中交天和全球首创压注工法新型TBM助力隧穿天山

xinwen.mobi · 发表于 7 天前

中交天和全球首创的压注工法新型TBM在隧穿天山工程中发挥了极为重要的助力作用：

一、技术创新点
1. 压注工法原理
这种新型TBM将压注工法集成到传统的TBM技术中。在掘进过程中，通过向掌子面及周围地层有针对性地压注特殊的填充材料，改善地层的物理力学性质。例如，在天山复杂的地质条件下，地层可能存在裂隙、软弱夹层等不良地质情况，压注的材料可以填充裂隙，提高地层的稳定性和承载能力。
与传统TBM相比，它不是单纯依靠TBM自身的刀具破岩和护盾支撑，而是主动地对前方地层进行预处理。压注材料可以在掌子面形成一个加固圈，有效防止掌子面坍塌，这对于天山隧道工程中应对高应力、破碎地层等复杂情况意义重大。
2. 新型TBM设备结构优化
刀盘设计：刀盘是TBM的关键部件。新型TBM的刀盘针对天山的岩石特性进行了优化。天山的岩石硬度高、磨蚀性强，刀盘的刀具布局更加合理，采用了新型的刀具材料和刀具安装方式，提高了刀具的破岩效率和使用寿命。同时，刀盘上配备了传感器，可以实时监测刀具的磨损情况和受力状态，以便及时调整掘进参数和更换刀具。
护盾结构：护盾的设计考虑到天山复杂的地质构造和高地应力情况。护盾采用了多层结构，具有更好的抗压能力和柔韧性。在护盾与洞壁之间设置了密封和润滑系统，减少护盾的磨损，同时能够更好地适应地层的变形。此外，护盾上还安装了超前探测装置，可以提前探测前方地层的变化，为掘进提供预警信息。

二、工程意义
1. 应对复杂地质条件
天山地区地质条件复杂多样，包括高海拔、高寒、强震、断裂带以及多变的岩石类型等。传统的隧道掘进方法在这样的环境下面临诸多挑战，如施工安全风险高、掘进速度慢等。中交天和的压注工法新型TBM能够有效应对这些复杂地质条件。例如，在穿越天山的断裂带时，压注工法可以对破碎的地层进行加固，防止隧道坍塌，确保施工安全。
对于天山的高海拔和高寒环境，新型TBM的设备系统进行了特殊设计。设备的耐寒性得到提高，液压系统、电气系统等关键部件能够在低温环境下正常运行。同时，考虑到高海拔地区的缺氧和气压变化，设备配备了相应的生命保障系统和压力调节装置，为施工人员提供了安全舒适的作业环境，也保证了设备的稳定运行。
2. 提高施工效率
由于压注工法对地层进行了预处理，减少了TBM在掘进过程中的卡机、换刀等故障时间。在天山隧道工程中，传统TBM可能会因为地质条件恶劣而频繁停机处理故障，导致施工进度延误。新型TBM通过压注工法改善了地层条件，使得掘进过程更加顺畅，提高了掘进速度。
这种新型TBM的自动化程度较高，能够实现掘进、支护、压注等工序的协同作业。例如，在掘进一定距离后，能够自动进行支护和压注操作，减少了人工干预的时间，进一步提高了施工效率。同时，设备的故障诊断和远程监控系统能够及时发现问题并进行修复，减少设备停机时间，确保施工进度按计划进行。
3. 保障工程质量
压注工法能够填充地层中的空隙，提高隧道周围地层的密实度，从而增强隧道结构的稳定性。在天山隧道建成后，能够更好地抵御地震、山体变形等自然灾害的影响。
新型TBM在掘进过程中能够精确控制隧道的轴线和断面尺寸，误差控制在极小范围内。这对于天山隧道工程的高质量建设非常关键，例如在隧道内部需要安装通风、排水、供电等设施时，精确的隧道尺寸能够确保这些设施的顺利安装和正常运行。

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