高地应力隧道TBM卡机机理分析及防治措施研究

发布时间：2023-02-26 02:25

　　TBM法与传统钻爆法相比,在施工速度、施工安全以及对围岩扰动范围等方面更具有优势,并越来越成为深埋长大隧道施工的首选和重要发展方向。然而,TBM在西部山岭地区深长隧道中往往要频繁穿越深部高地应力复杂地层。在高地应力条件下,岩爆和围岩收敛变形引起的卡机是TBM隧道工程事故的主要原因。因此,对现场卡机事故进行原因分析,隧道未开挖段进行预防处理措施是非常必要的。本文以西藏林芝地区***隧道工程为研究背景,在现场TBM施工及隧道地质资料分析的基础上,与计算机数值模拟结合,对隧道卡机机理进行分析研究,并提出相应的预防措施建议。(1)对在高地应力条件下洞身围岩完整性较差段进行卡机预测分析,判断该洞段施工时将出现严重的围岩变形,并造成TBM卡机事故。针对围岩变形量过大导致卡机的情况,对TBM连续掘进状态进行了掘进参数分析,得出相关参数与围岩变形量和摩擦阻力的规律;对TBM正常停机状态进行研究,得出不同掘进参数下TBM的最佳许可停机时间。(2)对在高地应力条件下围岩岩体结构完整的硬岩洞段进行岩爆预测,根据岩爆判别公式得到开挖后岩爆等级;针对TBM施工的特殊性和刀盘的特点,制定两种卸压爆破方案,并用FL...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究依据及研究意义
        1.1.1 选题依据
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 TBM掘进围岩挤压变形研究现状
        1.2.2 TBM隧道岩爆研究现状
        1.2.3 TBM卡机处理措施研究现状
    1.3 主要研究内容和技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 高地应力下TBM卡机机理研究
    2.1 TBM概述
    2.2 双护盾TBM简介及掘进机理
    2.3 TBM卡机机理
        2.3.1 卡机类型
        2.3.2 TBM围岩变形卡机过程分析
        2.3.3 岩爆造成卡机机理分析
    2.4 本章小结
第3章 隧址区工程地质条件概述
    3.1 工程简介
    3.2 工程地质条件
        3.2.1 地形地貌
        3.2.2 地层岩性
        3.2.3 地震及地质构造
        3.2.4 物理地质现象
        3.2.5 水文地质条件
    3.3 隧道工程地质评价
        3.3.1 隧道围岩划分方法
        3.3.2 隧道围岩分级及稳定性评价
第4章 高地应力下隧道TBM卡机事故预测评价
    4.1 计算模拟分析
        4.1.1 计算模型与模拟方法
        4.1.2 模拟计算方法
        4.1.3 数值模型及边界条件
        4.1.4 模型计算参数
    4.2 围岩变形引起TBM卡机过程分析及预测判别
        4.2.1 计算结果分析
        4.2.2 卡机预测及卡机等级划分
    4.3 岩爆引起卡机事故预测及岩爆等级划分
    4.4 本章小结
第5章 高地应力下TBM卡机事故防控措施分析
    5.1 针对围岩变形收敛导致卡机的防治措施
        5.1.1 连续掘进过程卡机防控参数分析
        5.1.2 停机过程卡机防控参数分析
    5.2 针对岩爆导致卡机的防治措施
        5.2.1 岩爆处理措施
        5.2.2 超前高地应力爆破卸压分析
    5.3 本章小结
第6章 现场卡机段治理措施研究
    6.1 现场卡机类型及原因分析
        6.1.1 卡机类型
        6.1.2 原因分析
    6.2 现场卡机情况概述
        6.2.1 现场观测情况
        6.2.2 K10+253卡机段超前地质预报
    6.3 现场施工处置方案
        6.3.1 TBM设备防护与危岩清理
        6.3.2 掏渣清理
        6.3.3 TBM设备维护、脱困及后期处理
    6.4 预防治理措施建议
    6.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果



本文编号：3749620