高原高寒地区特长隧道双护盾TBM施工技术研究

鉴定证书号：中隧科验〔2014〕第08号。

该课题依托青海引大济湟引水工程开展研究。引大济湟工程位于青海省大坂山区，高原高寒少氧，极端最低气温-33.1℃。引水隧洞最大埋深1100m。隧洞断层破碎带最大宽度超过千米；部分洞段存在高地应力、涌水、突泥、塌方、偏压、沉降等不良地质。国内首次采用双护盾TBM长距离掘进，施工风险极大。课题针对地理环境、工程特点及难点研究以下技术难题。

(1)施工技术研究。超前地质预报技术，长距离掘进、断层破碎带地质加固技术，高压富水地层掘进通过技术，煤系瓦斯、岩爆及软弱变形地层快速掘进技术，管片安装及豆砾石注浆技术，高寒环境长距离掘进供电、供水技术，高原高寒环境管片预制综合技术。

(2)设备管理综合技术。TBM设备配置、配套，长距离施工运输设备配套管理综合技术。

(3)独头长距离掘进通风技术。高原高寒地区煤系瓦斯地层长距离独头通风技术，高原通风机选型技术，长大隧洞通风管理技术。主要研究成果如下：

①引水隧洞地质条件极为复杂，对影响施工的主要地质因素和多种地质相互作用对TBM掘进的危害、TBM掘进地质适应性及风险进行研究，取得了双护盾TBM掘进地质适应性成果。

②引水隧洞穿越高埋极软岩、极硬岩、富水带、断层破碎带等，对双护盾TBM卡机机理、主要风险及风险防控进行研究，取得了预防卡机技术成果。

③引水隧洞施工中发生十余次大规模卡机事故，重点对不同情况、不同程度、不同机理的卡机施工技术进行研究，取得了双护盾TBM卡机后脱困技术成果。

④针对双护盾TBM卡机前总体施工效率不高的情况，对施工特点、影响施工效率主要因素、提高施工效率的措施进行研究，取得了双护盾TBM快速施工管理技术成果。

⑤掘进距离长、粉尘大，对双护盾TBM掘进通风环境进行研究，完成了长距离隧洞施工通风设计并分阶段进行通风设计及总结，提出长距离隧洞施通风方案的优缺点及优化措施。

⑥引水隧洞地处高原高寒地区，自然条件环境极为恶劣，对管片生产过程中影响管片混凝土质量的主要问题进行分析，取得了相关成果。

⑦结合引水隧洞双护盾TBM连续掘进的特点，重点对4种目前常用的物探方法进行比对分析，取得了适合双护盾TBM施工的超前地质预报成果。