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【摘 要】文章首先对TBM的主要分类和适用范围进行了阐述，然后引出对TBM施工风险的分析，进而探讨了TBM施工风险的应对措施。
【关键词】TBM施工；风险；应对措施
一、前言
随着近年来TBM应用水平的快速发展，TBM工程的施工方法直接关系着整个TBM应用的进展，在TBM施工中加强TBM施工风险的把控，可以保证TBM施工工程的质量。
二、TBM的分类和实用范畴
1、TBM的分类
TBM品种单一，使用普遍，方式多样，分类办法也依据分类标准差别而呈现差别，按开挖岩体种别分为：硬岩隧道掘进机（HardrockTBM）和软岩隧道掘进机（SoftgroundTBM）（国际称为盾构机）。此中硬岩隧道掘进机分为关闭式（UnshieldedTBM）和护盾式（ShieldTBM）；盾构机重点用来开挖土体隧道，分为土压均衡盾构、泥水盾构、气压式盾构、混淆式盾谈判异型盾构等。
2、TBM的作业原理和实用范畴
（一）、关闭式TBM的刀盘装有盘形滚刀
作业时经过刀盘强大的推力将滚刀压入隧道掌子面岩体，然后刀回旋转动员滚刀转动切削岩体。切削下的岩石碎片先经过刀盘上的铲斗搜集，然后颠末漏斗进入TBM运输零碎，最后把这些岩片运出洞外。
（二）、单护盾TBM的刀盘上也配备有实用于开挖较硬围岩的盘形滚刀
其掘进原理和关闭式TBM相似，但与之差别的是，单护盾TBM的强大推力是由液压千斤顶提供的，掘进时，液压千斤顶后部顶在曾经衬砌好的混凝土管片上，千斤顶伸出推进刀盘行进。这一进程完毕后，掘进机中止行进，千斤顶回缩归位，新的混凝土衬砌管片在盾尾组装。开端进入下一循环。单护盾TBM实用于开挖地层以脆弱围岩为主、岩体抗压强度低的隧道。开挖完成后，隧道的终极支护方法是混凝土衬砌管片。
（三）、双护盾TBM的刀盘和岩土渣运输零碎
双护盾TBM在颠末精良地层和不良地层时，经过作业形式的变化，都可以很好的停止顺应。尤其是当双护盾TBM在精良地层中，刀盘向前掘进的同时，管片衬砌作业可以在后护盾尾部停止组装，如答应以进步掘进速率。但是双护盾TBM盾体较长，调向困难，容易形成卡机等成绩。
三、TBM施工的风险
1、不良地质条件及TBM施工有关的工程问题
不良地质条件重点指对工程计划和施工能够发生倒不好响的地质条件，就好似TBM施工联合起来，可谓之TBM有关的不良工程地质条件，重点包含地质结构、岩性、地应力和地下水4方面要素，并可细分为差别种另外次级要素。在TBM施工中会呈现种种百般的工程问题，绝大少数与不良工程地质条件有关。偶然与一种要素有关，如断层破裂带可惹起多种工程问题，更多的是几种要素同时存在而惹起，即不良工程地质条件和工程问题之间存在多因多果的干系。
2、个呈现浩繁严峻工程问题的TBM工程实例
（一）、印度DulHasti水电工程引水隧洞
该隧洞穿越印度克什米尔地域西印度河主流Chenab河弯，从Dul大坝（高程1225m）向Hasti电站（高程1020m）引水，原计划长9460m。重点岩性为石英岩和千枚岩，少部分片麻岩和云母片岩。由于对Kishtwar高原的古河流堆积看法与钻探后果不分比方，又先后于1989和1992年停止地质勘探，失失了该谷地为右行雁列式Kishtwar断层控制的地堑结构堆积的新看法。历时12a（1991～2003年）建成，时期发作了数次突水、突泥。2000年2月在K2+837处的断层破裂带中TBM被卡8个月，机器损毁。穿过问题段，TBM破费了20多个月，DBM从卑鄙施工及在下游替代TBM花了33.5个月。
（二）、台湾北宜高速公路雪山隧道
关于12.9km长的雪山（坪林）公路隧道，原方案接纳TBM掘进约莫要4.5a即可贯穿，较接纳DBM开挖施工估量要15a的工夫才能完成有很大劣勢。出于后勤方面缘由，接纳双筒式、单流向、双车道计划，由东向西停止隧道上坡开挖作业。如许，隧道就必须从整条线路最困难和毁坏最为严峻的山岭区段开端施工。
（三）、云南掌鸠河引水供水工程上公山隧洞
为处理昆明市供水成绩而兴修的掌鸠河引水供水工程，输水线路总长97.258km，此中隧洞16座，总长85.655km。上公山隧洞是该工程中最长的隧洞，全长13.769km，计划直径3.00m，穿越地条理要为下元古界黑山头组（Pt1hs）石英砂岩、板岩、粉砂岩，震旦系灯影组（Zbdn）白云岩、白云质灰岩，用美国Robbins公司消费的φ3.665m双护盾TBM停止开挖。该隧洞于2003年4月正式开端掘进后，屡次呈现塌方、突水、管片决裂、TBM护盾受损，TBM被卡。2005年9月尾，在K7+568处TBM发作第8次严重卡机变乱后停机10个月。原方案2005年末完成隧道施工，实践刚过半。后果TBM装配后被DBM所代替。
四、TBM施工危害的应对方法
1、地质危害应对方法
强化设置装备摆设维修保养，逐日至多包管强迫停机保养4小时；增强对各部位的监测；尤其是相似主轴承（加速箱、主电机）这些关乎施工全局的紧张部件，紧密监测光滑零碎流量，光滑脂脉冲次数以及迷宫密封处油脂挤出状况，常常性地观察轴承齿圈的磨损状况和振动程度，应用换刀清闲，实时丈量主轴承的轴向间隙，同时经过油液磨损剖析和理化目标剖析，理解轴承磨损静态。根绝主轴承严峻净化和密封过早损好变乱。安排好逐日正常维修保养的作业内容，只管即便把需停机扫除的毛病安排到维修保养或许皮带硫化停机工夫内一并扫除，剖析和化解维修保养压力和设置装备摆设危害。紧缩换刀、调刀工夫，只管即便安排在维修保养工夫内改换调解。在必须停机改换调解刀具时，要公道安排刀位，夺取逐日无方案地小批量换刀。 2、涌水
富水脆弱破裂带地质隧道施工，要害是对地下水的管理。外地下水系不连通和地下水系与地表水系不连通时，起首思索地质超前勘察，联合近期施工出水纪律，预测后方能够的出水状况和严峻水平，应用超前钻机超前钻孔，应用钻孔排水。外地下水系连通.排水困难时.接纳洞内深孔注浆止水并加固围岩应用TBM主机下方挡水坝、大排量水泵和后配套大口径排水管，把急剧增长的涌水，实时经过管道抽排到后配套以外地区；洞内积水较深，机车应实时改革，周围包裹放水板和封锁构造，避免水淹。应用机头架后的现成启齿和宽阔通道，实时开放液压闸门，尽快排缩小流量涌水。减小刀盘转速，应用接渣斗百叶窗的特别计划，敏捷滤水和泄水，避免水击冲走少量积渣，实时肃清皮带机周边积渣。充沛应用主机上方的无限空间，在高压出水口，奇妙操纵机器手，实时安装钢瓦片，疾速封堵出水口。须要时构成环形全体衔接，无效抵挡大涌水打击。
3、巖爆危害
经过预告和曾经呈现的岩爆迹象，低落刀盘的转速，减小切深，同时应用设置装备摆设的扩孔功用，刀盘上下摆荡，加大隧洞直径，预留洞壁收敛空间；亲密察看司机室操纵面板的掘进参数，尤其是电机电流、推进压力能否渐变，只管即便增加对围岩的扰动。主机前部的作业职员，紧密防护，穿着头盔和防护钢背心，专人盯守，实时转达。在主机前部上方，实时施作喷锚支护，实时封锁暴露围岩，须要时二次放射，构成加厚柔性支护层，进一步波动围岩。只管即便增加停机和不绝机，避免刀盘卡紧，必须停机时，放慢一切作业和支护，并间歇性转动刀盘。接纳避免岩爆的别的喷水、钻孔开释应力等通用手腕。
4、无害气体、火警和透风危害
常常反省隧道内安装一氧化碳、二氧化碳、瓦斯、硫化氢气体主动检测监控零碎能否作业正常，一旦报警，赶忙转达洞皮毛关向导、调理和监控室，敏捷构造运输车辆进洞抢险；由环保局活期对隧道气体浓度停止监测和标定，依据监测状况调解应对方法。TBM应急避险间内安排毛巾，如遇无害气体，立刻用湿毛巾，捂住口鼻呼吸并弯腰进入后配套下层避险间临时避险，酌情接通氧气安装吸氧。现在设置装备摆设上差别地段设置了火警报警设备和干灭兵器，虽然云云，由于设置装备摆设上贮存了少量各种油品，不测火警的风险仍然存在，除增强对作业职员的安全教诲和惯例消防演练外，严厉制止洞内明火，吸烟在独自规则地区，电焊作业时必须顾及周边地域，判明无风险、而且妥善遮掩才能持续作业。
五、结束语
TBM的施工风险分析在TBM施工中起到了重要的作用。在TBM施工的过程中，如果TBM施工风险的应对措施得不到充分的保障，存在隐患，那么对TBM施工质量会产生很大的影响。
参考文献：
[1]张照煌全断面亚是掘进机主参数及施工技术参数预测软件开发华北电力大学硕士学位论文2011
[2]唐志林大伙房输水工程TBM3施工段施工风险评估《水力发电》2011
【关键词】TBM施工；风险；应对措施
一、前言
随着近年来TBM应用水平的快速发展，TBM工程的施工方法直接关系着整个TBM应用的进展，在TBM施工中加强TBM施工风险的把控，可以保证TBM施工工程的质量。
二、TBM的分类和实用范畴
1、TBM的分类
TBM品种单一，使用普遍，方式多样，分类办法也依据分类标准差别而呈现差别，按开挖岩体种别分为：硬岩隧道掘进机（HardrockTBM）和软岩隧道掘进机（SoftgroundTBM）（国际称为盾构机）。此中硬岩隧道掘进机分为关闭式（UnshieldedTBM）和护盾式（ShieldTBM）；盾构机重点用来开挖土体隧道，分为土压均衡盾构、泥水盾构、气压式盾构、混淆式盾谈判异型盾构等。
2、TBM的作业原理和实用范畴
（一）、关闭式TBM的刀盘装有盘形滚刀
作业时经过刀盘强大的推力将滚刀压入隧道掌子面岩体，然后刀回旋转动员滚刀转动切削岩体。切削下的岩石碎片先经过刀盘上的铲斗搜集，然后颠末漏斗进入TBM运输零碎，最后把这些岩片运出洞外。
（二）、单护盾TBM的刀盘上也配备有实用于开挖较硬围岩的盘形滚刀
其掘进原理和关闭式TBM相似，但与之差别的是，单护盾TBM的强大推力是由液压千斤顶提供的，掘进时，液压千斤顶后部顶在曾经衬砌好的混凝土管片上，千斤顶伸出推进刀盘行进。这一进程完毕后，掘进机中止行进，千斤顶回缩归位，新的混凝土衬砌管片在盾尾组装。开端进入下一循环。单护盾TBM实用于开挖地层以脆弱围岩为主、岩体抗压强度低的隧道。开挖完成后，隧道的终极支护方法是混凝土衬砌管片。
（三）、双护盾TBM的刀盘和岩土渣运输零碎
双护盾TBM在颠末精良地层和不良地层时，经过作业形式的变化，都可以很好的停止顺应。尤其是当双护盾TBM在精良地层中，刀盘向前掘进的同时，管片衬砌作业可以在后护盾尾部停止组装，如答应以进步掘进速率。但是双护盾TBM盾体较长，调向困难，容易形成卡机等成绩。
三、TBM施工的风险
1、不良地质条件及TBM施工有关的工程问题
不良地质条件重点指对工程计划和施工能够发生倒不好响的地质条件，就好似TBM施工联合起来，可谓之TBM有关的不良工程地质条件，重点包含地质结构、岩性、地应力和地下水4方面要素，并可细分为差别种另外次级要素。在TBM施工中会呈现种种百般的工程问题，绝大少数与不良工程地质条件有关。偶然与一种要素有关，如断层破裂带可惹起多种工程问题，更多的是几种要素同时存在而惹起，即不良工程地质条件和工程问题之间存在多因多果的干系。
2、个呈现浩繁严峻工程问题的TBM工程实例
（一）、印度DulHasti水电工程引水隧洞
该隧洞穿越印度克什米尔地域西印度河主流Chenab河弯，从Dul大坝（高程1225m）向Hasti电站（高程1020m）引水，原计划长9460m。重点岩性为石英岩和千枚岩，少部分片麻岩和云母片岩。由于对Kishtwar高原的古河流堆积看法与钻探后果不分比方，又先后于1989和1992年停止地质勘探，失失了该谷地为右行雁列式Kishtwar断层控制的地堑结构堆积的新看法。历时12a（1991～2003年）建成，时期发作了数次突水、突泥。2000年2月在K2+837处的断层破裂带中TBM被卡8个月，机器损毁。穿过问题段，TBM破费了20多个月，DBM从卑鄙施工及在下游替代TBM花了33.5个月。
（二）、台湾北宜高速公路雪山隧道
关于12.9km长的雪山（坪林）公路隧道，原方案接纳TBM掘进约莫要4.5a即可贯穿，较接纳DBM开挖施工估量要15a的工夫才能完成有很大劣勢。出于后勤方面缘由，接纳双筒式、单流向、双车道计划，由东向西停止隧道上坡开挖作业。如许，隧道就必须从整条线路最困难和毁坏最为严峻的山岭区段开端施工。
（三）、云南掌鸠河引水供水工程上公山隧洞
为处理昆明市供水成绩而兴修的掌鸠河引水供水工程，输水线路总长97.258km，此中隧洞16座，总长85.655km。上公山隧洞是该工程中最长的隧洞，全长13.769km，计划直径3.00m，穿越地条理要为下元古界黑山头组（Pt1hs）石英砂岩、板岩、粉砂岩，震旦系灯影组（Zbdn）白云岩、白云质灰岩，用美国Robbins公司消费的φ3.665m双护盾TBM停止开挖。该隧洞于2003年4月正式开端掘进后，屡次呈现塌方、突水、管片决裂、TBM护盾受损，TBM被卡。2005年9月尾，在K7+568处TBM发作第8次严重卡机变乱后停机10个月。原方案2005年末完成隧道施工，实践刚过半。后果TBM装配后被DBM所代替。
四、TBM施工危害的应对方法
1、地质危害应对方法
强化设置装备摆设维修保养，逐日至多包管强迫停机保养4小时；增强对各部位的监测；尤其是相似主轴承（加速箱、主电机）这些关乎施工全局的紧张部件，紧密监测光滑零碎流量，光滑脂脉冲次数以及迷宫密封处油脂挤出状况，常常性地观察轴承齿圈的磨损状况和振动程度，应用换刀清闲，实时丈量主轴承的轴向间隙，同时经过油液磨损剖析和理化目标剖析，理解轴承磨损静态。根绝主轴承严峻净化和密封过早损好变乱。安排好逐日正常维修保养的作业内容，只管即便把需停机扫除的毛病安排到维修保养或许皮带硫化停机工夫内一并扫除，剖析和化解维修保养压力和设置装备摆设危害。紧缩换刀、调刀工夫，只管即便安排在维修保养工夫内改换调解。在必须停机改换调解刀具时，要公道安排刀位，夺取逐日无方案地小批量换刀。 2、涌水
富水脆弱破裂带地质隧道施工，要害是对地下水的管理。外地下水系不连通和地下水系与地表水系不连通时，起首思索地质超前勘察，联合近期施工出水纪律，预测后方能够的出水状况和严峻水平，应用超前钻机超前钻孔，应用钻孔排水。外地下水系连通.排水困难时.接纳洞内深孔注浆止水并加固围岩应用TBM主机下方挡水坝、大排量水泵和后配套大口径排水管，把急剧增长的涌水，实时经过管道抽排到后配套以外地区；洞内积水较深，机车应实时改革，周围包裹放水板和封锁构造，避免水淹。应用机头架后的现成启齿和宽阔通道，实时开放液压闸门，尽快排缩小流量涌水。减小刀盘转速，应用接渣斗百叶窗的特别计划，敏捷滤水和泄水，避免水击冲走少量积渣，实时肃清皮带机周边积渣。充沛应用主机上方的无限空间，在高压出水口，奇妙操纵机器手，实时安装钢瓦片，疾速封堵出水口。须要时构成环形全体衔接，无效抵挡大涌水打击。
3、巖爆危害
经过预告和曾经呈现的岩爆迹象，低落刀盘的转速，减小切深，同时应用设置装备摆设的扩孔功用，刀盘上下摆荡，加大隧洞直径，预留洞壁收敛空间；亲密察看司机室操纵面板的掘进参数，尤其是电机电流、推进压力能否渐变，只管即便增加对围岩的扰动。主机前部的作业职员，紧密防护，穿着头盔和防护钢背心，专人盯守，实时转达。在主机前部上方，实时施作喷锚支护，实时封锁暴露围岩，须要时二次放射，构成加厚柔性支护层，进一步波动围岩。只管即便增加停机和不绝机，避免刀盘卡紧，必须停机时，放慢一切作业和支护，并间歇性转动刀盘。接纳避免岩爆的别的喷水、钻孔开释应力等通用手腕。
4、无害气体、火警和透风危害
常常反省隧道内安装一氧化碳、二氧化碳、瓦斯、硫化氢气体主动检测监控零碎能否作业正常，一旦报警，赶忙转达洞皮毛关向导、调理和监控室，敏捷构造运输车辆进洞抢险；由环保局活期对隧道气体浓度停止监测和标定，依据监测状况调解应对方法。TBM应急避险间内安排毛巾，如遇无害气体，立刻用湿毛巾，捂住口鼻呼吸并弯腰进入后配套下层避险间临时避险，酌情接通氧气安装吸氧。现在设置装备摆设上差别地段设置了火警报警设备和干灭兵器，虽然云云，由于设置装备摆设上贮存了少量各种油品，不测火警的风险仍然存在，除增强对作业职员的安全教诲和惯例消防演练外，严厉制止洞内明火，吸烟在独自规则地区，电焊作业时必须顾及周边地域，判明无风险、而且妥善遮掩才能持续作业。
五、结束语
TBM的施工风险分析在TBM施工中起到了重要的作用。在TBM施工的过程中，如果TBM施工风险的应对措施得不到充分的保障，存在隐患，那么对TBM施工质量会产生很大的影响。
参考文献：
[1]张照煌全断面亚是掘进机主参数及施工技术参数预测软件开发华北电力大学硕士学位论文2011
[2]唐志林大伙房输水工程TBM3施工段施工风险评估《水力发电》2011