案例分析：重庆某工程输水线路线路总长21.6km。输水线路沿线主要穿越地层地质情况为泥岩、砂岩、泥质砂岩和灰岩，较大单轴饱和抗压强度分别为20MPa、70MPa和90MPa。线路存在岩溶、断层及破碎带等不良地质，隧洞较浅埋深3m，绝大部分在15m以上，较大埋深325m。

　　本工程输水隧洞施工特点：断面小、单洞长，成型隧洞内径2.65m，隧洞长3.2km，对各种施工方法都存在较大挑战。环保要求高，本工程位于东温泉附近，该处地热资源丰富，施工环保要求高。地质条件复杂，隧洞埋深深/浅交互、软/硬地层交互、局部存在岩溶、突水、突泥等不良地质。

　　岩石顶管机设备选型与设计

　　本工程一次性距离长，存在溶洞、断层、软硬不均、富水、大量浅埋层等不良地质，并结合进度、安全要求，进行详细的分析论证，确定选用泥水平衡式顶管施工方案。为确保安全顺利通过，对设备提出如下设计要求：

　　顶管设备应能满足一次性顶进2km的能力，整机应性能可靠、稳定，并确保其成洞质量满足设计要求。

　　满足切削较大饱和抗压强度为90MPa岩石的能力。

　　泥浆性能应能满足长距离顶进施工要求。

　　方向调整与纠偏能力及导向系统的精度和设备的可操控性应能保证高精度贯通。

　　岩石地层顶管施工润滑减阻问题

　　常规顶管施工中，管节外壁摩阻力远大于正面阻力，摩阻力与顶进长度成正比关系，适量注入触变泥浆，变固体间的滑动摩擦为固液间的滑动摩擦，将极大地减小阻力，所以顶进施工中，适量使用触变泥浆是减小顶进阻力的重要措施。

　　由于岩石的自稳能力强，隧洞与管节外壁之间的间隙一直存在并形成前后连通的通道，受地下水及其流动性的影响，无法有效形成泥浆套，且大量膨润土流入刀盘被循环泥浆带走。

　　顶进过程中，掌子面破岩形成的石渣会通过超挖间隙向后流动进入管节外壁与洞壁间隙，使管节上浮，严重时会使管节与拱顶岩面直接接触。石渣与膨润土混合较长时间后，底部石渣与触变泥浆的混合物长期受到管道重量挤压、水分流失后会形成泥饼，从而使摩阻力急剧增大。

　　围岩破碎的洞段，触变泥浆会渗入到岩石裂隙，在其润滑性的作用下，加大围岩失稳风险。

　　富水段和裂隙发育地层中，触变泥浆漏失严重，无法提供有效润滑。