如何根據(jù)工程地質(zhì)條件選擇合適的隧道掘進(jìn)機(jī)？

   如何根據(jù)工程地質(zhì)條件選擇合適的隧道掘進(jìn)機(jī)？在根據(jù)工程地質(zhì)條件選擇合適的隧道掘進(jìn)機(jī)時，可以從以下幾個方面進(jìn)行考慮：

  一、地質(zhì)巖性

   1. 硬巖地層

   ① 如果工程地質(zhì)主要為堅硬的巖石，如花崗巖、玄武巖等，硬巖掘進(jìn)機(jī)（TBM）是較為合適的選擇。硬巖 TBM 具有強(qiáng)大的切削能力，能夠高效地破碎硬巖，提高掘進(jìn)速度。

   ② 硬巖 TBM 的刀具和刀盤設(shè)計適合應(yīng)對高硬度巖石的切削，能夠保證在硬巖地層中的長期穩(wěn)定運行。

  2. 軟土和富水地層

   ① 對于軟土、淤泥質(zhì)土、砂卵石地層以及富水地層，泥水平衡 TBM 通常是更好的選擇。泥水平衡 TBM 通過泥水壓力平衡掌子面的水土壓力，能夠有效防止軟土坍塌和涌水等問題。

   ② 其泥漿系統(tǒng)可以將切削下來的渣土順利排出，保證施工的連續(xù)性。

   3. 復(fù)合地層

   ① 在遇到既有硬巖又有軟土等復(fù)合地層時，需要綜合考慮兩種掘進(jìn)機(jī)的特點?？梢圆捎秒p模式掘進(jìn)機(jī)，能夠在硬巖和軟土模式之間切換，以適應(yīng)不同的地質(zhì)條件。

   ② 或者根據(jù)具體的地質(zhì)情況，分段采用不同類型的掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行施工。

  二、地質(zhì)穩(wěn)定性

   1. 穩(wěn)定地層

   ① 對于地質(zhì)穩(wěn)定性較好的地層，可以選擇硬巖 TBM 或普通的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。這些掘進(jìn)機(jī)在穩(wěn)定地層中能夠快速掘進(jìn)，且對地層的擾動較小。

   ② 穩(wěn)定地層中施工風(fēng)險相對較低，可以優(yōu)先考慮施工效率較高的掘進(jìn)機(jī)。

   2. 不穩(wěn)定地層

   ① 如果地層不穩(wěn)定，容易發(fā)生坍塌、變形等問題，泥水平衡 TBM 通常是更安全的選擇。其泥水壓力平衡系統(tǒng)能夠有效地支撐不穩(wěn)定地層，保持掌子面的穩(wěn)定。

   ② 對于地質(zhì)條件特別復(fù)雜的不穩(wěn)定地層，還可以考慮采用預(yù)加固措施，如注漿、管棚等，配合掘進(jìn)機(jī)施工。

  三、地下水情況

   1. 富水地層

   ① 當(dāng)工程地質(zhì)中存在大量地下水時，泥水平衡 TBM 能夠更好地應(yīng)對。其泥漿系統(tǒng)可以有效地排出地下水，同時保持掌子面的穩(wěn)定。

   ② 對于富水地層，還需要考慮防水措施，如加強(qiáng)隧道的防水設(shè)計、采用止水材料等。

  2. 少水或無水地層

   在地下水較少或無水的地層中，可以選擇硬巖 TBM 或土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。這些掘進(jìn)機(jī)在干燥的地層中施工相對容易，且不需要處理大量的泥水。

  四、隧道長度和直徑

   1. 長隧道

   ① 對于長隧道工程，施工效率是一個重要的考慮因素。硬巖 TBM 和泥水平衡 TBM 通常都具有較高的掘進(jìn)速度，能夠縮短施工工期。

   ② 此外，長隧道施工還需要考慮通風(fēng)、運輸?shù)葐栴}，選擇合適的掘進(jìn)機(jī)應(yīng)綜合考慮這些因素。

  2. 大直徑隧道

   ① 對于大直徑隧道，泥水平衡 TBM 和土壓平衡盾構(gòu)機(jī)可能更適合。這些掘進(jìn)機(jī)可以根據(jù)隧道直徑進(jìn)行定制，能夠滿足大直徑隧道的施工要求。

   ② 硬巖 TBM 在大直徑隧道施工中的應(yīng)用相對較少，但其在一些特殊情況下也可以考慮使用。

   五、工程要求和成本

   1. 工程要求

   ① 根據(jù)工程的具體要求，如隧道的使用功能、精度要求等，選擇合適的掘進(jìn)機(jī)。例如，對于地鐵隧道等對精度要求較高的工程，泥水平衡 TBM 或土壓平衡盾構(gòu)機(jī)可能更適合。

   ② 如果工程對環(huán)境保護(hù)要求較高，選擇對周邊環(huán)境影響較小的掘進(jìn)機(jī)也是重要的考慮因素。

  2. 成本考慮

   ① 不同類型的掘進(jìn)機(jī)設(shè)備成本、施工成本和維護(hù)成本不同。在選擇掘進(jìn)機(jī)時，需要綜合考慮工程預(yù)算和成本效益。

   ② 一般來說，硬巖 TBM 的設(shè)備成本相對較高，但在硬巖地層中的施工效率也高，可能會在一定程度上降低施工總成本。泥水平衡 TBM 的設(shè)備成本和施工成本也較高，但在軟土和富水地層中的適應(yīng)性較好。

   根據(jù)工程地質(zhì)條件選擇合適的隧道掘進(jìn)機(jī)需要綜合考慮地質(zhì)巖性、地質(zhì)穩(wěn)定性、地下水情況、隧道長度和直徑、工程要求和成本等多個因素。在實際工程中，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以選擇最適合的掘進(jìn)機(jī)類型，確保隧道施工的安全、高效和質(zhì)量。