捷克共和国Ejpovice隧道面临的挑战
捷克共和国在建的Ejpovice隧道是一条连接罗基察尼（Rokycany）和比尔森（Plzen）之间长4.15km的双孔隧道，使用了一台海瑞克制造的直径9.84m双模（EPB/硬岩）TBM。...
捷克共和国在建的Ejpovice隧道是一条连接罗基察尼（Rokycany）和比尔森（Plzen）之间长4.15 km的双孔隧道，使用了一台海瑞克制造的直径9.84 m双模（EPB/硬岩）TBM。
该台TBM可以在最高4.5 bar压力环境下掘进作业，于2015年1月31日始发，先以土压平衡模式在8%（下）坡度的页岩地层中掘进了3.3 km，然后经改造，以硬岩TBM模式在细碧岩地层中掘进1.15 km，于2016年6月7日成功贯通南侧隧道，目前正在拆卸和运输过程中，预计将于今年秋季开始北侧隧道的掘进工作。
图1 南侧隧道贯通
图2 2016年1月TBM始发现场
南侧隧道掘进面临的挑战
今年年初时，该台TBM已在软弱页岩中成功掘进3 km，月进尺平均264 m、最高528 m（2015年5月）。有3种因素影响了其进尺速度：破碎岩层稳定性、静水压力和涌水、开挖土粘塑性和磨蚀性。
图3 隧道地质剖面图最初的掘进过程还算顺利，但随后隧道顶部遭遇地下水（高达3 bar）并发生涌水，TBM启动土压平衡模式，在极度破碎岩层进行超挖，从而保证掌子面稳定。
但由于岩层透水性大，掌子面附近和护盾10 m范围内还是发生了涌水，涌水速度一度达到 28 L/s。为保证掌子面稳定，施工方加大了掌子面的压力，而高压却导致注浆液和泡沫通过多孔的岩层被挤出到地表。
图4 土体改良剂和注浆液渗出到地表
图5 TBM内部涌水
破碎岩层的高透水性也给土体改良工作带来困难，由于开挖土即难以压缩又无塑性，难以在螺旋机内形成“土塞”效应，导致掌子面压力不稳定，只能通过超挖来保持掌子面压力平衡。
磨损和维保
土压模式和高黏性的土体导致刀具快速磨损和发生偏磨，另外，TBM在页岩层中遭遇石英脉，加剧了刀盘刀具的磨损。施工方选择在稳定的地层中对刀盘和刀具进行常压维保作业；如果没有稳定地层，施工方则通过TBM注浆加固地层，从而进行维保。
为了保证停机维保工作的安全可靠，施工方在一些埋深较浅的隧道区间修建了混凝土挡板（被称之为“车库”），在这些挡板的保护下，工作人员可以安全地进行停机维保。施工方用贫混凝土一共修建了4块尺寸为15 m x 4 m的挡板，由于挡板是提前修筑好的，因此不会拖慢TBM掘进速度。
考虑到以下原因，施工方没有采用带压作业：1.即使在高压环境下，也有可能发生掌子面单个岩块掉落的危险；2.在破碎岩层中，很有可能发生高压瞬间泄漏的情况。在实际施工中，这两种情况都得到了验证：超挖证明了情况1，渗出地表的注浆液证明了情况2。
石英脉也是造成刀盘刀具磨损的重要原因，在第一块挡板的保护下，专业人员对刀盘进行了检查，发现刀盘上的合金耐磨块都已磨损，并对绝大多数耐磨块进行了更换。
图6 石英脉
图7 更换耐磨块
捷克共和国在建的Ejpovice隧道是一条连接罗基察尼（Rokycany）和比尔森（Plzen）之间长4.15 km的双孔隧道，使用了一台海瑞克制造的直径9.84 m双模（EPB/硬岩）TBM。
该台TBM可以在最高4.5 bar压力环境下掘进作业，于2015年1月31日始发，先以土压平衡模式在8%（下）坡度的页岩地层中掘进了3.3 km，然后经改造，以硬岩TBM模式在细碧岩地层中掘进1.15 km，于2016年6月7日成功贯通南侧隧道，目前正在拆卸和运输过程中，预计将于今年秋季开始北侧隧道的掘进工作。
图1 南侧隧道贯通
图2 2016年1月TBM始发现场
南侧隧道掘进面临的挑战
今年年初时，该台TBM已在软弱页岩中成功掘进3 km，月进尺平均264 m、最高528 m（2015年5月）。有3种因素影响了其进尺速度：破碎岩层稳定性、静水压力和涌水、开挖土粘塑性和磨蚀性。
图3 隧道地质剖面图
但由于岩层透水性大，掌子面附近和护盾10 m范围内还是发生了涌水，涌水速度一度达到 28 L/s。为保证掌子面稳定，施工方加大了掌子面的压力，而高压却导致注浆液和泡沫通过多孔的岩层被挤出到地表。
图4 土体改良剂和注浆液渗出到地表
图5 TBM内部涌水
破碎岩层的高透水性也给土体改良工作带来困难，由于开挖土即难以压缩又无塑性，难以在螺旋机内形成“土塞”效应，导致掌子面压力不稳定，只能通过超挖来保持掌子面压力平衡。
磨损和维保
土压模式和高黏性的土体导致刀具快速磨损和发生偏磨，另外，TBM在页岩层中遭遇石英脉，加剧了刀盘刀具的磨损。施工方选择在稳定的地层中对刀盘和刀具进行常压维保作业；如果没有稳定地层，施工方则通过TBM注浆加固地层，从而进行维保。
为了保证停机维保工作的安全可靠，施工方在一些埋深较浅的隧道区间修建了混凝土挡板（被称之为“车库”），在这些挡板的保护下，工作人员可以安全地进行停机维保。施工方用贫混凝土一共修建了4块尺寸为15 m x 4 m的挡板，由于挡板是提前修筑好的，因此不会拖慢TBM掘进速度。
考虑到以下原因，施工方没有采用带压作业：1.即使在高压环境下，也有可能发生掌子面单个岩块掉落的危险；2.在破碎岩层中，很有可能发生高压瞬间泄漏的情况。在实际施工中，这两种情况都得到了验证：超挖证明了情况1，渗出地表的注浆液证明了情况2。
石英脉也是造成刀盘刀具磨损的重要原因，在第一块挡板的保护下，专业人员对刀盘进行了检查，发现刀盘上的合金耐磨块都已磨损，并对绝大多数耐磨块进行了更换。
图6 石英脉
图7 更换耐磨块
