TBM脱困
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新疆某引水隧洞TBM掘进工程,进入断层破碎带及断层影响带后,围岩岩性为华力西中期(ηγ42b)二长花岗岩,颜色呈灰白色、红褐色,中粗粒花岗结构。岩石强度不均一,部分岩体存在蚀变现象,以中等蚀变为主,局部为强蚀变,围岩极为破碎,加之隧洞前方出现大量涌水,已无法正常掘进。根据设计要求,需采用超前管棚注浆的方式进行TBM脱困。TBM脱困处理破碎围岩钻孔技术研究

    由于TBM前方围岩地质条件较差,成孔极为困难,采用常规分段钻灌的方式进行TBM脱困处理困难较大,且耗时较长。现场考虑采用跟管钻进的方式进行超前管棚施做,以保证TBM脱困处理的顺利进行。地质套管在进行钻孔过程中即可以对孔壁进行有效的保护,成孔后不必拔出,可以直接作为管棚使用。如此不仅能大大加快TBM脱困处理施工进度,还保证了现场施工质量。具体施工方法如下:

    护壁套管采用外径127mm无缝钢管(地质管材),1.5m一根通过丝扣连接。钢套管壁加工注浆花孔,孔径Φ12mm,间距10~15cm,一周4排,呈梅花形排列,套管最前段为70cm长特种钢跟管靴,不钻注浆花孔,尾端50cm范围内不钻孔作为止浆段。

    管棚用钢管直径为89mm,壁厚5mm的热轧无缝钢管,钢管采用对焊焊接并在焊接部位设置内管,以保证焊缝饱满和焊缝质量。

    为保证管棚强度与刚度,在φ89mm钢管内再布置3Φ25钢筋束。钢筋束通过对焊与点焊结合而形成一束穿入管中。

    钻孔精度是整个管棚施工质量控制核心之一,同时其钻孔顺序是保证钻孔质量与成孔质量的关键。为此要求根设计布孔图分序完成钻孔,并结合分序灌浆进行,以达到少跟套管而提高成孔质量与管棚施工速度。与此同时还必须重点注意以下事项:

    1)为了便于安装钢管,钻头采用110冲击器带127偏心钻具成孔。钻孔前先检查钻机机械状况是否正常。

    2)钻机开钻时,可低速低压,待成孔6 m后,可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。

    3)钻进过程中确保动力器,扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

    4)钻孔速度应保持匀速,特别是在破碎层时,应控制钻进速度,避免发生夹钻现象。全程采用套筒跟管钻进。

    5)认真作好钻进过程的原始记录,及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报,作为指导洞身开挖的依据。


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