断层岩溶及地下水等不良地质地段TBM施工预案的探讨

刘大鹏

摘 要：从目前TBM施工方法的应用来看，遇到断层、岩溶及地下水等不良地质地段时，应当根据TBM施工方法的特点做好施工预案的编制。不但要正确考虑TBM施工特性，同时还应当对断层、岩溶及地下水等不良地质地段的影响因素进行全面的分析。因此，在不良地质地段的施工过程中，应当从提前做好地质条件预报，合理调整掘进参数以及制定具体的TBM施工措施等方面入手，合理地使用TBM施工方法，保证不良地质地段的施工能够取得实效。

关键词：TBM施工 断层岩溶 不良地质地段 施工预案

中图分类号：TD265 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（b）-0058-02

基于对TBM施工方法的了解，目前TBM施工方法的用途比较广泛，在掘进施工中取得了积极的效果，但是TBM施工对施工地段的地质条件也有一定的要求，如果遇到断层、岩溶及地下水等不良地质地段，那么在TBM施工方法的应用过程中就应当编制有效的施工预案，并且根据TBM施工方法的实际特点，探讨在断层、岩溶及地下水等不良地质地段中如何有效地应用TBM施工技术，为TBM施工方法的运用以及掘进施工奠定良好的技术基础，提高整体施工质量。

1 在断层、岩溶及地下水等不良地质地段施工中，应提前做好地质条件预报

（1）提前进行施工地段的地质情况调研，从目前掘进施工来看，如果施工地段的地质条件相对特殊，那么就应当提前做好施工方法的调整和施工工艺的修订。为了保证掘进施工能够取得积极效果，应当在施工之前提前进行施工地段的地质情况调研，认真地分析施工地段的地质条件特征与地质特点，查看施工地段是否存在断层、岩溶及地下水等不良地质因素。如果存在，应当将情况进行汇总为下一步的施工方法选择和施工方案的调整奠定基础。

（2）根据施工地段的地质情况进行地质条件预报，在前期施工地段的地质情况调研过程中，根据施工地段的地质情况应当进行地质条件预报，有效地将地质条件信息预报给施工单位，为施工单位下一步的施工奠定良好的信息技术基础和数据基础，保证施工单位能够根据施工地段的地质情况进行施工技术的选择和调整。所以，合理地进行地质条件预报并解决地质条件预报过程中的信息和施工技术的针对性问题，对于做好TBM施工方法的运用具有重要作用。

（3）在特殊地质地段地质条件预报中对关键信息进行预报，在施工地质地段条件预报过程中，如果遇到特殊地质地段，那么在地质条件预报过程中应当对关键的信息进行预报，其中应当包括地质地段的属性，例如：是否是断层岩溶及地下水地段。同时还应当对地质地段的危险因素进行合理的分析，地质地段存在塌陷或者影响掘进等因素。因此，在特殊地质地段地质条件预报中，对关键信息进行预报是提高预报效果的重要措施。

2 在断层、岩溶及地下水等不良地质地段施工中，应合理调整掘进参数

（1）根据地质条件，对TBM施工方法的掘进参数进行调整，通过前期的施工地段地质情况调研，能够掌握施工地段是否是特殊地段。在存在断层、岩溶及地下水等不良地段施工过程中，应当对TBM施工方法的掘进参数进行调整。由于施工地段情况特殊，如果还采用原有的TBM施工掘进参数，那么与实际的地质条件无法相符，在实际施工中也无法实现，对整体施工效果会造成较大的影响。因此，应当对掘进参数进行调整。

（2）保证掘进参数与TBM施工方法相匹配，基于对TBM施工方法的了解，掘进参数的设定与TBM施工方法应当是相匹配的。如果在特殊地质地段的施工中TBM施工方法不能够与掘进参数相匹配，那么TBM施工方法在运用过程中将会受到较大的影响，对掘进参数也会有一定的影响。因此，合理地设定决定参数并根据施工方法有效地调整掘进参数，是在特殊地质地段施工的重要措施。

（3）在施工中检验掘进参数的匹配情况并予以调整，由于断层、岩溶及地下水等不良地质地段是不断发生变化的，而且TBM施工方法在实际运用过程中也存在一定的不确定性，掘进参数调整之后并不是一成不变的，而是要根据TBM施工方法的运用以及施工中的实际情况检验掘进参数的匹配情况是否良好，对于已经发生变化的应当进行有效的调整，保证施工中掘进参数与施工方法能够有效匹配。

3 在断层、岩溶及地下水等不良地质地段施工中，应制定具体的TBM施工措施

（1）断层地段TBM施工措施，TBM掘进过程中，对较小断层处理，撑靴以上紧贴岩面挂Φ8@100 mm×100 mm或Φ8@150 mm×150 mm钢筋网；打系统锚杆（Φ22、L=2.5 m），锚杆间距0.8～1.0 m；视情况架立Ⅰ16拱架，间距1.1～1.2 m，拱架之间打入长锚杆。

在断层地段的TBM施工过程中，应当对小断层进行有效处理，其中小断层对TBM施工影响较大，由于小断层间距较小，并且排列不规则，在TBM施工方法应用过程中会对掘进速度和掘进效率产生较大的影响，同时也会对掘进安全性造成影响。因此，在不良地段施工过程中，应当根据小断层的实际特点对小断层进行有效的处理，消除小断层的安全隐患。

（2）岩溶地段TBM施工措施。在软弱围岩地层中施工时，超前小导管用于开挖后拱部不能自稳的情况。采用超前小导管支护预加固地层，通过注浆，使小导管周围岩体固结形成承载壳，在小导管和承载壳的棚作用下，开挖时可有效控制拱顶坍塌，保证安全施工。

对于岩溶地段的TBM施工而言，应当合理地采用超前小导管将开挖后的稳定问题予以解决，同时还应当采取注浆的方法保证掘进后区域能够得到有效加固，提高掘进的安全性。随着掘进的深入，能够保证掘进过程中的支护问题得到有效解决。所以，对于岩溶地段的TBM施工而言，利用超前小导管解决浇筑问题并提高支护强度，对岩溶地段的TBM施工具有重要作用。

（3）地下水地段TBM施工措施。①在TBM掘进过程中出现涌水，如涌水量较小，采用TBM设备上的6'水泵进行抽排；当涌水量较大，超过TBM随机配备6'水泵的抽排能力，启动应急备用水泵（在TBM上备用了3台WQ100-80-20-7.5污水泵）将水排至后备套以后，并全部启动沿线水泵，将水排至洞外。②如涌水量采用水泵抽排仍得不到控制，TBM停止掘进，采用超前小导管注浆，形成帷幕，加固围岩。

对于地下水地段TBM施工方法在运用过程中特别要注意掘进过程中的涌水情况，如果涌水量较小，可以采取掘进设备中的水泵进行污水抽排。如果用水量较大，TBM设备中的水泵已经不能有效工作，那么就应当及时地停止TBM施工，保证TBM设备完好。与此同时，应当采取专业的抽水設备进行抽水，还应当加强掘进隧道的支护，加固围岩，保证已经掘进完成的部位能够得到有效加固，避免对已经接近完成的部位造成损伤。

4 结语

通过该文的分析可知，TBM作为一种特殊的施工方法，在掘进施工中得到了有效运用。但是考虑到掘进过程中的地形因素以及掘进过程中会遇到断层、岩溶及地下水等不良地质地段，在TBM施工方法应用过程中应当根据特殊地段的实际特点，对掘进参数进行调整，并根据断层、岩溶及地下水等不良地质地段制定有针对性的施工方法和应急预案，保证TBM施工能够得到有效执行。由此可见，加强对TBM施工方法的了解，并根据断层、岩溶及地下水等不良地质地段制定完善的施工预案，对提高TBM施工质量具有重要作用。

参考文献

[1] 陈浩.TBM掘进效率与围岩相关性研究[D].西南交通大学，2010.

[2] 周小松.TBM法与钻爆法技术经济对比分析[D].西安理工大学，2010.

[3] 张青林.重庆地铁隧道TBM始发段的施工技术研究[D].北京交通大学，2011.