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隧道建设(中英文) ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (1): 1-15.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2021.01.001
杜立杰1, 洪开荣2, 王佳兴1, 李青蔚1, 杨亚磊1, 李伟伟3, 黄俊阁2
(1. 石家庄铁道大学, 河北 石家庄 050043; 2. 中铁隧道局集团有限公司, 广东 广州 511457;3. 中国水利水电第三工程局有限公司, 陕西 西安 710024)
Rockburst Characteristics and Prevention and Control Technologies for Tunnel Boring Machine Construction of Deepburied Tunnels
DU Lijie1, HONG Kairong2, WANG Jiaxing1, LI Qingwei1, YANG Yalei1, LI Weiwei3, HUANG Junge2
(1. Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, Hebei, China;2. China Railway Tunnel Group Co., Ltd., Guangzhou 511457, Guangdong, China; 3. Sinohydro Bureau 3 Co., Ltd., Xi′an 710024, Shaanxi, China)
摘要: 川藏铁路隧道等深埋隧道工程的岩爆给TBM施工安全和掘进速度带来很大影响,这是亟待解决的技术难题。以埋深超过2 000 m的引汉济渭工程、新疆ABH工程为案例,与锦屏Ⅱ级水电站工程进行对比。基于现场大量数据分析,给出岩爆对TBM施工安全速度影响和时空特征规律; 并结合TBM结构和工法特点,提出了“轻微、中等、强烈”3个等级岩爆的TBM施工防控目标,以及“掘速控制、风险控制、时空控制、分级控制”4个TBM施工岩爆防控准则; 分别给出了轻微、中等和强烈3个等级岩爆的防控技术方案,从而构建了“装备—掘进—支护”三者协同控制的“3-4-3-3”分级岩爆防控理论技术体系,并在实际工程中应用。主要研究结果为: 1)TBM施工速度轻微岩爆为无岩爆的70%~90%,中等岩爆为无岩爆的50%~70%,强烈岩爆为无岩爆的25%~50%。2)20%~40%的岩爆发生在开挖后10 h以内,10~24 h岩爆发生频率最高,90%以上的岩爆发生在24 h以内,9%的强烈岩爆发生在24~48 h; 3)超过30%中等以上岩爆发生在护盾至掌子面区域,90%以上的中等和强岩爆发生在掌子面后15 m以内,主动控制TBM进尺速度可使80%~90%的强岩爆控制在TBM护盾至掌子面区域。所提的技术方案已成功用于以下工程: 1)新疆ABH工程,其中1台TBM已安全高效穿越了全部中等岩爆洞段,完成14 km掘进; 2)引汉济渭工程,岭南段TBM穿越了10 km岩爆洞段,在第2掘进段中穿越了2 km连续强岩爆洞段,强岩爆洞段平均月进尺达到110 m。
中图分类号: