羅田水庫(kù)-鐵崗水庫(kù)輸水隧洞TBM分段選型研究

袁葳 熊新宇

摘要：羅田水庫(kù)-鐵崗水庫(kù)輸水隧洞途徑丘陵地貌及城區(qū)沖積平原地貌，且隧洞沿線(xiàn)涉及沉積巖、變質(zhì)巖、火成巖三大巖類(lèi)，各分段地質(zhì)條件差異性較大，選型條件復(fù)雜。根據(jù)城區(qū)施工特點(diǎn)和工程要求，從地質(zhì)條件適宜性、不良地質(zhì)處理、工期、安全、環(huán)保及投資控制等多角度，經(jīng)分析提出各分段隧洞適宜的TBM機(jī)型。其中，第1段和第2段主要從多地層復(fù)雜地質(zhì)條件適宜性和施工安全考慮，推薦采用“土壓平衡盾構(gòu)+單護(hù)盾”雙模復(fù)合式TBM。第3段主要從利于施工環(huán)境安全及工期控制等方面綜合考慮，推薦采用雙護(hù)盾式TBM。第4段主要從施工進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)性考慮，推薦采用敞開(kāi)式TBM。研究成果可為同類(lèi)城區(qū)條件下輸水隧洞TBM施工提供借鑒和參考。

關(guān) 鍵 詞：

城區(qū)深埋隧洞； TBM選型； 敞開(kāi)式TBM； 護(hù)盾式TBM； 雙模復(fù)合式TBM

中圖法分類(lèi)號(hào)： TV52

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.S2.042

0 引 言

羅田水庫(kù)-鐵崗水庫(kù)輸水隧洞工程（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“羅-鐵工程”）是珠江三角洲水資源配置工程在深圳境內(nèi)的配套工程之一。羅-鐵工程全線(xiàn)位于深圳市西部城區(qū)，輸水干線(xiàn)全長(zhǎng)21.68 km，過(guò)流斷面直徑5.2 m，開(kāi)挖斷面6.4～6.7 m，隧洞埋深一般在50～180 m，圍巖屬較軟巖-堅(jiān)硬巖，圍巖類(lèi)別以Ⅱ、Ⅲ類(lèi)為主，長(zhǎng)約14.82 km，約占68.2%，Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖長(zhǎng)約6.91 km，約占31.8%。該工程輸水線(xiàn)路全線(xiàn)在深圳市主城區(qū)內(nèi)，與軌道交通線(xiàn)路交叉較多，且沿線(xiàn)穿越老城區(qū)，周邊環(huán)境極為敏感，安全環(huán)保要求高，工期要求緊，輸水隧洞全線(xiàn)采用鉆爆法施工不容易滿(mǎn)足城市施工要求。TBM作為一種適用于長(zhǎng)隧道快速施工的先進(jìn)設(shè)備，具有掘進(jìn)效率高、開(kāi)挖質(zhì)量好、對(duì)圍巖擾動(dòng)小、施工安全性好、作業(yè)環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)，在城市深埋地下隧洞施工中具有一定優(yōu)勢(shì)［1-4］。綜合考慮城市施工安全、工期、施工難度、環(huán)境影響等因素，推薦羅-鐵工程輸水隧洞干線(xiàn)采用TBM法施工為主，進(jìn)出口、TBM始發(fā)洞等局部洞段采用鉆爆法開(kāi)挖的施工方案。

本文以羅田水庫(kù)-鐵崗水庫(kù)輸水隧洞工程為依托，根據(jù)城市施工特點(diǎn)和工程要求，從地質(zhì)條件適宜性、不良地質(zhì)處理、工期、安全、環(huán)保及投資控制等多角度，開(kāi)展TBM分段選型研究，提出羅-鐵工程輸水隧洞各分段適宜的TBM機(jī)型。研究成果可為同類(lèi)城區(qū)條件下輸水隧洞TBM施工選型提供借鑒和參考。

1 TBM選型方法及依據(jù)

目前TBM主要可分為敞開(kāi)式TBM、護(hù)盾式TBM等，護(hù)盾式TBM又包含單護(hù)盾和雙護(hù)盾兩種機(jī)型。

敞開(kāi)式TBM利用支撐機(jī)構(gòu)撐緊洞壁以提供掘進(jìn)所需的推進(jìn)力和扭矩，一般適用于圍巖整體性好、“穩(wěn)得住、撐得起”的隧洞。敞開(kāi)式TBM對(duì)應(yīng)的隧洞支護(hù)型式一般為錨噴支護(hù)或錨噴加二襯的復(fù)合支護(hù)型式。

護(hù)盾式TBM在主機(jī)的外圍設(shè)置了圓筒形的護(hù)盾結(jié)構(gòu)，以利于掘進(jìn)松軟破碎或復(fù)雜巖層等圍巖質(zhì)量較差的隧洞，適用范圍更為廣泛。護(hù)盾式TBM對(duì)應(yīng)的隧洞支護(hù)型式為預(yù)制管片。單護(hù)盾TBM只能依靠已安裝的管片提供前進(jìn)反力；雙護(hù)盾TBM則綜合了敞開(kāi)式TBM和單護(hù)盾TBM的優(yōu)勢(shì)，在圍巖軟弱破碎時(shí)以單護(hù)盾模式掘進(jìn)，在圍巖堅(jiān)硬穩(wěn)定時(shí)以雙護(hù)盾模式掘進(jìn)，如敞開(kāi)式TBM一樣依靠圍巖提供反力，掘進(jìn)和管片安裝可同時(shí)進(jìn)行，因此掘進(jìn)速度較快。

工程實(shí)踐中，敞開(kāi)式TBM和雙護(hù)盾式TBM應(yīng)用相對(duì)較多，單護(hù)盾式TBM應(yīng)用相對(duì)少。另外，針對(duì)部分工程中既有硬巖也有軟巖及富水洞段等特殊地質(zhì)條件工況，TBM在軟巖或富水洞段中不能順利掘進(jìn)而常規(guī)盾構(gòu)又不能應(yīng)用于硬巖情況，還可考慮采用“TBM+盾構(gòu)”雙模復(fù)合式TBM。目前國(guó)內(nèi)已使用的TBM直徑范圍在2.5～12.4 m，其中直徑6～8 m的TBM是最為常用的機(jī)型。

考慮到實(shí)際工程中地質(zhì)條件及邊界要求通常較為復(fù)雜，不能簡(jiǎn)單判別應(yīng)用何種機(jī)型更優(yōu)。工程施工前，有必要根據(jù)工程施工特點(diǎn)和要求，從地質(zhì)條件、工期、投資、施工環(huán)境和安全等方面進(jìn)行綜合比選研究，確定與工程特點(diǎn)相對(duì)更適宜的TBM機(jī)型［5-7］。

1.1 地質(zhì)條件適宜性

國(guó)外在掘進(jìn)機(jī)選型時(shí)采用了

巖體質(zhì)量評(píng)分指標(biāo)RMR（Rock Mass Rating）。RMR以巖石的單軸抗壓強(qiáng)度、巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD（Rock Guality Designation）、不連續(xù)面間距、不連續(xù)面狀態(tài)、不連續(xù)方向、地下水狀況等6個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)分，將巖石質(zhì)量分為5等，再按5個(gè)等級(jí)劃分掘進(jìn)機(jī)的功能發(fā)揮與效率，然后根據(jù)施工隧洞的RMR評(píng)分及相應(yīng)類(lèi)型TBM的功能發(fā)揮及效率進(jìn)行選擇。

瑞典專(zhuān)家G.Grimscheid提出用巖石劈裂強(qiáng)度和RQD指數(shù)來(lái)作為T(mén)BM選型的主要衡量指標(biāo)。其中，針對(duì)巖石劈裂強(qiáng)度為（25±5）MPa，RQD指數(shù)為50%～100%，裂隙（間距）大于60 cm的情況，首選敞開(kāi)式掘進(jìn)機(jī)；護(hù)盾式掘進(jìn)機(jī)要求巖石強(qiáng)度大致和支撐式掘進(jìn)機(jī)的情況相同，但巖石的邊界強(qiáng)度大為減小，在裂隙為55～65 cm和RQD指數(shù)為50%±10%時(shí)，甚至在相對(duì)較低的單軸巖石抗壓強(qiáng)度（50±5） MPa和較低的巖石劈裂強(qiáng)度（5±0.5） MPa下，可采用護(hù)盾式TBM。

由于國(guó)外RMR等分類(lèi)方法較為繁瑣，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。

國(guó)內(nèi)TBM選型通常的做法是，參考現(xiàn)有圍巖分類(lèi)（級(jí)）標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合各類(lèi)TBM施工特點(diǎn)和施工經(jīng)驗(yàn)，采用以巖性、強(qiáng)度、巖體完整程度、地下水等主要指標(biāo)得到的質(zhì)量評(píng)分指標(biāo)作為比選依據(jù)。按照國(guó)內(nèi)各行業(yè)有關(guān)TBM選型的規(guī)程規(guī)范規(guī)定，通常認(rèn)為敞開(kāi)式TBM主要適用于巖石強(qiáng)度較高、能提供給支撐靴足夠推力、且?guī)r體相對(duì)較為完整、圍巖有一定自穩(wěn)能力的巖體；護(hù)盾式TBM同樣可以用于巖石強(qiáng)度較高的巖體，同時(shí)由于其可利用輔助油缸，由已經(jīng)安裝好的管片提供推力，因此在軟巖甚至極軟巖中也可以運(yùn)用。

1.2 不良地質(zhì)處理

在TBM選型時(shí)，除了要研究主要地質(zhì)條件適宜性外，還要對(duì)施工難度較大的不良或特殊地質(zhì)洞段重點(diǎn)研究，這些洞段不僅會(huì)影響工期、施工安全和投資，某些情況下甚至還決定了掘進(jìn)機(jī)能否順利通過(guò)。

在不良地質(zhì)預(yù)判和超前預(yù)報(bào)方面，護(hù)盾式TBM主機(jī)外圍由護(hù)盾包裹，管片安裝在護(hù)盾內(nèi)進(jìn)行，從機(jī)頭到洞尾均處于封閉狀況，施工人員除從機(jī)頭和護(hù)盾的觀測(cè)孔中察看巖層狀況外，只能通過(guò)巖渣來(lái)判斷。敞開(kāi)式TBM只有一個(gè)不長(zhǎng)的頂護(hù)盾，掘進(jìn)后圍巖處于暴露狀態(tài)，便于觀測(cè)，且超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)也更容易施做。

在不良地質(zhì)處理方面，由于護(hù)盾式TBM機(jī)頭與圍巖之間處于封閉狀態(tài)，沒(méi)有施工處理空間，在碰到不良地質(zhì)洞段，TBM無(wú)法掘進(jìn)通過(guò)時(shí)，往往只能從刀盤(pán)進(jìn)人、進(jìn)料，嚴(yán)重時(shí)則需要從機(jī)頭后邊拆除管片，開(kāi)挖旁通洞繞行到機(jī)頭前進(jìn)行處理，存在施工難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高和延誤工期等問(wèn)題。而敞開(kāi)式TBM護(hù)盾不長(zhǎng)，碰到不良地質(zhì)洞段時(shí)，可從刀盤(pán)后進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)或超前支護(hù)，直至洞壁穩(wěn)定后再繼續(xù)掘進(jìn)。與護(hù)盾式TBM相比，敞開(kāi)式TBM在碰到不良地質(zhì)洞段時(shí)，處置措施相對(duì)靈活，人工干預(yù)相對(duì)便捷。

1.3 經(jīng)濟(jì)性

從經(jīng)濟(jì)性角度看，對(duì)圍巖條件較好，只需要初期支護(hù)或較小的二次襯砌工程量即可保證隧洞穩(wěn)定性的隧洞，一般首選敞開(kāi)式TBM。主要是因?yàn)槌ㄩ_(kāi)式TBM機(jī)型本身相對(duì)護(hù)盾式TBM更便宜，并且由于敞開(kāi)式TBM不需要管片襯砌，初期支護(hù)工程量及其投資也相對(duì)更小。

而對(duì)于必須要進(jìn)行二次襯砌的隧洞，則要在滿(mǎn)足工期的前提下，綜合TBM設(shè)備和襯砌工程量等，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。

1.4 施工工期

單護(hù)盾式TBM由于只能依靠管片提供前進(jìn)反力，主機(jī)推進(jìn)只能在管片安裝完成后進(jìn)行，因此掘進(jìn)速度相對(duì)較慢。雙護(hù)盾式TBM除了在圍巖條件較差時(shí)采用單護(hù)盾模式外，其他情況采用雙護(hù)盾模式掘進(jìn)，掘進(jìn)和管片安裝可同時(shí)進(jìn)行，因而有較快的掘進(jìn)速度。

敞開(kāi)式TBM在圍巖條件好的洞段可實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)，而在圍巖條件差且需要及時(shí)施做二次襯砌的洞段，由于初期支護(hù)、二次襯砌的工序多，對(duì)掘進(jìn)存在一定干擾，因此掘進(jìn)速度相對(duì)雙護(hù)盾式TBM稍慢，但要快于單護(hù)盾式TBM。

1.5 施工環(huán)境與安全

護(hù)盾式TBM機(jī)頭只貼掌子面，掘進(jìn)、管片安裝、豆礫石回填和灌漿等主要作業(yè)均在封閉的狀態(tài)下進(jìn)行，施工過(guò)程中不受煙塵、粉塵、廢棄漿液的影響，施工環(huán)境較好、安全性較高。

敞開(kāi)式TBM除頂護(hù)盾以外，均暴露在圍巖之外，其支護(hù)方式與鉆爆法類(lèi)似，施工安全離不開(kāi)操作人員的經(jīng)驗(yàn)和嚴(yán)格管理，如處置不當(dāng)發(fā)生坍塌等事故，則危及設(shè)備和人員安全。施工中的粉塵、廢棄漿液如不能很好控制，也會(huì)導(dǎo)致施工環(huán)境惡化。

綜合來(lái)看，護(hù)盾式TBM施工環(huán)境和施工安全優(yōu)于敞開(kāi)式TBM。

2 羅-鐵工程輸水隧洞TBM分段選型分析

根據(jù)羅-鐵工程輸水隧洞沿線(xiàn)工作井、交通洞布置方案，結(jié)合工期控制要求，輸水隧洞最終確定為分4段TBM施工，其中前2段主要穿越城市沖積平原區(qū)，后2段主要穿越丘陵區(qū)。各段TBM掘進(jìn)長(zhǎng)度為4.43～5.37 km（不含鉆爆段），其中第3段TBM掘進(jìn)長(zhǎng)度及工期最長(zhǎng)。

輸水隧洞始、末兩端主要為丘陵地貌，地形起伏較大、溝壑縱橫，而中間段穿越城區(qū)，主要為河流堆積地貌和低臺(tái)地，地勢(shì)平緩，并且輸水隧洞工程沿線(xiàn)涉及沉積巖、變質(zhì)巖、火成巖三大巖類(lèi)，各分段地質(zhì)條件差異性較大，選型條件復(fù)雜。對(duì)此，本文針對(duì)輸水干線(xiàn)各TBM段開(kāi)展分段選型研究。

2.1 TBM第1段選型

TBM第1段為羅田閥室至公明檢修井施工段。該段按圍巖條件主要分2大類(lèi)，一類(lèi)為石英片巖、片麻巖，長(zhǎng)約3.34 km，Ⅲ類(lèi)圍巖占比89%，Ⅳ類(lèi)圍巖占比11%，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度最大為66 MPa，掌子面有自穩(wěn)性，適合采用TBM掘進(jìn)；另一類(lèi)為泥巖夾粉砂巖、泥巖砂巖、角礫巖、流紋巖等，長(zhǎng)約1.13 km，Ⅲ類(lèi)圍巖占比9%，Ⅳ類(lèi)圍巖占比70%，Ⅴ類(lèi)圍巖占比21%，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度為4.3～16.6 MPa，巖石遇水泥化。TBM第1段選型詳細(xì)分析見(jiàn)表1，可知：

（1） 從襯護(hù)要求、圍巖類(lèi)別等方面考慮，護(hù)盾式更合適。

（2） 從圍巖飽和抗壓強(qiáng)度和巖石完整性方面考慮，單護(hù)盾式適應(yīng)性差，敞開(kāi)式和雙護(hù)盾式基本相當(dāng)。

（3） 面對(duì)斷層、軟巖大變形、涌水突泥等不良地質(zhì)問(wèn)題，敞開(kāi)式TBM和護(hù)盾式TBM的適應(yīng)性都不好，對(duì)特別不良段可能還需超前處理才能通過(guò)。

（4） 在超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和不良地質(zhì)處理方面，敞開(kāi)式TBM更方便。

（5） 在工期方面，敞開(kāi)式TBM換步和Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖支護(hù)可能占直線(xiàn)工期；單護(hù)盾式TBM管片安裝占直線(xiàn)工期；雙護(hù)盾式TBM管片安裝和掘進(jìn)同步；考慮本段Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖約31.1%，占比較大，雙護(hù)盾式TBM工期相對(duì)更優(yōu)。

（6） 在施工環(huán)境與安全方面，護(hù)盾式TBM均略?xún)?yōu)于敞開(kāi)式TBM。

上述分析表明，TBM第一掘進(jìn)段地質(zhì)條件復(fù)雜，Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖占比達(dá)31.1%，其中斷層破碎帶、軟弱圍巖穩(wěn)定、突涌水等地質(zhì)問(wèn)題相對(duì)較突出，綜合來(lái)看，護(hù)盾式TBM相對(duì)于敞開(kāi)式TBM更優(yōu)。同時(shí)考慮到下穿茅洲河段屬極軟巖，且涌水量大，存在較大突泥涌水風(fēng)險(xiǎn)，掌子面不能自穩(wěn)，無(wú)論采用敞開(kāi)式TBM亦或是護(hù)盾式TBM都難以施工，建議在護(hù)盾式TBM機(jī)型的模式上增加盾構(gòu)模式。

綜合考慮多地層復(fù)雜地質(zhì)條件和城區(qū)地下施工安全，TBM1掘進(jìn)段推薦采用“土壓平衡盾構(gòu)+單護(hù)盾”的雙模復(fù)合式TBM。

2.2 TBM第2段選型

TBM第2段為公明檢修井至五指耙水廠分水井施工段，掘進(jìn)段總長(zhǎng)度約4.71 km，圍巖包括泥質(zhì)粉砂巖、石英砂巖及片麻狀花崗巖等，有軟有硬，該段圍巖條件與第1段類(lèi)似，Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖占比超過(guò)50%，且斷層破碎帶、軟弱圍巖穩(wěn)定、突涌水等地質(zhì)問(wèn)題相對(duì)突出，綜合考慮多地層復(fù)雜地質(zhì)條件和城區(qū)地下施工安全，推薦采用“土壓平衡盾構(gòu)+單護(hù)盾”雙模復(fù)合式TBM。

2.3 TBM第3段選型

TBM第3段為五指耙水廠分水井至3號(hào)檢修交通洞施工段，該段也是輸水線(xiàn)路4個(gè)分段中線(xiàn)路最長(zhǎng)、工期最長(zhǎng)的關(guān)鍵線(xiàn)路。掘進(jìn)段總長(zhǎng)度約5.37 km，圍巖主要為黑云母花崗巖、斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖、蝕變花崗巖等，其中Ⅱ、Ⅲ類(lèi)圍巖占比86.1%，Ⅳ類(lèi)圍巖占比10.7%，Ⅴ類(lèi)圍巖占比3.2%，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度為15～150 MPa，平均強(qiáng)度85 MPa。TBM第3段掘進(jìn)段選型詳細(xì)分析見(jiàn)表2，可知：

（1） 從襯護(hù)要求及圍巖類(lèi)別方面考慮，由于Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖占有一定比例，因此雙護(hù)盾式TBM相對(duì)更適合。

（2） 從圍巖飽和抗壓強(qiáng)度和巖石完整性方面比較，由于該段巖體以硬巖為主，單護(hù)盾式TBM適應(yīng)性不好，敞開(kāi)式TBM和雙護(hù)盾式TBM基本相當(dāng)。

（3） 面對(duì)斷層、軟巖大變形、涌水突泥等不良地質(zhì)問(wèn)題，敞開(kāi)式TBM和護(hù)盾式TBM的適應(yīng)性都不好，對(duì)特別不良段可能還需超前處理才能通過(guò)。

（4） 在超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和不良地質(zhì)處理方面，敞開(kāi)式TBM更方便。

（5） 在工期方面，敞開(kāi)式TBM換步和Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖支護(hù)可能占直線(xiàn)工期；單護(hù)盾式TBM管片安裝占直線(xiàn)工期；雙護(hù)盾式TBM管片安裝和掘進(jìn)同步；考慮本段Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖比例約為14%，占比相對(duì)較大，雙護(hù)盾式TBM工期相對(duì)更優(yōu)。

（6） 在施工環(huán)境與安全方面，護(hù)盾式TBM均略?xún)?yōu)于敞開(kāi)式TBM。

上述分析表明，TBM第3段掘進(jìn)段以硬巖為主，其中Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖占比接近13.9%，穿越3個(gè)較大斷裂帶，10余條小斷層，且存在斷層破碎帶、突涌水等地質(zhì)問(wèn)題，地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，敞開(kāi)式TBM和雙護(hù)盾式TBM均為本段適用機(jī)型?？紤]到雙護(hù)盾式TBM在穿越斷層破碎、軟弱地層時(shí)，可利用管片提供推進(jìn)反力，能有效保證掘進(jìn)效率、縮短工期，且通過(guò)穩(wěn)定性較差和有涌水突泥風(fēng)險(xiǎn)的洞段也更為安全，因此，從地質(zhì)條件適宜性、利于施工環(huán)境安全及工期控制等方面綜合考慮，TBM第3段宜選用雙護(hù)盾式。

2.4 TBM第4段選型

TBM第4段為3號(hào)檢修交通洞至鐵崗工作井施工段，掘進(jìn)段總長(zhǎng)度約4.43 km，圍巖主要為粗粒斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖，其中Ⅱ、Ⅲ類(lèi)圍巖占比92.3%，Ⅳ類(lèi)圍巖占比7.7%。巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度平均為102.6 MPa，石英含量高。

TBM第4段選型詳細(xì)分析見(jiàn)表3，可知：

（1） 在襯護(hù)要求及圍巖類(lèi)別方面，由于圍巖條件好，敞開(kāi)式TBM支護(hù)簡(jiǎn)單、速度快，相對(duì)更適合。

（2） 從圍巖飽和抗壓強(qiáng)度和巖石完整性方面考慮，由于該段巖體以硬巖為主，單護(hù)盾式TBM適應(yīng)性不好，敞開(kāi)式TBM和雙護(hù)盾式TBM基本相當(dāng)。

（3） 本段不良地質(zhì)洞段較少，斷層破碎帶僅約50 m，采用敞開(kāi)式TBM或雙護(hù)盾式TBM處理基本相當(dāng)。

（4） 在工期方面，由于圍巖條件好，支護(hù)簡(jiǎn)單，敞開(kāi)式TBM更能發(fā)揮快速施工優(yōu)勢(shì)。

（5） 在工程投資方面，敞開(kāi)式TBM設(shè)備便宜、支護(hù)量更少，工程投資控制相對(duì)更優(yōu)。

（6） 在施工環(huán)境與安全方面，護(hù)盾式TBM均略?xún)?yōu)于敞開(kāi)式TBM。

上述分析表明，TBM第4段段隧洞Ⅱ、Ⅲ類(lèi)圍巖占比達(dá)92.3%，Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖占比7.7%，圍巖總體條件好，巖石以硬巖為主，斷裂構(gòu)造少，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，不存在重大地質(zhì)問(wèn)題，從施工進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)性考慮，TBM第4段段推薦采用敞開(kāi)式TBM。

3 結(jié) 論

本文以羅田水庫(kù)-鐵崗水庫(kù)輸水隧洞工程為背景，根據(jù)城市施工特點(diǎn)和工程要求，從地質(zhì)條件適宜性、不良地質(zhì)處理、工期、安全環(huán)保及投資控制等多角度，開(kāi)展TBM分段選型研究。根據(jù)各分段邊界條件及地質(zhì)特點(diǎn)，提出羅鐵輸水隧洞各分段適宜的TBM機(jī)型。結(jié)論如下：

（1） TBM第1、2段包含軟巖、硬巖，Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖占比高，斷層破碎帶、軟弱圍巖穩(wěn)定、突涌水等地質(zhì)問(wèn)題相對(duì)較突出，且本段穿越城區(qū)，因此，復(fù)雜地層條件下TBM施工安全成為選型的重點(diǎn)考慮因素。綜合考慮多地層復(fù)雜地質(zhì)條件和施工安全，推薦采用“土壓平衡盾構(gòu)+單護(hù)盾”雙模復(fù)合式TBM。

（2） TBM第3段以硬巖為主，Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖占有一定比例，且穿越多個(gè)較大斷裂帶，存在斷層破碎帶、突涌水等地質(zhì)問(wèn)題，地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，敞開(kāi)式TBM和雙護(hù)盾式TBM均為本段適用機(jī)型。考慮到本段是掘進(jìn)長(zhǎng)度最大、工期最長(zhǎng)的關(guān)鍵線(xiàn)路，復(fù)雜地質(zhì)條件下TBM安全高效施工是本段TBM選型的重點(diǎn)考慮因素。從利于施工環(huán)境安全及工期控制等方面綜合考慮，宜選用雙護(hù)盾式TBM。

（3） TBM第4段圍巖總體條件好，巖石以硬巖為主，斷裂構(gòu)造少，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，不存在重大地質(zhì)問(wèn)題。本段主要從施工進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)性考慮，推薦采用敞開(kāi)式TBM。

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（編輯：郭甜甜）