硬岩地质条件下TBM施工的风险有哪些
时间:2024-08-27 来源: 网络 阅读:次
在硬岩地质条件下,TBM施工存在以下风险: 一、设备损坏风险 1. 刀具磨损和损坏: - 硬岩的高强度和高硬度会导致 TBM 刀具磨损速度加快。刀具在切削硬岩时,承受巨大的压力和摩擦力,容易出现磨损、崩刃、断裂等情况。例如,在花岗岩等硬岩地层中,刀具的寿命可能会大大缩短,需要频繁更换刀具,增加施工成本和停机时间。 - 刀具损坏还可能对刀盘和其他设备部件造成二次损坏。损坏的刀具可能会刮伤刀盘表面,影响刀盘的平衡性和密封性,甚至导致刀盘变形或损坏。 2. 刀盘损坏: - 硬岩地质下,刀盘承受的反作用力较大,容易出现刀盘变形、开裂等情况。特别是在遇到局部硬岩突起或孤石时,刀盘可能会受到不均匀的载荷,导致应力集中,从而引发刀盘损坏。 - 刀盘的密封系统也容易受到硬岩磨损和高压水的影响,出现密封失效的情况。一旦密封失效,可能会导致液压系统泄漏、齿轮箱损坏等问题,严重影响 TBM 的正常运行。 3. 主驱动系统故障: - TBM 的主驱动系统在硬岩掘进过程中需要提供巨大的扭矩和动力。长时间高负荷运行容易导致主驱动电机、减速机、齿轮等部件过热、磨损或损坏。例如,主驱动电机可能会因过载而烧毁,减速机齿轮可能会出现断齿等故障。 - 硬岩地质下的振动也会对主驱动系统造成影响,可能导致连接螺栓松动、轴承损坏等问题。 二、地质风险 1. 岩爆: - 在高应力硬岩地层中,TBM 施工可能会引发岩爆。岩爆是一种突然发生的岩石破裂现象,会释放出巨大的能量,对 TBM 和施工人员造成严重威胁。例如,岩爆可能会导致隧道壁岩石突然爆裂,损坏 TBM 设备,甚至造成人员伤亡。 - 岩爆的发生具有不确定性,难以预测和防范。施工过程中需要加强地质监测,采取有效的支护措施,降低岩爆发生的风险。 2. 断层和破碎带: - 硬岩地质中常常存在断层和破碎带。当 TBM 穿越这些区域时,可能会遇到围岩失稳、坍塌等问题。断层和破碎带中的岩石强度低、稳定性差,容易导致 TBM 卡机、被埋等事故。 - 断层和破碎带还可能导致地下水涌出,增加施工难度和风险。地下水的压力可能会破坏隧道围岩,影响 TBM 的稳定性,同时也会对施工人员的安全造成威胁。 3. 地质变化: - 硬岩地质条件复杂,地质情况可能会发生变化。例如,原本以为是稳定的硬岩地层,可能会突然出现软弱夹层、溶洞等不良地质现象。这些地质变化会给 TBM 施工带来意想不到的困难和风险。 - 地质变化还可能导致 TBM 的施工参数需要频繁调整,影响施工效率和质量。 三、施工管理风险 1. 人员操作失误: - TBM 施工需要专业的技术人员进行操作和管理。如果操作人员对设备不熟悉、操作不当,可能会导致设备损坏、施工事故等风险。例如,错误的操作可能会使 TBM 刀具过度磨损、刀盘受损,或者引发其他设备故障。 - 施工管理人员的决策失误也可能带来风险。例如,在遇到地质问题时,如果采取的措施不当,可能会加重事故的后果。 2. 施工进度压力: - 在一些工程中,可能会存在施工进度压力。为了赶工期,施工单位可能会忽视安全风险,采取冒险的施工方法。例如,在刀具磨损严重的情况下继续掘进,可能会导致设备损坏和施工事故。 - 施工进度压力还可能导致施工人员疲劳作业,增加操作失误的风险。 3. 协调管理不善: - TBM 施工涉及多个专业和部门,需要良好的协调管理。如果各部门之间沟通不畅、协作不力,可能会影响施工进度和质量,增加风险。例如,物资供应不及时可能会导致设备维修延误,影响施工进度;安全管理不到位可能会引发施工事故。