行业视点罗宾斯新型主梁TBM挑战密西西比河岩溶地层

小编语

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美国密苏里州圣路易斯市，承包商SAK正在施工用于解决城市下水道溢流问题的杰斐逊兵营深排隧道。三年前，由于在施工中遭遇了糟糕的地质环境，整个工程陷入停滞，于是施工方决定定制一台专门针对这一情况的盾构用来解决问题。如今，由罗宾斯为该项目专门打造的新TBM已经下线，准备再次挑战长达该项目长达3050米的岩溶石灰岩内隧道掘进。

项目概况

Background

由于圣路易斯市原本的排水系统年代久远，无法再处理中到强降雨期间的需求，于是市政府决定新建一套排水系统，以增加收集、运输和储存废水的能力，防止可能发生的污水溢流。

杰斐逊兵营隧道是这个项目的一部分，隧道平行于密西西比河，长3.37 英里，直径约2m。按照设计，隧道应该完全位于石灰岩基岩内，但实际情况并非如此，当隧道施工到达2.4公里时，出现了大量空洞和落水洞，开始让施工变得举步维艰。目前该工程依旧在施工中。

施工挑战

Challenge

在盾构始发并掘进了2.4公里后，地质条件越发恶劣和不稳定。当来自岩溶孔洞的水开始流入并阻止TBM的掘进时，施工方决定使用相对较低粘度的水泥浆液从隧道上方约60米的地面，对机器前方实施注浆。

但在注浆过程中，开挖面附近又发现了多个孔隙空间，并出现了开挖前就已知的高海拔岩溶特征，遇到的空隙大多被水、有机泥或沙子和砾石填满。面对这一情况，虽然考虑了包括地面冻结在内的各种方案，但最终施工方认为这些方案都不可行，唯一的办法是换一台设备再掘进。于是施工开始策划回收盾构，并向罗宾斯公司订购了一台专为该类地层设计的全新盾构。

在对计划建造回收竖井的位置进行了包括岩石取心在内的详细岩土工程调查后。施工方确定了，尽管在 TBM 前方有许多相连的空洞，但它们似乎都没有与邻近的密西西比河连接，于是他们在TBM 前方约60米处建造了一个62米深、12米直径的回收竖井，并建造了一条对应长度的导洞，成功回收了旧TBM，并开始等待专为该项目情况设计的新TBM到场。

全新设备

new equipment

2022 年春季，新型Robbins隧道掘进机运抵密苏里州圣路易斯的施工场地，这台新TBM是一台罗宾斯主梁式TBM，直径为4.1米。这台机器装备了一种可以进行360度钻探的独特超前钻机，用于探测掘进机周围的地质情况；此外这台TBM还配套有多种围岩支护，包括McNally拱顶支护、钢丝网、环形梁安装机和拱顶钻机。