大坂TBM开挖隧洞强膨胀性泥岩组份结构及力学特性

作者：尚彦军; 章跃林; 孙元春; 曲永新; 曹小红

来源：新疆地质, 2020, 38(02): 249-256.

• TBM
• 西山窑组
• 碳质泥岩
• 膨胀
• 蒙脱石

TBM开挖中遇膨胀岩发生卡机等问题,是制约施工速度和机械安全的重要地质因素。针对大阪引水隧洞穿越中侏罗统西山窑组(J2x)泥质岩时发生多次卡机,刀盘被掩埋等问题,开展了泥质岩粘土矿物组份、微观结构研究。通过测试粉砂质泥岩、泥岩和碳质泥岩物理水理指标(比表面积、蒙脱石含量、干燥饱和吸水率),评价膨胀程度。据碳质泥岩工程力学参数(膨胀力、岩石强度)实验,得到力学强度。研究发现,J2x3～J2x43类泥质岩中,劈理化碳质泥岩为强膨胀岩,膨胀率为9.85%,膨胀力为250 k Pa。挤压构造作用下,破劈裂发育和高蒙脱石含量(34.47%)决定了其强的膨胀特性。重塑样抗压强度0.36 MPa,属极软岩。基于此,采用二次加固、重型管片等变更设计方案,工程取得成功。

• 单位
  中国科学院地质与地球物理研究所; 中国科学院大学; 新疆工程学院; 中水北方勘测设计研究有限责任公司