欢迎来到中国矿山建设第一门户网站！
小编语
在困难地层中，如何使TBM排除万难，持续掘进？罗宾斯总裁Lok Home在一次访谈中谈到了他的看法——这既需要TBM供应商的通力合作，也需要业主的支持与管理，更需要承包商与现场施工人员的丰富经验。
Jacob
Home先生，在您参与的那么多隧道工程中，隧道的掘进都是一个怎样的过程，其中会遭遇怎样的困难呢？
12
Lok Home：
隧道从始发到贯通，在均匀的地层中高效掘进，施工人员高枕无忧，往往只是美好的愿景。实际情况中，施工前必须进行足够的地质勘探，对风险进行合理评估，并使用配备各项技术的掘进机应对断层带、地下水、挤压地层等。遭困后，在隧道内临时改造TBM或许最终可以解决问题，但这往往是下策——这样不仅导致工期延长，还会徒增额外的风险。
土耳其Kargi水电工程的双护盾TBM遭遇挤压地层与大量块状岩石，需要在隧道内对TBM进行维修与改造
步骤一：排除地质的猜测
Jacob
如何克服这些潜在的风险呢？
12
Lok Home：
了解与克服风险听起来简单，但是实际情况中，业主往往会认为这是不必要的成本，进而削减地质勘探的成本。
大多数工程中，地质勘探的核心样本每隔几公里进行一次，而样本之间的未勘探地层可能藏有断层、空洞、地下水等现象，若机器受困或损坏，其救援与维修成本就远远高于初期的岩土勘探成本了。
步骤二：根据风险选用TBM
Jacob
如果可以进行连续的地层调查，就可以根据地层特征进行针对化装备设计，是这样吗？
12
Lok Home：
大部分工程中，按米进行地层勘探都是不现实的。在安第斯山脉、喜马拉雅山脉等地施工山岭隧道时，事前调查往往仅限于理论研究和地面测绘，而地面测绘又受限于实地条件。
这种情形下，选择敞开式TBM，标准TBM还是护盾式TBM，将取决于地质，隧道衬砌规格和各种因素，但这三种设备都有能力掘进山岭隧道。
TBM上可以加装以下设备：
■ 可变扭矩的多速变速箱；
■ 使用阶梯式护盾与护盾润滑系统的快速掘进设计；
■ 进水控制设备；
■ 其他降低高覆土风险的设备。
Jacob
这样的设备各自具有什么样的特点呢？
12
Lok Home：
护盾式TBM具有在机内安全支护的优点，利用双护盾TBM和单护盾TBM，可兼顾隧道开挖和隧道衬砌管片的拼装。敞开式TBM在刀盘后设置开口，用于支护与固结地层，在最极端的地层条件下，敞开式TBM也统一能成为有效和安全的机型。
敞开式TBM中对地层进行支护
Jacob
那么对于地层中各种不同的风险，有何应对措施呢？
挤压地层
对于挤压地层，通常推荐超挖。
敞开式TBM需要在超挖区安装屈伸型支架，包括屈伸拱架、钢拱架、屈伸千斤顶等，并且TBM需要高扭矩，以克服工作面倒塌时的刀盘荷载。
若使用护盾式TBM并拼装管片衬砌，可使用挤压\收敛测定系统，这种系统安装在TBM上方的液压缸并接到控制系统。同样，阶梯式护盾与护盾润滑系统也可以盾构避免在挤压地层中受困。
润滑系统可让护盾式硬岩TBM穿越阻滞性地层
岩层冲击
岩层冲击情况下，可以使用带有岩锚的钢丝网板、屈伸岩锚、钢拱架、环梁等设备，可使用岩石钻机、环梁拼装机和喷射混凝土系统来安装，尽量固定岩石，以限制岩石扰动。
McNally为敞开式TBM开发了洞顶支撑系统，随着TBM前进，可伸出TBM进行支撑。
McNally支护系统，由敞开式TBM的顶部盾体重伸出的钢板条组成
带有栓接式顶部盾体指形板的弹性McNally支护系统，当遭遇地层恶化时，可以进行拆卸
膨胀/松散地层
想要在膨胀\松散地层中进行有效的地层加固，需要在刀盘后迅速进行喷射混凝土处理，这在敞开式TBM上较为容易实现。
由于岩体挤压与膨胀的程度难以预测，因此在类似情况的加拿大安大略尼亚加拉大直径分流隧道工程中，施工方选择了使用二次衬砌，这条穿越沉积石的14.4m直径隧道首先使用了初级地层支撑，在喷涂防水薄膜后，又使用了一道现浇混凝土衬砌。
喷浆混凝土，环梁，丝网，更多地用作敞开式TBM的地层支护
断层与地下水
当进入断层带或地下水区域，超前钻探非常重要。TBM推进至该区10m-20m区域时，应进行彻底的试钻，并注浆止水，并在不稳定岩石和土层中注射地层固结添加剂。
穿越断层带时，需要钻出注浆孔与地层加固控孔。地层加固后，可能需要通过护盾和刀盘上的插板桩或超前支架等进行支撑，以保障安全。
硬岩隧道内存在涌水时，可从工作面将其泵出隧道，但当存在明显水压或大量进水时，推荐使用带有高压水密封设备的护盾型TBM，其渣土槽上的闸门可以有效密封土仓，还可以额外安装充气式密封件，结合盾尾密封与管片止水带，保持水密性。
护盾型TBM上的加强型钻机可改变多种多样的试钻轨迹
敞开式TBM在硬岩中推进时的涌水情况
密封闸门可以将护盾式TBM进行二次密封，阻挡水的大量流入，以使操作人员能够从密封区域安全地处理涌水
共同合作
Jacob
除此之外，还有哪些方法，可以减少TBM的停机情况呢？
12
Lok Home：
无论使用哪种设备，训练有素的操作人员与经验丰富的管理者都能减少工程出现人为错误的可能性；
当隧道掘进出现问题时，各方应积极沟通，勇于改变开挖方式、地层支护方式甚至于进行洞内TBM改装；
为潜在的不同停机原因设置预案，若在事故中发生，便能大大减少TBM的停机时间。
TBM受困往往是由于多个因素同时导致的：困难地质状况，不精确的地质调查，不成熟的TBM设计与预案。Lok Home 相信，只要行业愿意系统性地分析这些问题，并针对性地研究解决方案，TBM受困的情况便会越来越少。
您当前所在位置：
