【正文】 巖 Ⅲ 類圍巖屬于第三類支護(hù)，其支護(hù)壓力在~ 之間。 判斷 支護(hù)設(shè)計(jì)是否合理的依據(jù)是現(xiàn)場隧洞開挖后圍巖的響應(yīng)，比如，巖爆和片幫問題是否得到有效控制，這可以通過直接的現(xiàn)場觀察得到印證。B 4600 馬蹄形 全斷面砼襯砌 中部 TBM 8550 圓形 全斷面砼襯砌 東端 Damp。B 4600 圓形 全斷面砼襯砌 中部 TBM 8550 圓形 全斷面砼襯砌 東端 Damp?？紤]到錦屏二級(jí) 水電站的水頭特性及其所承擔(dān)的任務(wù)，電站應(yīng)該保證在中高水位區(qū)域運(yùn)行時(shí)機(jī)組出力不受阻，因此在機(jī)組額定水頭已選定 288m 的前提下，電站引水系統(tǒng)的最大水頭損失不宜超過 22m。在電 站水能參數(shù)和機(jī)組引用流量、設(shè)計(jì)水頭等參數(shù)選定的前提下， 4引水隧洞及 3引水隧洞采用鉆爆法開挖洞段 的 洞徑仍采用 可研階段選定的 ， 3引水隧洞東端采用 TBM 開挖洞段的洞徑需經(jīng)動(dòng)能經(jīng)濟(jì)比較后重新選擇。 圍巖體破碎程度通過巖體結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度來評(píng)價(jià)，包括結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、間距及洞軸線的夾角等來確定，破碎度共 5類，劃分為 0～ 4級(jí)。 TBM 刀盤、護(hù)盾與巖壁之間一般有 5cm的間隙，特殊情況 可以擴(kuò)大至 20cm，如果圍巖變形過大、過快，將卡住TBM設(shè)備，影響 TBM掘進(jìn)。 TBM適用性研究 巖石的可鉆性 根據(jù)挪威科技大學(xué)的研究成果，巖石的可鉆性用巖石可鉆性指數(shù) DRI(drilling rate index)來衡量。 圍巖類別 引水隧洞的圍巖分類預(yù)測可利用目前 已開挖的輔助洞洞段的圍巖類別進(jìn)行類比，預(yù)測方法為：以確定 的 輔助洞和引水隧洞地質(zhì)界線為基準(zhǔn)，計(jì)算出兩洞各巖性段的比例，按這個(gè)比例推算出已開挖的輔助洞洞段對(duì)應(yīng)到引水隧洞的相應(yīng)洞段。 不同巖石抗壓強(qiáng)度與貫入度關(guān)系 表 類別 石英巖 片巖 片麻巖 片麻花崗巖 閃長巖 板巖 砂巖 抗壓強(qiáng)度 (MPa) 140 140 135~280 135~280 120 110 45 貫入度 (mm/r) ~5 8 ~9 ~ 3~5 巖石單軸強(qiáng)度和刀間距與貫入度比值關(guān)系 表 巖石單軸抗壓強(qiáng)度范圍 (MPa) 刀間距 /貫入度 巖石強(qiáng)度特性評(píng)價(jià) 25 3 軟弱至中等強(qiáng)度 25~100 5~10 硬巖 100 10~15 堅(jiān)硬巖 2 工作基礎(chǔ) 引水隧洞工程地質(zhì)條件 錦屏二級(jí)水電站的引水隧洞 巖層陡傾，其走向與主構(gòu)造線方向一致，總體走向以NNE向?yàn)橹鳌? 由于 TBM所涉及問題的復(fù)雜性和專業(yè)性，在此僅簡要介紹 設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)中與地質(zhì)條件較為相關(guān) 的 滾刀間距及貫入度。這時(shí) ， 作用在侵入器上的力會(huì)降低到一個(gè)較低的水平 ， 侵入器在短時(shí)間 里侵入到巖石中一定的深度 。 ◆ 掘進(jìn)機(jī)滾刀侵入巖體 巖石侵入加載過程可分成 以下 階段 ： 建立應(yīng)力場、形成壓碎區(qū)、巖石碎片的形成及出現(xiàn)侵入坑。 由于對(duì) Kishtwar高原的古河道沉積認(rèn)識(shí)與鉆探結(jié)果不一致，又先后于 1989和 1992年進(jìn)行地質(zhì)勘察，得到了該谷地為右行雁列式 Kishtwar斷層控制的地塹構(gòu)造沉積的新認(rèn)。 對(duì)于 km長的雪山 (坪林 )公路隧道，原計(jì)劃采用 TBM 掘進(jìn)大約要 4~5 年即可貫通，較采用鉆爆法開挖施工估計(jì)要 15 年的時(shí)間才 能完成， TBM有很大進(jìn)度優(yōu)勢。 圖 造成 TBM事故的地質(zhì)原因分布 ◆ 瑞士列奇堡 L214。 主要內(nèi)容包括主要地質(zhì)災(zāi)害、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、選型、設(shè)備介紹、支護(hù)優(yōu)化、不良地質(zhì)洞段掘進(jìn)等。杭州 目 錄 1 緒論 ........................................................................................................................................ 6 背景 ............................................................................................................................ 6 掘進(jìn)機(jī)工程案例統(tǒng)計(jì) ................................................................................................ 6 掘進(jìn)機(jī)破巖機(jī)理 ........................................................................................................ 9 影響 TBM 進(jìn)尺的主要因素 ................................................................................... 11 2 工作基礎(chǔ) .............................................................................................................................. 12 引水隧洞工程地質(zhì)條件 .......................................................................................... 12 JPF 圍巖分類體系 ......................................................................................... 12 圍巖類別 ........................................................................................................ 13 TBM 適用性研究 .................................................................................................... 13 巖石的可鉆性 ................................................................................................ 13 巖石的耐磨性 ................................................................................................ 14 圍巖變形適應(yīng)性 ............................................................................................ 14 圍巖分類及巖體完整性 ................................................................................ 16 TBM 施工基本參數(shù)確定 ........................................................................................ 16 TBM 開挖洞徑 .............................................................................................. 16 TBM 分標(biāo)方案及開挖洞段長度 .................................................................. 20 TBM 掘進(jìn)段支護(hù)設(shè)計(jì) ............................................................................................ 20 引水隧洞圍巖支護(hù)設(shè)計(jì) ................................................................................ 20 TBM 與鉆爆法的圍巖穩(wěn)定性分析 .............................................................. 32 TBM 施工情況介紹 ................................................................................................ 35 TBM 設(shè)備介紹 .............................................................................................. 35 TBM 施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào) .............................................................................. 38 TBM 掘進(jìn)試驗(yàn) .............................................................................................. 41 TBM 施工情況統(tǒng)計(jì) ...................................................................................... 44 3 存在的問題 .......................................................................................................................... 46 TBM 施工主要地質(zhì)災(zāi)害 ........................................................................................ 46 地下突涌水 .................................................................................................... 46 高地應(yīng)力及巖爆 ............................................................................................ 46 巖溶、溶洞 .................................................................................................... 47 高溫、有害氣體 ............................................................................................ 47 斷層破碎帶洞段 ............................................................................................ 47 TBM 設(shè)備現(xiàn)場適應(yīng)情況 ........................................................................................ 47 TBM 掘進(jìn)與支護(hù)間的協(xié)調(diào) —— 支護(hù)優(yōu)化必要性分析 ........................................ 48 4 方法對(duì)策 .............................................................................................................................. 50 支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)原則 .................................................................................................. 50 支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 51 TBM 設(shè)備改造 ........................................................................................................ 56 TBM 掘進(jìn)開挖支護(hù)基本程序 .......................................................................