不同地质条件下的TBM选型(完整版)[文字可编辑].ppt

不同地质条件下的盾构 TBM 选型 63 8.5 挤压地层 ? 无论何时，如果在 4 ～ 8 小时之内，在距开 挖面较短距离（几米距离）处发生严重的 隧道收敛现象，无论其原因如何， TBM 必 将陷入困境。对设计和施工人员来说，挤 压地层是一个十分关注的影响 TBM 正常掘 进的因素之一。目前，还没有由于隧道收 敛问题造成 TBM 长时间受困的例子。 不同地质条件下的盾构 TBM 选型 64 8.5 挤压地层 ? 护盾式 TBM 对隧道快速收敛十分敏感，有 可能被收敛的地层卡住。对于开敞式 TBM ， 任何时候在短时间内发生严重的隧道收敛， 如果收敛与隧道稳定相关，那么施作的隧 道支护和 TBM 撑靴的支撑可能会出现严重 问题，从而影响隧道的掘进速度。 不同地质条件下的盾构 TBM 选型 65 8.5 挤压地层 ? 为了克服上述问题，对大多数 TBM 来说可 以适当超挖，把盾壳与开挖轮廊面之间的 间隙从通常的 6 ～ 8cm 调整到 14 ～ 20cm 。 然而，开敞式 TBM 在收敛严重的不稳定地 层中掘进的主要问题在于施作钢支撑、钢 筋网和喷混凝土等支护困难重重，且刚施 作的支护不能立即有效抵制地层变形与挤 压的趋势。 不同地质条件下的盾构 TBM 选型 66 8.5 挤压地层 ? 对于护盾式 TBM ，可以提高其纵向千斤顶 的最大推力，直至 TBM 在较高地层压力 (2 ～ 5MPa) 作用下可以向前推进，但是隧道 的管片衬砌要足够坚固，可以给 TBM 推进 千斤顶提供必要的反作用力，否则隧道衬 砌本身将垮塌。 不同地质条件下的盾构 TBM 选型 67 8.5 挤压地层 ? 采取这些方法、措施之后，再加上超挖， 护盾式 TBM 几乎可以在任何条件 ( 包括所谓 的特殊条件 ) 下进行隧道掘进。但是，如果 由于机械故障等原因， TBM 被迫在挤压地 层区段停滞了相当长一段时间，那么 TBM 被困住的可能性相当大。 不同地质条件下的盾构 TBM 选型 68 8.5 挤压地层 ? 双护盾式 TBM 的脱困作业相对较为容易， 可以在距开挖面 4 ～ 5m 处通过 TBM 伸缩区 的开口进行。然而，单护盾式 TBM 的脱困 作业必须从 TBM 的盾尾处开始，需在距开 挖面 8 ～ 9m 处拆去一环或两环管片。 不同地质条件下的盾构 TBM 选型 69 9 出碴运输与进料设备的选择 ? TBM 施工中，掘进效率的高低、在很大程度上取决 于出碴运输和运料是否及时到位。运出对象主要是 TBM 开挖所产生的大量石碴，运进对象为隧道支护、 隧道延伸所需的材料和刀具等维修器材。 ? 出碴运输与进料设备的选型，首先要考虑与 TBM 的 掘进速度相匹配，其次须从技术经济角度分析，选 用技术上可靠，经济上合理的方案。设备的具体规 格、数量由开挖洞径、掘进循环进尺、隧道长度和 坡度等因素决定。 ? 出碴运输与进料设备主要分为有轨出碴及进料与连 续皮带机出碴和轻轨进料两种类型。 不同地质条件下的盾构 TBM 选型 70 9.1 有轨出碴及进料 ? 根据隧道掘进长度，开挖断面，隧道坡度， 每个掘进循环进尺，岩石的松散系数，计 算每列出碴车的矿车斗容和辆数。 ? 机车选型要满足不仅可以牵行 1 列重载矿车， 还可带动所需辆数的材料车和载人车，同 时考虑坡度，最终确定机车台数和规格。 不同地质条件下的盾构 TBM 选型 71 9.1 有轨出碴及进料 ? 根据掘进长度、列车平均运行速度确定所 需出碴列车的列数。首先确定每列出碴列 车所含矿车、机车的数量和规格，要求 1 个 掘进循环出碴量由 1 列出碴列车 1 次运走。 根据掘进长度，列车平均运行速度，按掘 进机连续出碴的要求，确定所需出碴列车 的列数。 不同地质条件下的盾构 TBM 选型 31 5 影响掘进机选型的地质因素 ? （ 1 ） 岩石的坚硬程度 ( 单轴抗压强度 Rc ） ? 岩石的单轴抗压强度越低，掘进机的掘进速度越 高，掘进越快，岩石的单轴抗压强度越高，掘进 机的掘进速度越低，掘进越慢。但是，岩石的单 轴抗压强度太低，掘进机掘进后围岩的自稳时间 极短甚至不能自稳。岩石的单轴抗压强度值在一 定范围内时，掘进机的掘进既能保持一定的速度， 又能使隧道围岩在一定时间内保持自稳，这就是 当前大多数掘进机适用于岩石的单轴抗压强度 （ Rc ）值在 30 至 150MPa 之间的中等坚硬岩石和 坚硬岩石的主要原因。不同类型、型号的掘进机 有其各自适用的最佳岩石单轴抗压强度范围值。 在硬岩中的掘进机施工，遇到的主要问题是刀具、 刀圈及轴承的严重磨损以及上述部件的频繁更换， 费时且耗资较大。 不同地质条件下的盾构 TBM 选型 32 5 影响掘进机选型的地质因