摘要:高黎贡山隧道全长34.538km,具有“三高四活跃”的地质特点。采用钻爆法结合正洞9.03 m TBM 与平导6.36 m TBM 的方法进行 施工,其中TBM 通过岩溶及软岩大变形洞段是本工程控制的重点,也是难点。为解决TBM 在该类地层中掘进时偏机、栽头、刀盘被卡、 收敛变形引起整机被卡等施工风险,通过查阅资料、调研国内外现有敞开式TBM 施工案例、专家咨询研讨、高适应性的TBM 设计以及 结合工程目前施工状况等多种方案,提出TBM 超前地质预报、钢筋排、钢拱架和喷射混凝土联合及时支护等一系列确保TBM 连续施工 的方案与措施。该方案与措施的顺利实施能够很好的保证TBM 在岩溶及软岩大变形洞段的连续掘进,为工程顺利实施奠定坚实的基础, 且能为今后类似的工程提供参考。
关键词:高黎贡山隧道;岩溶;软岩大变形;敞开式TBM;超前地质预报;联合支护系统
正文:全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine, TBM)作为岩石隧 道最先进的开挖装备,在我国已广泛应用于铁路隧道工程、水利隧 洞工程、城市轨道工程以及煤矿巷道工程等领域[1]。与传统的钻爆 法相比,TBM的优点是可实现连续掘进,能同时完成破岩、出渣和 支护等作业,具有较高的掘进效率,其掘进速度一般为常规钻爆法 的3-10倍,具有施工速度快、效率高、隧道成型好、对周边环境影 响小、作业安全及节省劳动力等优点,特别适合于深埋长隧道的施 工[2-4]。但敞开式TBM主要是针对硬岩施工而设计制造的,一般适用 于地质条件相对单一的中硬岩长大隧道,对断层、构造发育及节理 密集带等软弱破碎地层适应性较差,甚至需要停机处理,从而造成 效率降低,成本攀升[5-8]。众所周知,隧道等地下工程地质错综复 杂,千变万化且无法预先完全探明,经常存在岩溶、断层破碎带、 软岩大变形等地层[9]。如何保证TBM连续顺利穿越此类地层,对工 程建设意义重大。虽然采用敞开式TBM已成功修建了很多隧洞,如 秦岭隧道,中天山隧道等,也曾尝试采用TBM处理岩溶及软岩大变 形地层,并做了大量研究,取得了一定的成绩,但受制于复杂多变 的地质条件以及超前地质预报的局限性,仍没有较好的解决TBM对 岩溶及软岩大变形地层适应性问题[10]。为不断提高TBM的适应性 及施工技术水平,进一步研究并探索TBM对岩溶及软岩大变形地层 的适应性和施工技术显得尤为重要和必要。 高黎贡山隧道全长34.538km,具有“三高四活跃”的地质特 点。采用钻爆法结合正洞9.03 m TBM与平导6.36 m TBM的方法进行 施工,其中TBM通过岩溶及软岩大变形洞段是本工程控制的重点, 也是难点。为解决TBM在该类地层中掘进时偏机、栽头、刀盘被 卡、收敛变形引起整机被卡等施工风险,通过查阅资料、调研国内 外现有敞开式TBM施工案例、专家咨询研讨、高适应性的TBM设计 以及结合工程目前施工状况等多种方案,提出TBM超前地质预报、 钢筋排、钢拱架和喷射混凝土联合及时支护等一系列确保TBM连续 施工的方案与措施。该方案与措施的顺利实施能够很好的保证TBM 在岩溶及软岩大变形洞段的连续掘进,为工程顺利实施奠定坚实的 基础。