北疆某输水隧洞开敞式TBM卡机脱困施工探析

1

作者 赵飞 《东北水利水电》 2024年第3期10-13,共4页

文中介绍了在复杂、多变地质情况下,敞开式TBM施工掘进中突遇围岩破碎带并发生塌方,造成TBM掘进机卡机事故。通过对TBM卡机原因分析,结合现场卡机段围岩及前方超前地质预报情况,制定切实可行的脱困施工方案,并通过注浆、围岩固结等一系... 文中介绍了在复杂、多变地质情况下,敞开式TBM施工掘进中突遇围岩破碎带并发生塌方,造成TBM掘进机卡机事故。通过对TBM卡机原因分析,结合现场卡机段围岩及前方超前地质预报情况,制定切实可行的脱困施工方案,并通过注浆、围岩固结等一系列有效的工程措施,最终在保证工程安全的前提下使TBM安全快速脱困,为今后类似TBM掘进施工提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 无压输水隧洞 tbm卡机 脱困 塌腔回填 固结灌浆

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复杂地质区TBM卡机成因分析及脱困技术

2

作者 潘佳丰 《中文科技期刊数据库（全文版）工程技术》 2024年第3期0001-0004,共4页

岩石掘进机(TBM)是目前我国工程建设过程中较为常用的施工器械,其在复杂地质区域的应用较为广泛,但这种施工机械在遭遇到软岩、断层带这类特殊复杂地质时,通常会因为挤压变形以及地层破坏而出现卡机、塌方这类事故,影响到施工器械的运... 岩石掘进机(TBM)是目前我国工程建设过程中较为常用的施工器械,其在复杂地质区域的应用较为广泛,但这种施工机械在遭遇到软岩、断层带这类特殊复杂地质时,通常会因为挤压变形以及地层破坏而出现卡机、塌方这类事故,影响到施工器械的运行稳定以及工程建设进度和品质。故此,文章以Y工程作为研究案例,简单分析常见复杂地质区TBM卡机分类以及处理原则的前提下,结合工程建设的基本情况以及区域内复杂地质条件,分析了卡机现象出现的主要原因以及脱困技术,并提出了相应的预防措施。 展开更多

关键词 复杂地质区 tbm卡机 工程脱困

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TBM卡机防控脱困方案智能决策方法研究

3

作者 边策 杨凡 +3 位作者 刘志明 吴剑疆 池建军 刘进 《水利规划与设计》 2024年第4期66-71,共6页

目前深埋长输水隧洞中硬岩掘进机(TBM)卡机防控脱困方案决策过程受卡机机理复杂性、围岩-护盾相互作用全过程监测困难性及人为主观经验等因素影响,导致决策结果的有效性、经济性和及时性有待提高。针对上述技术难题,基于构建的TBM卡机... 目前深埋长输水隧洞中硬岩掘进机(TBM)卡机防控脱困方案决策过程受卡机机理复杂性、围岩-护盾相互作用全过程监测困难性及人为主观经验等因素影响,导致决策结果的有效性、经济性和及时性有待提高。针对上述技术难题,基于构建的TBM卡机案例库数据,尝试采用支持向量机分类(SVM)方法,预测TBM卡机致灾模式和风险,继尔采取相应预防措施。同时,基于案例推理(CBR)方法,对卡机后脱困方案进行科学决策。智能决策方法应用于新疆某输水工程隧洞关键洞段施工中,准确预测了TBM卡机风险,并提前采取防控措施,避免了卡机事故的发生。同时针对已发生卡机的洞段,决策推荐了卡机脱困处理方案,与现场实际采取的脱困方案一致,有效降低了脱困处理工程费用,并缩短了处理时间。 展开更多

关键词 隧道掘进机(tbm)卡机 防控脱困 方案决策 支持向量机 案例推理

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不良地质条件下TBM卡机脱困方案探讨

4

作者 李文俊 《水利技术监督》 2023年第6期275-282,共8页

本章在结合国内外类似工程在不良地质条件下遇TBM卡机时的处理措施,通过比较前期已采取的处理措施仍未达到脱困目的的前提下,分析如何在岩爆、蚀变岩、突水、涌渣等不良地质下通过清理主梁上部石渣及底部泄水孔施作、钢拱架加固、施作... 本章在结合国内外类似工程在不良地质条件下遇TBM卡机时的处理措施,通过比较前期已采取的处理措施仍未达到脱困目的的前提下,分析如何在岩爆、蚀变岩、突水、涌渣等不良地质下通过清理主梁上部石渣及底部泄水孔施作、钢拱架加固、施作涌渣封堵体、排水孔及加固孔施工、初支加固及涌渣清理、大管棚施工、TBM主机区域扩挖、TBM检修、侵限拱架处理、TBM试掘进、空腔回填等措施实现TBM卡机脱困,以期为类似工程TBM设备出现类似卡机问题提供借鉴。 展开更多

关键词 岩爆 蚀变 突水 涌渣 tbm卡机 脱困

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长距离输水隧洞TBM卡机原因及其解脱措施探析

5

作者 李东东 《市政技术》 2023年第3期70-74,共5页

依托新疆阿勒泰输水隧洞工程,结合施工工法和数值模拟分析了TBM卡机成因,并对解脱措施进行了研究。研究结果表明:沿隧道纵向,在距离断层上盘和断层带越近,围岩变形就越大,在断层上盘与断层带交界处就会发生突变,变形显著增大并在进入断... 依托新疆阿勒泰输水隧洞工程,结合施工工法和数值模拟分析了TBM卡机成因,并对解脱措施进行了研究。研究结果表明:沿隧道纵向,在距离断层上盘和断层带越近,围岩变形就越大,在断层上盘与断层带交界处就会发生突变,变形显著增大并在进入断层带4 m左右时达到峰值,随后显著减小,在进入断层下盘后变形不再显著;拱顶、拱底和拱腰变形历时曲线变化节点主要位于前盾盾尾,断面在前盾盾尾之前的围岩变形缓慢增大或者趋于稳定,前盾盾尾脱空后变形迅速增大,这是造成卡机的主要原因。因此在施工过程中,提出了刀盘回退、碎石清理、注浆回填、地层加固等措施并加以运用,快速解脱了TBM卡机问题。该案例可为同类工程提供参考。 展开更多

关键词 输水隧洞 断层破碎带 tbm卡机 成因分析 解脱措施

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深埋隧洞TBM卡机事故风险分析 被引量：29

6

作者 温森 徐卫亚 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2008年第5期135-138,共4页

卡机事故是制约TBM工作效率的重要因素之一,目前对其的预测多是确定性的有限元分析方法。基于此,将TBM盾壳与开挖轮廊面之间预留的间隙和隧道径向变形之差作为功能函数;采用ANSYS中PDS模块即随机有限元预测隧道变形量及发生卡机的风险... 卡机事故是制约TBM工作效率的重要因素之一,目前对其的预测多是确定性的有限元分析方法。基于此,将TBM盾壳与开挖轮廊面之间预留的间隙和隧道径向变形之差作为功能函数;采用ANSYS中PDS模块即随机有限元预测隧道变形量及发生卡机的风险率。同时,采用考虑了参数随机性的弹塑性解析解进行求解并将其与随机有限元的结果进行对比。通过对南水北调西线一个隧洞断面变形的计算,比较了两种方法,结果显示随机有限元计算结果明显大于解析解的结果。 展开更多

关键词 风险分析 tbm卡机 随机有限元 隧道变形

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管棚与化学灌浆在TBM卡机脱困中的应用 被引量：13

7

作者 罗毅 《水利规划与设计》 2016年第2期98-100,共3页

TBM具有施工速度快,对环境影响小,可以开挖、支护、衬砌同步进行等优点,在隧洞施工中应用越来越广泛。但在地质条件较差的洞段,TBM刀盘容易被卡住,若处理方法不得当,导致长期不能脱困影响工期或者TBM刀盘受损。本文通过辽宁省重点输水... TBM具有施工速度快,对环境影响小,可以开挖、支护、衬砌同步进行等优点,在隧洞施工中应用越来越广泛。但在地质条件较差的洞段,TBM刀盘容易被卡住,若处理方法不得当,导致长期不能脱困影响工期或者TBM刀盘受损。本文通过辽宁省重点输水工程中TBM卡机的处理,介绍采用管棚与化学灌浆联合施工的在TBM中的应用。 展开更多

关键词 tbm卡机 化学灌浆 管棚

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引洮7#隧洞TBM卡机脱困冻结施工热固耦合分析 被引量：7

8

作者 陈兴龙 朱发昇 黄旭斌 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2015年第4期78-82,86,共6页

基于考虑相变的热固耦合理论,以引洮7#隧洞TBM卡机脱困施工为背景,运用大型有限元分析软件ANSYS14.0对该TBM脱困过程的冻结施工进行模拟,研究了先竖直冻结、后水平冻结条件下温度场的形成过程,以及在温度应力和重力共同作用下实施脱困... 基于考虑相变的热固耦合理论,以引洮7#隧洞TBM卡机脱困施工为背景,运用大型有限元分析软件ANSYS14.0对该TBM脱困过程的冻结施工进行模拟,研究了先竖直冻结、后水平冻结条件下温度场的形成过程,以及在温度应力和重力共同作用下实施脱困后关键点的位移变化。结合现场监测数据,分析了冻土帷幕形成过程中关键点处温度变化规律。结果表明:冻结锋面在水平冻结进行约35 d首次相交,再经过30 d积极冻结后,冻结帷幕达到2.7 m的设计厚度。在冷媒温度保持-21℃左右的条件下,进行65 d的维护冻结后即可进行脱困作业。开挖后55 d,洞身断面顶拱、底拱、侧拱均发生不同程度的变形,变形量在10-4m数量级,属极小变形,说明冻结施工有效地抑制了地层变形,但要使冻结强度达到设计标准,必须严格控制冻结时间和冷媒温度。本工程的工程实践为类似工程提供借鉴。 展开更多

关键词 热固耦合 水平冻结和竖直冻结 温度场 位移场 tbm卡机 脱困

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TBM卡机围岩蠕变机理分析

9

作者 胡秀宏 沙鹏 《山西建筑》 2013年第19期38-39,共2页

利用国际通用的Burgur蠕变模型,计算了卡机事故与围岩蠕变之间的定量关系,深化了对第三系砂岩中TBM掘进卡机机理的认识,指出在第三系砂岩地层中,由于岩石固结成岩差、岩石强度低、遇水易软化,因此易发生卡机事故。

关键词 tbm卡机 围岩蠕变 含水率 砂岩

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节理岩体力学参数对双护盾TBM卡机的影响 被引量：3

10

作者 吴斐 温森 孔庆梅 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期105-114,共10页

针对双护盾TBM在节理岩体中掘进易于发生卡机等问题,进行了节理岩体力学参数对围岩与TBM接触压力的影响研究.首先,采用正交试验进行试验方案设计,利用离散元软件3DEC建立TBM在节理岩体中动态掘进模型;然后以围岩与TBM接触压力Q为指标采... 针对双护盾TBM在节理岩体中掘进易于发生卡机等问题,进行了节理岩体力学参数对围岩与TBM接触压力的影响研究.首先,采用正交试验进行试验方案设计,利用离散元软件3DEC建立TBM在节理岩体中动态掘进模型;然后以围岩与TBM接触压力Q为指标采用3DEC进行数值模拟计算,并利用极差和方差分析研究了岩石力学参数(弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角)和节理力学参数(法向刚度、剪切刚度、节理黏聚力、节理内摩擦角)对围岩与TBM接触压力的影响;最后以正峰寺隧道为例进行算例分析.结果表明:节理岩体力学参数中弹性模量对接触压力影响极其显著,法向刚度影响非常显著,剪切刚度和黏聚力影响显著,其余参数仅是有影响但不显著. 展开更多

关键词 节理岩体 tbm卡机 正交试验设计 离散元法

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小导洞迂回反向支护在TBM卡机脱困中的应用 被引量：11

11

作者 刘晓瑞 《人民黄河》 CAS 北大核心 2020年第2期109-112,共4页

引汉济渭水利工程岭北段TBM掘进通过断层破碎带时,受流渣状变质千枚岩、糜棱岩及夹杂断层泥砾影响,刀盘和护盾段被坍塌碎屑体卡死受困。为实现TBM脱困,在掘进面右侧围岩较好段,通过设置爬坡孔并采用风镐人工开挖纵向超前导洞,导洞迂回... 引汉济渭水利工程岭北段TBM掘进通过断层破碎带时,受流渣状变质千枚岩、糜棱岩及夹杂断层泥砾影响,刀盘和护盾段被坍塌碎屑体卡死受困。为实现TBM脱困,在掘进面右侧围岩较好段,通过设置爬坡孔并采用风镐人工开挖纵向超前导洞,导洞迂回通过塌腔并开挖至刀盘前12 m后横向扩挖形成管棚工作室。在工作室反向大管棚支护条件下,开挖至受困刀盘处并实现TBM顺利脱困。小导洞迂回反向支护技术在TBM卡机脱困中的应用表明:①为防止坍塌体进一步碎胀挤压盾体,TBM脱困处理前需采用套拱完成盾尾急剧收敛段加固;②爬坡孔和纵向导洞需设置在围岩较好段,采用Φ32自进式锚管结合H150门型钢架支护,循环进尺控制在0.5 m以内;③按照"分区分段、由上及下、管前严注、短挖强支"原则,由纵向超前导洞向盾体两侧开挖横向小导洞处理坍塌体并设内外两层环形钢拱架,在拱架间灌注C30混凝土形成型钢混凝土结构,以此保护盾体并释压脱困。 展开更多

关键词 tbm卡机 脱困 导洞迂回 反向支护 引汉济渭 秦岭隧洞

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高黎贡山隧道TBM卡机与物探、钻探成果耦合性浅析 被引量：1

12

作者 陈杰 杜宇本 +1 位作者 蒋良文 沈维 《高速铁路技术》 2022年第4期125-130,共6页

为解决极端复杂地质条件下隧道TBM卡机受困的问题,本文以大瑞铁路高黎贡山隧道为例,根据隧道出口工区TBM已施工段卡机里程统计,以及地表物探、深孔钻探成果预测的高风险卡机段落统计情况,采用分项对比分析及综合成果对比分析的方法,总... 为解决极端复杂地质条件下隧道TBM卡机受困的问题,本文以大瑞铁路高黎贡山隧道为例,根据隧道出口工区TBM已施工段卡机里程统计,以及地表物探、深孔钻探成果预测的高风险卡机段落统计情况,采用分项对比分析及综合成果对比分析的方法,总结出综合成果耦合性分析结论,提出TBM法施工隧道工程地质勘察建议,结果表明:(1)地表物探、深孔钻探预测成果与实际卡机里程耦合率均为50%,耦合率较低;(2)综合物探及钻探成果后,预测卡机高风险段落为12段,与实际卡机里程耦合率增加至71%;(3)采用地质深孔钻探对地表物探法进行验证,并利用两种勘察方法成果进行综合分析评价,可有效地增加TBM卡机受困风险段落预测的准确性。本文研究成果可为TBM后续施工提供一定的指导意义。 展开更多

关键词 高黎贡山隧道 tbm卡机 物探 钻探 耦合

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复杂地质区TBM卡机成因分析及脱困技术 被引量：10

13

作者 王焕明 陈方明 《人民长江》 北大核心 2014年第3期66-69,共4页

N-J水电站工程地处喜马拉雅山南麓,电站引水隧洞埋深大、地质条件复杂。其引水隧洞的某双线洞段采用2台开敞式TBM掘进,因遭遇剪切破碎带、软弱围岩、地下渗水的共同作用,在掘进过程中围岩发生较大规模塌方,出现卡机事故。通过对该洞段... N-J水电站工程地处喜马拉雅山南麓,电站引水隧洞埋深大、地质条件复杂。其引水隧洞的某双线洞段采用2台开敞式TBM掘进,因遭遇剪切破碎带、软弱围岩、地下渗水的共同作用,在掘进过程中围岩发生较大规模塌方,出现卡机事故。通过对该洞段地质条件的综合分析,有针对性地提出了在护盾顶部人工开挖小导洞的脱困方案,最终使TBM顺利脱困。为TBM在类似不良地质围岩洞段的施工提供了宝贵经验。 展开更多

关键词 tbm卡机 超前地质预报 脱困方案 巴基斯坦N-J水电站

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山西中部引黄工程TBM卡机成因分析及脱困技术 被引量：6

14

作者 田志斌 《水利水电快报》 2018年第5期31-34,共4页

山西省中部引黄工程总干3号隧洞采用TBM施工,由于隧洞埋深大、地应力高、地质条件复杂,设备在不良地质洞段易发生卡机。结合连续两次卡机事故,分析了卡机产生的地质、施工和设备原因,提出了针对不同卡机形式的脱困措施,并详细制订了脱... 山西省中部引黄工程总干3号隧洞采用TBM施工,由于隧洞埋深大、地应力高、地质条件复杂,设备在不良地质洞段易发生卡机。结合连续两次卡机事故,分析了卡机产生的地质、施工和设备原因,提出了针对不同卡机形式的脱困措施,并详细制订了脱困后的掘进方案,使TBM成功脱困并顺利通过断层破碎带。实践证明,扩挖小导洞是最为有效的脱困措施,当护盾外侧围岩破碎时,可辅以化学固结灌浆,但还需关注卡机前的预控措施和脱困后的掘进措施,才能实现TBM的顺利推进。 展开更多

关键词 tbm卡机 不良地质 卡机脱困 扩挖小导洞 化学灌浆 引黄工程

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引汉济渭输水隧洞TBM卡机处理方案研究 被引量：4

15

作者 王新 《陕西水利》 2017年第3期155-158,共4页

引汉济渭工程秦岭隧洞全长98.3 km,越岭段地质复杂,TBM卡机事故成为了阻碍隧洞顺利施工的一大障碍。结合秦岭隧洞此次卡机事故的特点,利用钻孔电视勘测以及三维地震法超前地质勘测对卡机段地质进行了详细的勘明;根据超前地质预报结果结... 引汉济渭工程秦岭隧洞全长98.3 km,越岭段地质复杂,TBM卡机事故成为了阻碍隧洞顺利施工的一大障碍。结合秦岭隧洞此次卡机事故的特点,利用钻孔电视勘测以及三维地震法超前地质勘测对卡机段地质进行了详细的勘明;根据超前地质预报结果结合工程实际制定护盾后方收敛变形区加固方案以及护盾前方断层带处理方案;根据处理方案制定可行的施工措施,为TBM脱困创造了有利条件。 展开更多

关键词 输水隧洞 tbm卡机 三维地震法 处理方案

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浅谈TBM卡机高效脱困技术 被引量：3

16

作者 吕炎浩 《中国水能及电气化》 2018年第8期58-62,共5页

TBM对地质条件差的围岩较钻爆法适应能力差,在地质断层带处可能会出现卡机情况,TBM卡机处理费时、费工,成为制约TBM快速掘进的主要因素之一。本文分析了辽宁省桓清重点输水工程TBM卡机事故原因,针对实际情况,采用管棚支护结合化学灌浆... TBM对地质条件差的围岩较钻爆法适应能力差,在地质断层带处可能会出现卡机情况,TBM卡机处理费时、费工,成为制约TBM快速掘进的主要因素之一。本文分析了辽宁省桓清重点输水工程TBM卡机事故原因,针对实际情况,采用管棚支护结合化学灌浆加固松软岩体等方法,减轻了松软岩体对刀盘和护盾的压力和扭阻力,实现了依靠TBM自身脱困的目标,与传统卡机处理技术相比,具有节省工期和投资、安全性高等优势,可为类似工程提供参考。 展开更多

关键词 tbm卡机 解困 技术 化学灌浆

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引汉济渭秦岭隧洞TBM卡机脱困分析

17

作者 赵力 王博 魏军政 《水利建设与管理》 2022年第12期1-6,共6页

本文以引汉济渭秦岭隧洞TBM卡机段为研究对象,采用现场监测和数值模拟相结合的方法,分析了脱困施工条件下围岩变形、钢架受力等特征规律。结果表明:采用控制性人工开挖和及时新增支护,护盾至撑靴之间换拱卸荷对隧洞岩体的扰动在可控范围... 本文以引汉济渭秦岭隧洞TBM卡机段为研究对象,采用现场监测和数值模拟相结合的方法,分析了脱困施工条件下围岩变形、钢架受力等特征规律。结果表明:采用控制性人工开挖和及时新增支护,护盾至撑靴之间换拱卸荷对隧洞岩体的扰动在可控范围;受临近原拱架扩挖拆除影响,钢架顶部应力呈增长状态,增长速率随时间逐步衰减;随着隧洞的超前扩挖,K51+592.3处顶拱变形量较大,围岩变形最大值在紧邻拱顶的两侧位置,顶拱区域两侧围岩塑性区深度较大;TBM完成脱困正常开挖后,锚杆受力值小于设计值,二衬浇筑完成后钢筋应力基本稳定。 展开更多

关键词 隧洞 不良地质 软岩变形 tbm卡机 变形监测

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第三系弱成岩砂岩TBM卡机蠕变机理分析

18

作者 魏青军 胡秀宏 《山西建筑》 2014年第12期83-85,共3页

以引洮9号隧洞为例，利用国际通用的Burgur蠕变模型，对卡机事故围岩蠕变进行了定量分析，分析结果表明，在第三系弱成岩砂岩中围岩蠕变是导致卡机事故的重要原因。卡机段围岩含水率增加了2％左右，强度参数下降了30％～50％，围岩强度... 以引洮9号隧洞为例，利用国际通用的Burgur蠕变模型，对卡机事故围岩蠕变进行了定量分析，分析结果表明，在第三系弱成岩砂岩中围岩蠕变是导致卡机事故的重要原因。卡机段围岩含水率增加了2％左右，强度参数下降了30％～50％，围岩强度的变化使得蠕变加速，卡机风险增加。 展开更多

关键词 tbm卡机 蠕变实验 围岩蠕变 围岩含水率 第三系弱成岩砂岩

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某深埋TBM隧道断层破碎带卡机原因分析及治理方案

19

作者 路强 《水利规划与设计》 2024年第1期131-136,共6页

文章针对某深埋TBM隧洞穿越断层破碎带时刀盘卡机问题,分析了3次TBM卡机的主要原因,提出了超前地质预报和治理方案的综合防治方法。结果表明,断层破碎带岩体条件、结构面特征以及地下水是导致卡机的主要原因。采用超前地质预报获取隧道... 文章针对某深埋TBM隧洞穿越断层破碎带时刀盘卡机问题,分析了3次TBM卡机的主要原因,提出了超前地质预报和治理方案的综合防治方法。结果表明,断层破碎带岩体条件、结构面特征以及地下水是导致卡机的主要原因。采用超前地质预报获取隧道围岩地质条件,确定塌方区域及范围,采用固结灌浆等手段提高围岩稳定性,保证TBM顺利通过不良地质段,结果表明该方法能够有效提高围岩稳定性,提高TBM卡机处理效率。研究成果能够为相近工程TBM通过断层破碎带提供参考。 展开更多

关键词 断层破碎带 tbm卡机 治理方案 深埋tbm隧洞

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TBM卡机实时监测预警方法及其应用 被引量：11

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作者 刘泉声 刘鹤 +3 位作者 张鹏林 黄兴 罗慈友 桑昊旻 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期3354-3361,共8页

TBM掘进至深埋软弱地层时,围岩收敛变形较大,容易对护盾造成挤压从而导致卡机。为了降低TBM掘进过程中的卡机风险,采用自动化任务处理程序和光纤通讯技术,以护盾内表面应变测量作为预警指标,提出一种具备无人值守、数据自动采集传输、... TBM掘进至深埋软弱地层时,围岩收敛变形较大,容易对护盾造成挤压从而导致卡机。为了降低TBM掘进过程中的卡机风险,采用自动化任务处理程序和光纤通讯技术,以护盾内表面应变测量作为预警指标,提出一种具备无人值守、数据自动采集传输、远程操控和系统自检功能的TBM卡机实时监测预警方法。依托兰州水源地TBM开挖引水隧洞工程,将该监测预警方法进行应用。结合卡机事故调查报告,分析现场监测数据和掘进参数,结果表明该方法能够有效地实现TBM卡机预警。同时,根据护盾内表面各测点应变的时空变化规律,可以推测护盾外表面围岩荷载作用的方位和变化趋势,能够为掘进参数调整和现场事故处理提供依据。 展开更多

关键词 隧道工程 tbm卡机 实时监测 预警

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