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摘要:隧道在我们的生活中很常见,但是隧道的开挖与建设过程却是十分困难的,本文探讨的是民乐停车场隧道开挖工程项目,民乐停车场出入线隧道呈东西走向,在开挖的过程中要建立隧道。在隧道开挖过程中会采用TBM机,TBM(Tunnel Boring Machine)是隧道掘进机的简称,它分为敞开式隧道掘进机和护盾式隧道掘进机。在隧道开挖与建设的过程中都会采用TBM机,由于其设备的可靠性和寿命长等特点被广泛应用于隧道开挖过程中。本次民乐停车场隧道的工程采用双护盾式TBM,但是在应用的过程中会出现卡机的现象,卡机对施工工程质量会产生很大的影响,同时也会耽误工程完工的进度,本文分析了双护盾TBM卡机的现象,并提出了一些具体的处理施工技术,仅供参考。
关键词:双护盾、TBM、卡机、处理
近年来,TBM结合具体工程项目运用越来越多,由于TBM操作简单、耗时短、应用可靠的特点被广泛应用于隧道开挖项目中,最重要的特点是TBM具有较强的环保性,能有效改善施工现场的环境,因此,被广泛应用于我国水利水电建设、公路交通建设和隧洞开挖项目中。双护盾TBM系统在纵向上可分为三部分:①带刀盘的前护盾;②中间部分的伸缩护盾;③后接触护盾,带有用于安装管片的尾盾。双护盾式TBM比敞开式隧道掘进机具有明显的优势,在此模式下,掘进与安装管片同时进行,施工速度快。但是,TBM的运用有一个最大的劣势就是对地质十分敏感,在地质条件较差、不良施工路段时,TBM极易出现卡机的现象,而双护盾式TBM适用于稳定性较好的硬岩地层施工,但是即使是在稳定性较强的地质中,TBM机还是会存在卡机现象。那么,究竟为什么会发生卡机现象呢?为了保证工程质量以及施工进度,在面对TBM出现卡机的现象时应当如何处理呢?
一、双护盾TBM卡机现象
在此次工程施工项目中,隧道沿线主要穿越地层为中、微风化花岗岩层,局部穿越断层破碎带,花岗岩层硬性较强,在隧道掘进机开挖的过程中,刀盘很有可能会因为花岗岩较硬会破坏刀盘,另外还要穿越断层破裂带,这中间可能会有一些破碎的石头也会影响刀盘的掘进。除了要考虑岩石层外,隧道在开挖的过程中还要考虑地下水的影响,地下水含有的特殊成分中某些会对混凝土及钢筋局部造成弱腐蚀性,TBM机也会因为一定的腐蚀性对其产生影响而出现卡盾。另外,在此次工程项目中还会出现多处曲线,那么,TBM机在开挖的过程中也必须有曲线的开挖路段,如果在曲线路段转弯过程中没有控制好机器的话也是会出现卡机的现象。另外,还需要注意的是,工程会经过破碎断裂带,这些地层的地下水水位较高,在开挖的过程中很有可能会导致地下水或者地下碎石涌上来,那么这些突然涌上来的碎石水分会卡刀盘,从而造成TBM卡机。总之,在复杂的地质环境下,会存在多种因素导致TBM卡机,而对地下情况勘察清楚,做一些必要的措施可以防止卡机现象。
二、双护盾TBM卡机处理施工技术
2.1重新评估岩层条件及卡机风险
在民乐停车场隧道开挖的过程中,会遇到花岗岩层和断裂层,这些层面会导致TBM出现卡机,而卡机会造成严重的后果。因此,在历经花岗岩层和断裂层时,需要重新评估岩层条件,随时监控岩层的出渣量和出水量,当TBM机刀盘出现卡顿现象时就要及时停止,用手动的方法将其中的碎石清理出来。同时,还要加固岩层,当满足加固条件后,还要根据岩层的地质条件因地制宜调整TBM机所使用材料的反应速度和发泡倍数。同时,地下水如果涌上来那么就要及时将地下水抽出来,缩短开挖的时间。
同时,对岩层的地质条件进行勘察过后,还要做出一个卡机风险评估方案,对于卡机存在的风险及时预估出来,并针对可能存在的风险做出一定的解决方案。
2.2制定刀盘发生涌水、坍塌时的总体处理方案
民乐停车场隧道开挖项目中会经过7个断裂层,这些断裂层在刀盘开挖的过程中如果一不小心很有可能会将地下水以及地下残渣涌上来,地下水如果涌上来,那么岩层很有可能会坍塌。针对这一现象,目前我国已经有了明确的处理方案,但是为了安全起见,项目工程还是应当根据开挖的现场制定一个总体处理方案,当遇到涌水、坍塌时如何处理,方案里要有具体的解决措施,及时应对突发的情况。目前,针对这些现象,我国大多数工程项目都会采用新型的化学灌浆材料处理TBM卡机,确保刀盘转动。如果已经发生了涌水、坍塌,那么就要及时人工挖掘扩大隧道直径来脱困。总之,方案中要明确提出在危险情况发生时工人如何脱困,在保证工人安全的前提条件下处理施工现场。
2.3清理刀盘内和掌子面返浆的发泡浆液
灌浆法是隧道开挖工程中经常会运用到的一种方法,为了解决随时可能会涌上来的地下水,在此次民乐停车场隧道开挖工程中也一样,会经过4次断裂层,断裂层随时可能会破裂,那么涌上来的地下水和地下残渣就可以危及到工作人员的生命安全,为了保证地下水不会涌上来,一般情况下会采用灌浆的方法来加固岩层,但是也会存在灌浆没有做好的现象,如果没有做好的话还会对刀盘产生一定的影响,刀盘上会有浆液,而这也是造成TBM卡机的原因之一。那么,对于刀盘内和掌子面返浆所沾染上的浆液只能采取人工的方法进行清理,如果刀盘内没有浆液的话说明灌浆做的非常好,能够对断裂层进行很好的加固,减少TBM受空间和施工工法限制。
2.4保证开挖直径
在隧道开挖的过程中,隧道直径过窄也会造成TBM 机出现卡盾,另外隧道直径过小,隧道空间也小,在发生突发情况时,空间过小可能会危及到工人的逃跑空间。因此,可以考虑扩大隧道开挖的直径,根据施工现场的环境保证开挖直径,尤其是在小半径隧道施工中,足够大的隧道开挖空间对于隧道开挖进程,以及突发情况的处理都有很大的作用。
小结:隧道的开挖是我们工程建设中常见的工程项目,在此次工程项目中,民乐停车场就会经过隧道,并进行隧道开挖。隧道由于其特殊的地质条件对施工工具具有较高的要求和标准,而隧道掘进机是隧道开挖过程中必然会用到的机器,虽然在隧道开挖过程中速率较快,操作简单,安全稳定性较高,但也还是会存在卡机的现象,在针对民乐停车场隧道开挖项目中的实际情况后,针对存在的卡机现象提出了具体的施工方案。但是在具体的施工项目中,面对复杂的地质环境,工程施工项目组工作员还是应当做好万全的准备方案,面对施工现场随时可能会出现的施工事故与突发情况,要有一定的解决方案,在保证施工人员生命安全的前提条件下保证施工进度与施工质量。另外,对于隧道掘进机的性能,还是应当提升,如果能够融入信息技术,对隧道掘进机应用的过程中也能对地下情况进行实时的了解,那么就可以针对突发情况与事件做出合理的判断与解决。
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