深埋长隧道TBM施工关键点分析

深埋长隧道 TBM施工关键点分析

黄祖强

广州市佑安土木工程有限公司

摘要：对现阶段的施工实践进行分析会发现，深埋长隧道的开挖会受各种因素的影响，比如水文状况、温度情况以及地形因素等，所以在施工实践中需要基于多种因素的综合考虑做技术选择和应用。就当前的施工实践来看，在综合考虑各要素的基础上，具有先进性和应用推广价值的技术是TBM技术，所以对TBM技术的施工利用做分析讨论有突出的现实意义。总的来讲，任何施工技术的使用都有关键内容和需要注意的事项，因此文章对深埋长隧道TBM施工的关键点做分析，旨在指导施工技术的具体利用。

关键词：深埋长隧道；TBM施工；关键点

在工程实践中，要准确的把握深埋长隧道的特点才能够做好施工分析与规划，这样，长隧道的整体施工实效才会更加的突出。从目前的分析研究来看，深埋隧道和浅埋隧道的区别在多个方面有所体现，其中最为显著的便是进行开挖后，两者存在着不同的力学特点。其中浅埋隧道的力学特点是完成建造之后隧道会承受所有的覆盖在隧道上的土层压力，而深埋隧道的力学特点是并不承受所有土层压力，只是会承受其中一部分土的压力。力学特点的差异会影响具体施工的方式方法以及技术，所以在深埋长隧道力学特点认知的基础上总结并应用科学的施工技术于施工质量提高帮助巨大。

1. TBM技术概述

在深埋长隧道的具体施工中要使用TBM技术，并实现该技术关键点的分析与控制，必须要对该技术有全面的分析与了解。就目前的分析来看，TBM是Tunnel Boring Machine的首字母缩写，其指的是全断面隧道掘进制机^[1]。就施工实践来看，这种机械在目前隧道施工中的应用具有广泛性，其能够实现掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，而且此种设备是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工^[2]。现阶段，我国交通工程中的大型深埋隧道施工，利用的都是此种机械。

TBM技术具体指的是利用全断面隧道掘进制机进行隧道施工的技术或者是方法，简单理解，其即为盾构施工。明确此种施工方法的优势和特点，掌握施工过程中该施工方法需要重点注意的内容，这对于最终的施工效果提升有非常重要的价值，下图是TBM施工的基本示意图。

2. 深埋长隧道TBM施工中的关键问题分析

对深埋长隧道TBM施工中遇到的关键问题进行分析，这能够为具体的施工实践提供指导。从而实现施工质量的全面提升。就现阶段的资料总结和分析来看，深埋长隧道TBM施工的过程中，遇到的关键问题主要集中在以下几个方面。

1. 深埋长隧道的支护以及TBM

就目前深埋长隧道的支护以及TBM分析来看，主要强调3个方面：1）TBM技术虽然已经出现，且具有了成熟性和可操作性，但是在深埋长隧道的具体施工中，爆破技术的利用依然普遍^[3]。就具体分析来看，TBM技术在具体的利用中存在着适应性差的问题，而传统的爆破法则可以规避此问题。简单来讲，传统的爆破技术因为应用研究时间长，形成了比较完备的理论体系和操作体系，而且相对于TBM技术利用，其在设备成本方面有明显的节约效果，所以在诸多工程实践中，其依然是主流。不过传统爆破技术的施工效率低，操作复杂，对人力的要求也比较的高，所以综合研究，强调TBM技术的研究深入和问题规避非常必要。2）就深埋长隧道的支护来讲，现阶段采用的主要是联合支护体系。就联合支护体系的具体使用来看，其在应对岩石爆破、应力性塌陷等问题方面效果不佳。3）TBM技术的利用需要基于施工实践做选择与使用，这样，技术优势发挥会更加显著。总的来讲，明确深埋长隧道的支护要求以及TBM技术的优势和缺陷，这对于施工实践来讲非常关键。

2. 岩爆

对TBM施工技术的具体使用做分析会发现，如果在施工的过程中，深埋隧道周围的岩石层发生了塑性形变或者是弹性形变，那么岩石层便会出现易裂易碎的问题，该问题的出现会并发诸多对施工不利的危险性因素。比如在施工的过程中出现比较大的岩石层变形等^[4]。就深埋隧道的具体开挖来看，比较常见的一种灾害便是岩爆。基于施工实践进行总结可知，所有的隧道洞都会具有一个最大的承受值，当隧道洞所承受的压力超过了隧道洞本身的最大承受值时便会出现岩爆这样的灾害。对近些年的深埋隧道施工做分析总结发现岩爆的发生概率在呈上升趋势。比如在秦岭深埋隧道开挖的时候便频繁的出现了岩爆的情况。基于TBM施工原理分析可知，岩爆不仅会影响施工安全，更会对TBM设备造成不同程度的损伤，因此在实践中，基于岩爆的发生条件，做好施工过程中的控制加强非常关键。

3. 超前地质预报探测问题

就TBM施工技术的具体分析来看，其存在着一定的隐患和问题，其中最为突出的便是此种技术的应用适应性比较差。基于适应性的问题解决，在实践中必须要做好地质预报探测问题，这样，地质因素掌握会更加的清楚，在清楚的了解了地质因素之后再针对性的强调TBM技术的利用，这样，技术价值表现会更加的突出

^[5]。就当前的分析来看，在进行地质预报探测的时候，因为现实中的变化因素比较的多，所以要完成一份具有严谨性和可靠性的预测报告困难非常大。就实践分析来看，影响预测报告准确性的具体因素有断层、高地应力等等。为了全面、准确的掌握地质情况，一般会利用地质雷达和超前探钻进行地质情况分析。总的来讲，要提高TBM技术的应用适应性，强调超前地质预报探测是非常关键的。

4. 卡盾

在TBM施工的过程中，不仅岩爆会对具体施工产生显著的影响，卡盾也会对施工造成显著影响。就深埋隧道的具体施工来看，其面临着高地应力的情况。在施工开始的时候，因为具体的施工措施，高地应力的分布情况会发生改变。就地下洞的具体开挖来看，其也会遇到一些比较显著的问题，比如施工面出现沉降或者是操作面的后方发生了变形等等^[6]。基于具体的施工经验分析可知，在利用TBM进行施工的时候，护盾会存在向前推进的现象。

5. 深埋长隧道软硬岩和TBM施工问题

就深埋长隧道的具体施工来看，软硬岩和TBM的具体施工应用也有显著的关系。研究表明，软硬岩本身的特点存在着差异性，在施工的过程中，因为施工活动会出现不同的形变，而具体的形变对TBM施工会产生不同程度的影响。因此在施工实践中需要明确软硬岩的具体形变与TBM施工的相互关系，并在关系基础上做好控制和预防，这样，施工效果才会更加显著。

结束语：

综上所述，在深埋长隧道的具体施工实践中，明确施工技术的特点以及应用方法，并对施工过程中的关键性内容做分析与强调有突出的现实价值。在深埋长隧道的施工中，TBM技术的利用具有广泛性，对该技术施工的关键问题做分析与强调，这于实践工作开展有突出的指导意义。

参考文献：

[1]岳晓斌.深埋长隧道TBM施工关键问题探讨[J].四川水泥,2018,000(001):235-235.

[2]赵维东.深埋软硬互层地质的长距离隧道TBM施工方法[J].安阳工学院学报, 2019,018(002):69-72,95.

[3]张建春.深埋隧道中TBM阶梯式供排水技术研究[J].人民黄河,2018,v.40;No.400(12):140-142+166.

[4]周应祥.新疆XE深埋长输水隧洞TBM施工关键技术研究[C]//水工隧洞技术应用与发展.2018.

[5]姬超,胡茂顺.深埋隧道破碎围岩段单护盾TBM掘进过程中的卡盾研究[J]. 四川理工学院学报(自科版),2019,32(02):90-94.

[6]王家祥,周云,史存鹏.滇中引水工程香炉山深埋长隧洞TBM掘进段地质条件适宜性初步研究[C]//第2届全国岩石隧道掘进机工程技术研讨会.