超大断面隧道TBM 导坑的主要目的是:〃确认前方围岩的地质状况;〃对前方围岩进行改良;〃高速掘进。

2、适用的地质条件从目前的技术状况看,适用于比较良好的围岩,对不良地质要考虑具有一定的风险。

按日本的围岩分级,Ⅰ~Ⅳa级围岩可以采用,而Ⅳb、Ⅳc级也勉强可以应用,但需辅以相应的辅助工法,因为在这种情况下,围岩崩塌、土砂流出、涌水等,会使掘进成为不可能,软弱的围岩也会造成机体下沉等,因此,需要辅以一定的辅助工法。

Ⅴ、Ⅵ则应另行研究。

3、TBM 的施工长度、掘进速度TBM施工长度,从出碴等施工性考虑,最好在1.5km 以上,如考虑经济性最好在5km以上。

超大断面隧道采用TBM导坑超前工法时,如果另外考虑TBM到机械费用,大概在2km以上是比较适宜的施工长度。

从最近的实绩看,TBM的月掘进速度约在100~350m左右,但遭遇不良地质时,速度会大幅度降低。

4、TBM的形式TBM 的形式有开敞式、复合地质式、全地质式等,最近采用的,有50%以上属于全地质式,越来越多地采用全地质式掘进机是一个趋势。

5、TBM开挖直径TBM 的开挖直径应根据其目的、力学稳定性、施工性、工期及经济性等综合考虑决定。

在地质条件和掌子面稳定性条件的容许范围内,尽可能地采用较大开挖直径的TBM为宜。

日本的经验认为,在超大断面隧道中,为了能够确保主洞围岩改良和补强的空间,最好采用直径 5.9m 的掘进机。

6、TBM导坑的设置位置基本上有四个位置可以考虑。

〃上半断面的顶部(顶设方式)〃下半断面的底部(底设方式)〃两侧壁部(侧壁方式)〃其它位置下面加以简要说明。

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引红济石越岭隧洞TBM法施工工程地质条件评价及对策王飞
摘要:引红济石调是陕西省南水北调工程规划的西线调水方案。

本文依据越岭隧洞的工程地质条件,初步分析了TBM施工中存在的主要工程地质问题,并对施工中出现的主要工程地质问题提出了针对性的处理方法和建议。

关键词:越岭隧洞,TBM法施工,岩溶,涌水
Abstract: from the shaanxi province has red stone is the south-to-north water transfer project planning of water regulation of the scheme. According to the engineering geological conditions of the servants tunnel, a preliminary analysis of the existing in the construction of TBM main engineering geological problems, and appeared in the construction of the main engineering geological problems puts forward corresponding processing methods and Suggestions.
Keywords: servants tunnel, TBM construction method, karst, water gushing
一、工程概况
引红济石调水工程位于陕西省太白县境内,工程拟将长江水系的褒河支流红岩河水跨流域调入黄河水系石头河支流桃川河,年调水量0.94亿m3,属大(二)型水利工程。

引红济石调水工程由关山引水枢纽和引水隧洞两大部分组成。

引水枢纽由混凝土重力式溢流坝、冲砂闸、进水闸和输水暗渠四部分组成,设计坝顶高程1478.50m,溢流堰顶高程1471.50m,坝顶长95m。

引水隧洞沿太白盆地南缘布置,进口位于关山坝址下游560m处的红岩河谷左岸,进口高程1468.47m,出口位于五里坡东桃川河左岸,出口高程1443.72m,洞线全长19.73km。

二、隧洞工程地质条件
设计施工方案由桩号8+600~19+735m段采用TBM法施工,由隧洞出口进洞开始由东向西掘进,TBM施工洞段总长11.135Km。

TBM施工洞段10+000m以前,地貌属侵蚀中山,围岩以条带状大理岩为主,岩体呈块状、层状结构。

深部层理倾角25°~30°,该段工程地质条件复杂,属稳定性差的Ⅲ类~不稳定的Ⅳ类围岩,建议fk=2~4,k0=3~10MPa/cm,E0=3~7GPa,μ=0.25~0.3。

桩号9+203~9+363m,洞室穿越F1断层,断层带岩体为极不稳定的Ⅴ
类围岩。

建议fk=0.8,k0=1.0MPa/cm。

桩号12+185~15+210m段,地貌属冰碛台地,冰碛漂(块)石厚80~150m,围岩为云母石英片岩、绿泥石片岩等,岩体呈中厚层状~片状结构,硬质岩偶夹软质岩,地下水丰富,岩层走向与洞线夹角20°~40°。

物探揭示2条断层在洞室约13+150m、13+900m处穿过,该段洞室工程地质条件复杂,属稳定性差的Ⅲ类围岩,建议fk=4,ko=8MPa/cm ,Eo=5GPa,μ=0.27。

桩号15+210~19+100m段,地貌属侵蚀中低山,岩体呈中厚层~片状结构,岩性复杂。

隧洞基岩埋深240~360m据ZK22孔揭示,孔深62m出露层间裂隙承压水,涌水量为17L/min。

岩层走向与洞线夹角一般20°~40°,该段属稳定性差的Ⅲ~Ⅳ类围岩。

建议fk=2~4,ko=5~8MPa/cm,Eo=3~5GPa,μ=0.27。

桩号19+100~19+735m段,地貌属侵蚀中低山,洞室穿过围岩为角闪片岩和花岗岩侵入体,岩体较破碎。

洞室位于地下水位以下,洞室围岩厚度40~80m。

该段属稳定性差的Ⅳ类围岩,建议fk=3,ko=3.0MPa/cm,Eo=6GPa,μ=0.25。

三、TBM法施工洞段存在的主要工程地质问题
1.围岩的可钻性评价
围岩的可钻性从围岩强度、耐磨性、完整程度等方面来评价,评价的具体指标为饱和抗压强度、硬度、石英含量等。

通过大量的试验确定:岩层属中硬~坚硬岩石,强度高。

大理岩、片岩夹层属软质岩石,强度低。

综上所述,隧洞围岩的饱和抗压强度Rb=54.7~175MPa,属坚硬岩石,适合TBM施工,但刀具消耗大,硬质岩中软岩夹层可钻性及适宜性较差,设计应充分考虑这一因素。

2.岩溶问题
TBM法施工洞段,8+600~12+185m长3.585km属大理岩洞段,岩溶发育程度一般较弱,但很不均一,岩溶形态以溶隙、溶孔为主,且有少量小溶洞,对TBM施工影响不大。

据线路钻孔揭示地下岩溶不发育。

大理岩与片麻岩结合紧密,未见接触带发生溶蚀现象。

3.地下水
根据遥感工程地区报告,TBM法施工洞段小罐子以东长1.48km为地下水富集区。

特别是F1等断层破碎带施工初期可能出现高压水流。

根据1#施工支洞揭示大理岩洞段的涌水以线状滴水和股状涌水为主,该段洞500m的大理岩段观测涌水量为2000~2200m3/d。

出现较大和较长的突水性线状涌水洞段,建议在TBM施工洞段,重视加强超前预测预报工作。

4.断层破碎带问题
TBM法施工洞段在桩号9+728~9+859m、18+623~18+664m穿过F1、F27等5条断层。

其中F1与洞线交角小,断层破碎带沿洞线出露宽度160m。

F27、F28、F29与洞线近直交,倾角大,断层破碎带沿洞线出露宽度约30m。

断层破碎带及其影响带,岩体呈散体状或破碎,为极不稳定的Ⅴ类围岩,施工时TBM 遇到的主要危险是被岩层夹住,进退不得甚至被塌方的岩石埋掉。

应采取必要的辅助措施。

建议根据地质情况采用喷锚、挂网、固结灌浆等综合措施加固岩体和排水减压。

总之TBM施工洞段围岩以硬质岩为主,岩体完整性较好,属稳局部定性差的Ⅲ类~不稳定的Ⅳ类围岩。

片岩段岩相复杂,岩性变化大,软硬相间岩层结构给TBM选型有一定的制约;全洞段地下水丰富,可能存在层间裂隙承压水,施工时可能有突发涌水和存在较高的承压水头。

四、结论和建议
1.引水线路位于太白盆地中南部,隧洞穿越的地层岩性主要为秦岭群变质岩及少量的花岗岩。

洞室全部位于基岩之中,围岩软硬相间,以弱~微风化为主,多属稳定性差的Ⅲ类围岩;但在隧洞桩号3+510~6+700m、6+700~7+500m、8+010~12+390m、12+390~19+285m洞段有云母片岩、炭质片岩、绿泥石片岩等软弱岩层和软弱夹层分布,对洞室稳定和施工不利。

在ZK14孔以东主要洞段中,硬质岩中夹有软质岩或软弱夹层,岩性相变大,预测施工中突发涌水量较大,建议设计在设备选型时应考虑该段线路的工程地质特点,对深埋长隧洞工程应加强超前地质预报。

2.加强施工地质工作,及时编录,校核前期勘察成果,进行施工阶段补充勘察工作,对影响洞室稳定和施工安全的构造、涌水、岩爆等地质现象进行预测预报。

3.针对TBM法施工洞段的地质条件和存在的主要工程地质问题,建议设计选用适合的TBM机器类型,应配备超前TSP技术钻探、平硐等探测预报,加固围岩、预注灌浆及超前测试(如地质雷达)设备,并应做好地质编录与预报。

参考文献:
[1]《陕西引红济石调水工程地质勘察报告》(初步设计阶段)陕西省水利电力勘测设计研究院.
[2]《全断面隧道掘进机施工技术》张照煌李福田编著(中国水利水电出版社).
[3]《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487—2008).。

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