每一行字，
当遭遇破碎岩体时，首先及时了解其规模、走向，然后采取措施迅速处理，防止塌方范围的延伸和扩大。可利用TBM 设备施作初期支护保证TBM 掘进安全，然后对塌腔和较大的溶隙、裂隙回填混凝土或灌浆处理，从而保证隧道施工安全与质量。
（1）TBM 掘进接近地质勘察成果中明示的破碎带时，需提前施作超前地质预报；对于未提前发现，直接进入的破碎带，需要立即施作超前地质预报。详细调查破碎围岩范围、形状、塌穴地质构造，查明其诱发原因和塌方类型，据此确定处理方案。
（2）针对破碎带，TBM 法隧道施工总体处置原则为"宁慢勿停，稳步通过"，短进尺、强支护，持续稳步掘进，力争实现安全通过，避免长时间停机导致围岩继续恶化。
（3）敞开式TBM 施工时，围岩自护盾出露后，要根据围岩稳定情况及时施作锚杆、钢筋网、钢筋排、钢拱架、喷射混凝土等联合支护，条件允许的情况下合理控制钢拱架间距并兼顾换步时撑靴撑紧位置。隧道出现塌方时，首先加固塌体周边洞身，并尽快施作喷射混凝土或锚喷联合支护封闭塌穴顶部和侧部，在保证安全的前提下，亦可在塌渣上架设施工临时支架，稳定顶部，然后回填混凝土。
（4）护盾式TBM 施工时，要安装重型管片，管片出尾盾后，及时吹填豆砾石并灌浆，如果出现塌方，要及时回填混凝土或者水泥砂浆。
（5）对于破碎围岩地段，要加强围岩监控量测，持续监测围岩变形情况，根据监测结果决定是否采取进一步的衬砌加强措施。
1）掌子面坍塌处理
当掌子面局部出现小型碎状岩石塌落时，TBM 可正常掘进，待围岩在护盾后方出露后，根据围岩的表现形式与失稳程度，及时选取合适的加强支护措施。但若出现孤石或较大块层状剥落，如图1所示，则需引起高度重视，必要时停机处理。
（1）掌子面坍塌对TBM 掘进的主要影响
①使刀具产生高频率大幅度振动；
②导致刀具、刀盘与堵塞的块状岩之间发生激烈撞击；
③引起刀盘非正常振动；
④冲击造成刀具损坏；
⑤导致出渣运输系统非正常磨损。
（2）处理措施
①块石破碎。
首先破碎刀盘前方堆积的巨石，可采用风镐破碎锤，亦可微爆破处理，然后转动刀盘清理破碎后的岩渣，再掘进。
②刀具防护。
在刀具运动方向的前方安装防护块，避免块状岩石或凹凸不平掌子面冲击刀具，造成损伤。刀具几种防护形式如图2所示。
2）TBM 护盾上部区域坍塌处理
拱顶坍塌是敞开式TBM 施工过程中经常会发生的围岩失稳形式，顶护盾上方塌腔如图3所示，护盾上部区域坍塌，应根据严重程度区别处理。
（1）坍塌范围较小时
①施工工艺流程。
顶护盾上部小规模坍塌处理工艺流程如图4所示。
②施工控制要点。
a. 首先处理护盾顶部危石，再对裸露围岩施作喷射混凝土支护，封闭围岩，并清理盾体上方渣体。
b. TBM 掘进。
c. 待塌腔脱离盾体后利用钢拱架安装器拼装全圆闭合钢拱架，拱架外侧施作工字钢或槽钢形成扇形支撑顶于岩壁上，支撑顶端焊接钢板，增加受力面积，支撑顶端需作用于完整岩石上，拱架背后焊接2mm 厚钢板或立木模封闭塌腔，如图5、图6 所示。
d. 对塌腔灌注混凝土并填充密实。
（2）坍塌范围较大时
①施工工艺流程。
顶护盾上部大规模坍塌处理工艺流程如图7所示。
②施工控制要点。
a. 塌腔处理。
a）喷射混凝土封闭塌腔岩壁，然后在塌腔内施作工字钢护拱，防止塌腔围岩继续变形、坍塌。
b）危石处理。通过高压风或其他杆状物清理塌腔岩层危石，确保施工人员的安全。
c）喷射混凝土支护。塌腔内喷射混凝土分为3 个步骤:第一步，初喷，向塌腔岩壁喷射混凝土封闭围岩，防止围岩持续风化，确保塌腔内围岩不再掉块，基本稳定围岩；第二步，搭建平台，在护盾前、后及上方搭建施工平台；第三步，复喷，利用工作平台，对塌腔周边围岩再次喷射混凝土直至达到设计厚度要求。
d）架设钢护拱。以护盾后部三榀拱架为支点，沿隧道轴线方向布设工字钢，环向间距不大于1m，工字钢在护盾后的部分焊接在三榀拱架上，盾体上方工字钢采用方木支垫。在纵向工字钢上部布设环向工字钢钢护拱，拱脚座固定在两端拱腰处，每榀护拱两端施作锁脚锚杆，不少于4 根，锁脚锚杆可采用砂浆锚杆，对称布设，双面焊接于拱架上。护拱拱架与纵向工字钢接触部分焊接固定，在护拱拱架上部铺设钢板，形成钢护拱，在护拱上设工字钢扇形支撑，形成对围岩的稳定支撑，如图8、图9所示。
b. 塌腔回填混凝土。
为使TBM 开挖轮廓线外形成稳定护拱，对塌腔处钢护拱上部沿两侧向中间分段回填混凝土，与围岩连为一体。
为避免顶护盾承载过重，塌腔沿轴线方向每1. 5 ~2m 设定为一个灌注段，首次灌注厚度以不超过50cm 为宜，待混凝土初凝或盾体通过该段后再对剩余部分塌腔分层回填。
c. 超前注浆加固。
为避免TBM 掘进时再次出现较大坍塌，可根据前方地质情况超前加固。先喷射混凝土封闭掌子面，然后利用超前钻机，在TBM 开挖轮廓线外侧掌子面施作超前管棚或小导管（视岩层情况而定），超前注浆加固前方围岩。注浆可选用水泥-水玻璃双液浆或化学浆液。
3）边墙滑塌处理
在TBM 法隧道施工中，另一种常见的塌方类型为边墙失稳，如图10所示。
（1）小范围滑塌
对于围岩软弱结构面引发的边墙小范围滑塌，一般调整掘进参数后继续掘进，待滑塌部位脱离盾体后采用锚杆、挂网、喷射混凝土支护处理。
撑靴部位洞壁坍塌，导致撑靴无法撑紧洞壁时，有如下两种处理措施:
①若坍塌背后围岩自稳能力较好，则布设锚杆，挂网后喷射混凝土封闭围岩并回填到不大于隧道开挖轮廓线，之后恢复掘进。
②若坍塌相对松软、较弱，则缩回撑靴，清理松散岩体后，喷射少量混凝土封闭围岩，再施作注浆锚杆加固围岩，再次喷射混凝土至不大于隧道开挖轮廓线，恢复掘进。
（2）较大面积滑塌
当洞壁一侧边墙出现较大滑塌，导致TBM 支撑靴无法支撑时，必须停机回填。
①缩回撑靴清理塌腔危石和松散岩体，再对塌腔围岩岩面喷射混凝土封闭围岩。
②利用钢拱架安装器架立全圆钢拱架，钢拱架外侧施焊2mm 厚钢板或支立木模封闭塌腔。
③喷射或灌注混凝土充填塌腔，使钢拱架、模板、塌腔混凝土与围岩连成一体，待混凝土初凝并具有一定强度后再继续掘进，如图11、图12所示。
4）TBM 护盾后部坍塌处理
通常，护盾后方坍塌现象很少，一旦发生，其危害性往往比较大，严重时会导致安全事故，因而在TBM 法隧道施工过程中应对此高度重视，极力避免护盾后方坍塌。一般地，此类灾害发生的原因有3种:一是未探明复杂地质条件，或者开挖支护后地质条件发生了改变；二是坍塌处理不当；三是初期支护不足。图13、图14 为护盾后方坍塌所带来的支护体系变形。
对护盾后方坍塌的处理措施如下:
（1）初期支护补强
①加大围岩变形量测频次，严密监视围岩收敛情况。
②为防止已拼装的钢拱架变形过大，应利用TBM 主梁或其他结构作为支撑，用型钢对已拼装拱架进行竖向及斜向加固。相邻拱架间用型钢纵向连接，型钢间距1m。型钢支撑布置如图15、图16 所示。
③在喷射混凝土开裂部位钢拱架间加密施作纵向连接，加密L 形锚杆锁定拱架，防止钢拱架整体下沉、扭曲变形。
④在严重变形拱架处加设临时钢拱架。
（2）径向注浆加固深部围岩
采用自进式锚杆对深部围岩进行注浆加固，从而形成稳定固结环，如图17所示。自进式锚杆点位、数量、长度等依据地质条件而定，注浆材料为水泥+ 水玻璃双液浆或化学浆液，浆液配合比由现场试验确定。注浆过程中注意控制注浆速度，随时观察注浆压力及出水现象，并做好注浆记录，最后分析注浆效果。
（3）更换变形侵限钢拱架、处理侵限围岩
根据围岩收敛变形观测数据，待围岩变形趋于稳定后，更换变形侵限钢拱架，处理塌腔，重新施作初期支护，封闭成环并回填。
①做好初期支护补强，并在岩层深部注浆后对坍塌岩层进行处理，处理措施参照本节前文。
②护盾后方支护变形且侵入衬砌施工界限的区段，全断面换拱，新支立钢拱架应采用加强型钢拱架，拱架间距依据现场情况而定，不宜大于45cm。新安装钢拱架布设在相邻两榀变形钢拱架之间，凿岩开槽安设。
③开槽扩挖前，在拱部180°范围施作注浆小导管注浆加固围岩。
④开槽需严格控制隧道轴向开挖尺寸（开槽宽度以能拼装钢拱架为宜），深度以新安设钢拱架不侵限为准（考虑预留变形量），扩挖完成后立即架立钢拱架，钢拱架之间采用槽钢或工字钢纵向连接。
⑤换拱后钢拱架环向侧均匀设置锁脚锚管或锁脚锚杆。
⑥塌腔部位铺装钢板封闭，灌注混凝土回填空腔。
5）断层破碎带施工措施
掘进机在断层破碎带中施工时，宜采取下列措施:
（1）当断层破碎带等级为D1时，调整掘进参数不间断连续通过，采用常规支护技术。
（2）当断层破碎带等级为D2时，采用超前小导管注浆等措施进行超前加固；刀盘进行适当扩挖；调整掘进参数，适当减缓掘进速度和刀盘转速；开挖后加强支护，可综合采用钢筋排、钢拱架、预应力锚杆、钢筋网、喷射混凝土支护和注浆等措施。
（3）当断层破碎带等级为D3时，采用下列围岩加固措施:
①若撑靴部位接地比压不满足掘进机掘进要求，应采用注浆、换填、模筑混凝土等加固措施。
②若护盾和刀盘上方围岩不稳定时，应进行超前预加固处理，处理前必须采取措施对刀盘及主机进行保护。
③若掌子面不稳定时，应采用超前管棚注浆和掌子面预注浆加固围岩。
④若洞室开挖产生缩径侵限，应适当调整刀具进行扩挖；并采用超前管棚和掌子面预注浆加固围岩，相邻两茬超前支护应进行搭接，开挖后立即加强支护，可采用钢筋排、钢拱架、预应力锚杆、钢筋网、喷射混凝土、注浆和预应力锚索等措施。
（4）当断层破碎带等级为D4时，如采用超前管棚注浆和掌子面预注浆加固围岩等措施后，掘进机仍难于通过时，考虑调整掘进方案，将由掘进机掘进改为钻爆法或人工开挖，待穿越该断层破碎带后再恢复为掘进机掘进，钻爆法地段可采用分步联合支护技术进行围岩稳定控制。
3 TBM 掘进施工应对措施
（1）在稳定性较差的围岩中掘进时，应降低TBM 的推力和转速，慢速掘进，减少对掌子面和洞壁围岩的扰动。双护盾TBM 施工时，可收回撑靴，利用辅助推进液压缸以单护盾模式掘进；对于敞开式TBM，当围岩无法为撑靴提供足够的支撑反力时，需要对撑靴部位的围岩采取前述措施合理处置。
（2）掌子面坍塌量较大，且岩渣粒径较小易导致过量出渣时，可封闭部分刀盘铲斗，减少出渣量，防止出渣量过大导致带式输送机压停。
（3）根据超前地质预报结果，在进入不稳定围岩之前，将TBM 设备维护到最佳状态。在不稳定围岩中掘进时，停机处置围岩时间较长，应创造条件尽量减少长时间连续停机，以防卡机，提高TBM 利用率，努力实现持续稳步掘进，快速通过破碎围岩洞段。
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