顶部导洞法TBM卡机脱困技术研究与应用

作     者：张民庆 辛维克 贾大鹏 司景钊 王唤龙 ZHANG Minqing;XIN Weike;JIA Dapeng;SI Jingzhao;WANG Huanlong

作者机构：中国国家铁路集团有限公司工程管理中心北京100844 中铁隧道局集团有限公司广州511457 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 

出 版 物：《铁道工程学报》 (Journal of Railway Engineering Society)

年 卷 期：2023年第40卷第1期

页      面：68-75页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0705[理学-地理学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划课题(P2019G055) 

主　　题：隧道 TBM 卡机 顶部导洞法 脱困 研究 应用 

摘      要：研究目的:TBM已在我国地下工程建设领域中得到广泛应用,但对于复杂地质条件,TBM卡机问题仍十分突出,施工中曾多次遭遇连续卡机、长期卡机、突水涌泥、设备报废、工法改变等不同程度的困难,不但造成工期延误,还使工程建设成本大幅度增加,因此研究复杂地质条件下TBM卡机防控技术以及TBM卡机后的安全快速脱困技术十分必要。高黎贡山隧道全长34538 m,进口采用钻爆法施工,出口采用TBM法施工。TBM施工中,一般地质条件下掘进比较顺利,但遇到断层破碎带、岩性接触带、节理密集带、风化蚀变带、软岩挤压带等复杂地质条件时,仍发生了19次卡机事故,其中正洞8次、平导11次,严重影响TBM的正常掘进,特别是严重卡机时,常规的脱困方法难以奏效,需要研究安全有效的脱困技术,从而保证TBM的正常掘进。研究结论:(1)顶部导洞法是处理TBM卡机的一种有效脱困方法;(2)采用顶部导洞法处理TBM卡机时,导洞净空宽度宜为120 cm、净空高度宜为130 cm,管棚工作间宜在拱部120°范围内设置,管棚直径宜为76 mm,环向间距40 cm,仰角1°~3°,长度宜一次穿越隧道前方破碎带;(3)本研究成果可在类似隧道TBM施工中推广应用。