深埋长隧道TBM施工关键问题探讨

发布时间：2019-06-27 19:22

【摘要】：针对深埋长隧道开挖所面临的高水压、高地压、高地温、大变形、难支护等问题,分析总结传统钻爆法开挖与支护技术、全断面隧道掘进机(TBM)施工技术、TBM导洞扩挖技术应用中的优劣,TBM导洞扩挖法为深埋长隧道开挖提供了新的设计思路。由于深埋长隧道的建设环境与浅埋隧道建设环境存在显著差异,TBM施工将面临3个关键问题——岩爆问题、卡盾(大变形)问题和未准确探测前方地质而发生的施工事故(涌水、突泥等)。为揭示TBM施工过程中卡盾的存在性,分别针对某一特定地质条件下深埋软、硬岩TBM施工进行理论分析和数值模拟研究。结果表明,软岩地层TBM施工发生卡盾,而硬岩完整地层TBM施工未发生卡盾。
[Abstract]:In view of the problems faced by deep buried long tunnel excavation, such as high water pressure, high ground temperature, large deformation and difficult support, this paper analyzes and summarizes the advantages and disadvantages of traditional drilling and blasting method, (TBM) construction technology of full section tunnel roadheader and TBM guide tunnel expansion technology. TBM guide tunnel expansion method provides a new design idea for deep buried long tunnel excavation. Due to the significant difference between the construction environment of deep buried long tunnel and shallow tunnel construction environment, TBM construction will face three key problems-rock burst problem, shield (large deformation) problem and construction accidents (water gushing, mud inrush, etc.). In order to reveal the existence of shield in the process of TBM construction, the theoretical analysis and numerical simulation of deep buried soft and hard rock TBM construction under a specific geological condition are carried out respectively. The results show that the shield occurs in TBM construction of soft rock formation, but no shield occurs in TBM construction of hard rock complete formation.
【作者单位】：中国中铁隧道集团有限公司盾构及掘进技术国家重点实验室;中国中铁隧道集团有限公司;
【基金】：863计划课题(No.2012AA041802,No.2012AA041803) 国家国际科技合作专项(No.2011DFB71550) 洛阳市应用技术研究与开发资金项目(No.1301065A)
【分类号】：U455.4

【参考文献】

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2 刘泉声;黄兴;时凯;刘学伟;;超千米深部全断面岩石掘进机卡机机理[J];煤炭学报;2013年01期

3 ;TBM的应用及其有关问题和展望[J];岩石力学与工程学报;1999年03期

4 吉小明;隧道开挖的围岩损伤扰动带分析[J];岩石力学与工程学报;2005年10期

5 何满潮,谢和平,彭苏萍,姜耀东;深部开采岩体力学研究[J];岩石力学与工程学报;2005年16期

6 王明洋;周泽平;钱七虎;;深部岩体的构造和变形与破坏问题[J];岩石力学与工程学报;2006年03期

7 周小平;徐小敏;卢萍;陈山林;;深埋巷道的选型分析[J];岩石力学与工程学报;2006年S1期

8 吴世勇;龚秋明;王鸽;侯哲生;佘祺锐;;锦屏Ⅱ级水电站深部大理岩板裂化破坏试验研究及其对TBM开挖的影响[J];岩石力学与工程学报;2010年06期

9 刘元雪,施建勇,许江,刘东升;盾构法隧道施工数值模拟[J];岩土工程学报;2004年02期

10 冯夏庭,王泳嘉;深部开采诱发的岩爆及其防治策略的研究进展[J];中国矿业;1998年05期

【共引文献】

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3 赖小彬;徐小敏;张伯虎;卢萍;;某矿山巷道交岔口的三维有限元模拟分析[J];地下空间与工程学报;2007年04期

4 徐营;张子新;蒋金泉;;深井围岩破坏机理与稳定性分析[J];地下空间与工程学报;2007年S1期

5 王方汉;曹维勤;张文如;张伯虎;徐小敏;;南京栖霞山矿巷道围岩稳定性数值分析[J];地下空间与工程学报;2009年01期

6 高富强;高新峰;康红普;;动力扰动下深部巷道围岩力学响应FLAC分析[J];地下空间与工程学报;2009年04期

7 张明建;郜进海;王大顺;;“三软”煤巷围岩移动规律研究[J];地下空间与工程学报;2009年05期

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6 王广德;石豫川;葛华;寇佳伟;单治钢;周春宏;;岩爆与围岩分类[J];工程地质学报;2006年01期

7 翟新献，李化敏;深井软岩巷道围岩变形特性的研究[J];煤;1995年05期

8 付国彬;巷道围岩破裂范围与位移的新研究[J];煤炭学报;1995年03期

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10 刘泉声;黄兴;时凯;刘学伟;;煤矿超千米深部全断面岩石巷道掘进机的提出及关键岩石力学问题[J];煤炭学报;2012年12期

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7 任光明,陈波,聂德新,符文熹;深埋长隧道有害气体的预测与防治[J];中国地质灾害与防治学报;2001年04期

8 范厚彬,樊志华,董明刚;公路长隧道污染物的运移机理及一维解析分析[J];交通运输工程学报;2002年03期

9 任光明,赵志祥,聂德新,符文熹;深埋长隧道有害气体发生的地质条件初探[J];山地学报;2002年01期

10 孙吉东;;锦萍引水长隧道TBM施工潜在风险预案[J];铁道建筑技术;2007年06期