與TBM相關(guān)的主要工程地質(zhì)問題研究.pdf

1、TBM掘進技術(shù)作為當(dāng)今世界上最為先進的隧道開挖方法已被廣泛應(yīng)用于世界各國的能源、交通、水利、國防等部門的地下工程建設(shè)中。然而，由于TBM對于地質(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施工過程中出現(xiàn)了多種工程地質(zhì)問題甚至發(fā)展成嚴重的工程事故，造成很大的經(jīng)濟損失。因此，對TBM掘進技術(shù)的適宜性進行客觀全面地評價，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)測預(yù)報方法和防治措施，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、技術(shù)角度對TBM掘進技術(shù)和常規(guī)鉆爆法兩種主要的隧道開挖方式的適宜性和適用范圍進行了客觀全面的評價，隨后針對TBM施工隧洞的圍巖分類問題，指出TBM施工條件下的隧洞圍巖分類應(yīng)針對圍巖的可鉆掘性，充分考慮影響TBM掘進效率的主要工程地質(zhì)因素，提出了在《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》圍巖穩(wěn)定性基本分級的基礎(chǔ)上，依據(jù)巖石的單軸抗壓強度、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個級別，并結(jié)合上公山隧洞對該方法進行了驗證。結(jié)果表明，作者提出的基于TBM掘進效率的圍巖分級方法能夠比較真實地反映隧洞圍巖對于TBM掘進的適宜性，且在工程實踐中是可行的，具有較好的實用價值。 在歸納、總結(jié)國內(nèi)外大量TBM施工隧洞工程實例的基礎(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)角度對各種工程地質(zhì)災(zāi)害的形成機制和規(guī)

4、律進行了剖析，提出了相應(yīng)的預(yù)測預(yù)報方法和防治措施。 最后，以上公山隧洞TBM開挖為例，采用先進的FLAC<'3D>軟件建立相應(yīng)的工程地質(zhì)模型，分別對埋深、地形起伏和斷層破碎帶對TBM正常掘進的影響進行了數(shù)值模擬，研究了隧洞開挖后圍巖的應(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)，對于縮短工程工期、節(jié)省投資、提高經(jīng)濟和社會效益，以及提高我國隧道建設(shè)水平等方面都具有非常重要的意義。