與TBM相關(guān)的主要工程地質(zhì)問(wèn)題研究.pdf

1、TBM掘進(jìn)技術(shù)作為當(dāng)今世界上最為先進(jìn)的隧道開(kāi)挖方法已被廣泛應(yīng)用于世界各國(guó)的能源、交通、水利、國(guó)防等部門(mén)的地下工程建設(shè)中。然而，由于TBM對(duì)于地質(zhì)條件的適應(yīng)性較差，在隧道施工條件愈加復(fù)雜、技術(shù)要求更高的今天，TBM施工過(guò)程中出現(xiàn)了多種工程地質(zhì)問(wèn)題甚至發(fā)展成嚴(yán)重的工程事故，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)TBM掘進(jìn)技術(shù)的適宜性進(jìn)行客觀全面地評(píng)價(jià)，研究復(fù)雜地質(zhì)條件下TBM施工中主要工程地質(zhì)災(zāi)害的成因、規(guī)律以及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法和防治措施，在現(xiàn)代隧道技術(shù)

2、研究中具有非常重要的地位。 本文首先從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)角度對(duì)TBM掘進(jìn)技術(shù)和常規(guī)鉆爆法兩種主要的隧道開(kāi)挖方式的適宜性和適用范圍進(jìn)行了客觀全面的評(píng)價(jià)，隨后針對(duì)TBM施工隧洞的圍巖分類(lèi)問(wèn)題，指出TBM施工條件下的隧洞圍巖分類(lèi)應(yīng)針對(duì)圍巖的可鉆掘性，充分考慮影響TBM掘進(jìn)效率的主要工程地質(zhì)因素，提出了在《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》圍巖穩(wěn)定性基本分級(jí)的基礎(chǔ)上，依據(jù)巖石的單軸抗壓強(qiáng)度、巖石的耐磨性和巖體的完整性將TBM施工條件下的隧洞圍巖分為A(好)、B

3、(一般)、C(差)3個(gè)級(jí)別，并結(jié)合上公山隧洞對(duì)該方法進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，作者提出的基于TBM掘進(jìn)效率的圍巖分級(jí)方法能夠比較真實(shí)地反映隧洞圍巖對(duì)于TBM掘進(jìn)的適宜性，且在工程實(shí)踐中是可行的，具有較好的實(shí)用價(jià)值。 在歸納、總結(jié)國(guó)內(nèi)外大量TBM施工隧洞工程實(shí)例的基礎(chǔ)上，指出軟巖大變形、突涌水、巖爆以及瓦斯突出等是影響TBM正常掘進(jìn)的主要工程地質(zhì)災(zāi)害，尤其是軟巖大變形和突涌水；并從巖石力學(xué)和工程地質(zhì)角度對(duì)各種工程地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)制和規(guī)

4、律進(jìn)行了剖析，提出了相應(yīng)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法和防治措施。 最后，以上公山隧洞TBM開(kāi)挖為例，采用先進(jìn)的FLAC<'3D>軟件建立相應(yīng)的工程地質(zhì)模型，分別對(duì)埋深、地形起伏和斷層破碎帶對(duì)TBM正常掘進(jìn)的影響進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了隧洞開(kāi)挖后圍巖的應(yīng)力重分布和變形規(guī)律。 本研究可望為今后我國(guó)隧道工程規(guī)劃和施工方案選取等重大決策提供依據(jù)，對(duì)于縮短工程工期、節(jié)省投資、提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，以及提高我國(guó)隧道建設(shè)水平等方面都具有非常重要的意義。