TBM法隧洞不良地质问题处理措施应用分析

曹新平 荆盼 范龙 李华平

摘 要：在隧洞施工中其会遇到多种地质条件，这也使隧洞施工具有一定的复杂性，若是在隧洞开挖过程中遇到不良地质，必须要采取适当的措施来进行处理，以此来规避在隧道开挖中的风险问题。在应用TBM法进行隧洞开挖施工中，若是遇到不良地质问题，则需要针对实际的施工条件及施工要求来制定相应的处理方案，以此来保证在TBM法隧洞施工中可以顺利的实行，并有效的对不良地质问题进行处理，从而保证工程的施工质量及施工效率。

关键词：TBM 隧洞 不良地质 处理措施

TBM（全断面隧道掘进机）施工方法在实际的应用中具有良好的施工效率及施工质量，并且此种施工方法在实际中适用于多种工程条件，因此使其在隧洞施工中被良好的推广及应用。而在实际的隧洞施工过程中其不良地质种类较多，因此在TBM法应用的过程中需要针对不同的不良地质条件来采取相应的处理措施，以此来保证TBM施工方法在实际中可以应对不良地质条件所带来的问题，进而满足隧洞施工的要求。

一、隧洞施工中TBM法的特点及不良地质所带来的影响

1、TBM施工方法的特点分析

在隧道施工中TBM法主要是通过全断面隧道掘进机来进行作业的一种施工措施，一般在隧洞施工中，全断面隧道掘进机可以利用旋转刀盘来对硬岩进行挤压、剪切，并通过铲斗将剪碎的石渣、岩渣收起通过主机皮带进行输送，之后由皮带机将破碎的石渣运输到隧洞外。目前TBM法在隧洞施工中可以应用于长隧道施工中，对于一些复杂的地理地貌处也可以良好的处理，TBM施工方法在实际中具有较高的使用效益。

2、不良地质的影响分析

在隧道施工中由于施工条件的复杂性，使得其在实际中具有许多的不稳定因素及安全隐患问题，因此在施工作业的过程中必须要科学的设计相关的施工方案，以此来确保施工进度可以按照预定的规划来完成，从而降低在不良地质段施工的风险。目前在隧洞施工中TBM法主要应用于一些深埋地下的超长隧道工程中，而在此类工程中的地质条件具有一定的复杂性，不良地质问题种类也较为多样，例如岩爆、地层坍塌、软弱岩层、断层破碎等问题都为隧洞施工带来较大的安全隐患，进而拖慢工程进度。针对此种情况则需要在隧洞施工中对TBM法进行科学的应用，以此来处理不良地质问题。

二、TBM法隧洞不良地质问题处理措施应用分析

1、断层破碎带处理措施

在隧道施工中，若是遇到断层破碎带需要注意岩体在实际中的稳定性，因此在TBM掘进的过程中应注意预防岩体脱落所带来的问题及影响。并且在施工中可以通过人工喷锚的方式来对施工区域周边的围岩进行加固处理，通过灌注水泥浆的方式来对破碎带的岩层进行加固填补。同时在TBM法隧道施工中还需要注意应预先对施工场地进行勘查，并对断层破碎带进行加固处理，从而保证岩体支护效果可以满足TBM的掘进要求。

2、地下涌水处理措施

TBM施工在穿越断层构造时会引起地下水的涌出，故应提前探测断层的地下水质是否易封闭和围岩的结构是否稳定，从而防止渗漏水突然地冲刷围岩，常用来防止渗漏水上反的处理措施是导入排出和封堵。承压水层一般出现在岩层裂隙大和地下水涌出量多的围岩破碎带，由于围岩透水性好，所以承压水层的处理就应采用导出和围堵的办法进行双重治理，一些围岩相对破碎的地段，可采用灌浆方式对围岩的小程度缝隙进行灌注，以此形成封闭环境，还可应用锚杆或喷素混凝土等支撑方式对围岩进行绝对把控，防治围岩变形。而处理承压水也不仅有一种处理办法，还可依据超前报告数据分析导排的可行性，如若可行，则超前钻孔就成为解决承压水的途径之一，密切关注水的外排量即可；若超前预报认为施工有风险时，就需要对围岩实行全方面灌浆封堵的策略。

3、坍塌处理措施

在隧洞施工中，若是遇到坍塌問题则需要做好全面的勘查工作，对坍塌部分的地质情况进行调查，并通过勘查所获得的数据来对隧洞坍塌部分的围岩及支护结构进行处理，以此来保证在隧洞挖掘中可以有效的提升其稳定度，之后再采取TBM法进行掘进。通过灌注方式控制围岩变形是有效避免围岩坍塌的最切实可行的处理方式，一般在隧洞坍塌区可以通过灌注混凝土的方式来对塌方区域岩层进行稳定，达到加固围岩的效果。之后在TBM法应用中需要对其掘进参数进行适当的调整，以此来降低在掘进过程中对岩面所产生的压力，这样可以减少对岩体的扰动，从而防止塌方量的增加。

4、岩爆处理措施

岩爆的主要处理措施如下：第一，改善围岩的物理性能：喷雾洒水卸压法能够增强岩石湿度、降低松弛岩体中较高的构造应力和表层围岩强度；第二，围岩加固：根据岩爆程度的不同选用相应的加固处理措施；轻微岩爆：预应力锚杆梅花型布置加固；中等岩爆：浅孔加密锚杆，并整体挂网喷射素混凝土支护；强岩爆：大部分表现为工作面中部掘进中出现塌坑，工作面的不平整严重损坏滚刀，可先清除爆落的大小片石，对工作面处尚有开裂的危石，可用钢肋支护抵住危石。

5、软弱岩层处理措施

在隧洞施工中软弱岩层属于一种常见的不良地质，而在应用TBM法进行施工时，若是其掘进参数仍然按硬岩的标准进行作业，则可能导致施工遇阻。由于在硬岩的破碎中全断面隧道掘进机的掘进速度、功率、转速等都有一定的标准，因此采用与硬岩施工同样的参数对软弱岩层进行处理时可能会导致围岩剥落面积扩大，进而增加施工中的支护工作量。为此在应用TBM法进行软弱岩层的处理时，需要对掘进方向进行控制，并对掘进速度等进行调整。泵局软弱岩层的实际情况来对TBM掘进参数进行计算及调整，从而保证刀盘转速及推力符合实际的施工条件，从而防止在剪碎岩石的过程中出现坍塌事故。

三、结语

文章对TBM法在隧洞施工中常遇到的不良地质问题进行了简单的分析，针对不同不良地址的特点及其所带来的问题，指出了TBM法在施工中所需注意的要点内容，以此来保证在隧洞施工中可以应用TBM法对不良地质问题进行有效处理。同时对于TBM法还需不断的进优化及完善，结合隧洞施工的实际条件及工程要求来改进其施工方法及工艺内容，从而使TBM法可以更好的应对隧洞施工中的不良地质问题。

参考文献

[1] 赵伟，柳启超.深埋隧洞挤压破碎带TBM脱困及施工技术探讨[J].低碳世界，2017（35）：38-39.

[2] 许成发.不良地质条件对TBM施工的影响及预防应对措施[J].科技创新导报，2017，14（28）：42-42.

[3] 刘大鹏.断层岩溶及地下水等不良地质地段TBM施工预案的探讨[J].科技创新导报，2017（2）：58-58.