[發(fā)明專利]一種采用TBM進(jìn)行深埋隧洞掘進(jìn)的巖爆防治方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010242880.5
• 申請(qǐng)日: 2010-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN101915104A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春生;侯靖;褚衛(wèi)江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國水電顧問集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): E21D9/00
• 分類號(hào): E21D9/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種巖爆的防治方法，特別是一種采用TBM進(jìn)行深埋隧洞掘進(jìn)的巖爆防治方法，主要適用于TBM開挖的具有強(qiáng)巖爆風(fēng)險(xiǎn)的深埋水工隧洞和深埋交通隧洞。

背景技術(shù)

對(duì)于具有強(qiáng)巖爆風(fēng)險(xiǎn)的深埋硬巖隧洞，巖爆控制是一個(gè)比較棘手的問題，硬巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)自身防治巖爆的手段又非常有限，單純地依賴支護(hù)系統(tǒng)難以抵擋極強(qiáng)巖爆的沖擊，往往需要針對(duì)潛在強(qiáng)巖爆洞段的圍巖進(jìn)行預(yù)處理并聯(lián)合防巖爆支護(hù)系統(tǒng)，二者協(xié)同工作，達(dá)到防治巖爆的目的。

對(duì)圍巖進(jìn)行預(yù)處理的手段很多，目前世界范圍內(nèi)公認(rèn)比較有效的是應(yīng)力解除爆破。鉆爆法開挖的深埋隧洞可以通過在掌子面一帶實(shí)施應(yīng)力解除爆破達(dá)到消除潛在巖爆風(fēng)險(xiǎn)的目的，并通過應(yīng)力解除爆破參數(shù)的調(diào)整適應(yīng)不同巖爆風(fēng)險(xiǎn)和巖爆特征的潛在強(qiáng)巖爆洞段。硬巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)由于設(shè)備本身的限制，無法高效地在掌子面前方造孔，從而不利于應(yīng)力解除或其它方式(高壓水切割等)進(jìn)行掌子面前方的巖爆風(fēng)險(xiǎn)解除。另外，TBM開挖對(duì)圍巖的擾動(dòng)小，適用于巖體質(zhì)量好的淺埋隧洞或中等埋深隧洞；對(duì)深埋隧洞而言，TBM的小擾動(dòng)往往意味著增加潛在巖爆風(fēng)險(xiǎn)，再加上TBM設(shè)備自身缺乏開展有效防治巖爆的措施，兩個(gè)方面的原因?qū)е耇BM應(yīng)用于具有強(qiáng)巖爆風(fēng)險(xiǎn)的深埋隧洞時(shí)存在適應(yīng)性的問題。因此一些深埋長隧洞工程(比如隧洞)在規(guī)劃階段即放棄了深埋段的TBM掘進(jìn)而改用鉆爆法，僅在巖爆風(fēng)險(xiǎn)較低的淺埋和中等埋深洞段采用TBM掘進(jìn)；或者有些深埋隧洞將存在強(qiáng)巖爆風(fēng)險(xiǎn)的深埋洞段采用鉆爆法開挖到位，然后讓TBM步進(jìn)通過。

總體上，上述兩種技術(shù)方案本質(zhì)上放棄了TBM設(shè)備在深埋洞段強(qiáng)巖爆洞段的掘進(jìn)，降低了TBM的設(shè)備使用率、延長了工期。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)上述存在的問題提供一種采用TBM進(jìn)行深埋隧洞掘進(jìn)的巖爆防治方法，對(duì)圍巖進(jìn)行預(yù)處理，使其適合TBM掘進(jìn)，以達(dá)到降低或消除TBM在強(qiáng)巖爆洞段掘進(jìn)過程中的巖爆風(fēng)險(xiǎn)，提高TBM的設(shè)備使用率，加快工程進(jìn)度的目的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：采用TBM進(jìn)行深埋隧洞掘進(jìn)的巖爆防治方法，其特征在于步驟如下：

a、TBM進(jìn)入潛在強(qiáng)巖爆洞段前，采用鉆爆法在TBM掘進(jìn)需經(jīng)過的強(qiáng)巖爆洞段開挖一條尺寸小于TBM開挖輪廓線的先導(dǎo)洞，同時(shí)進(jìn)行微震監(jiān)測工作；

b、對(duì)先導(dǎo)洞開挖過程中發(fā)生強(qiáng)巖爆的部位和微震監(jiān)測顯示存在潛在強(qiáng)巖爆風(fēng)險(xiǎn)的部位進(jìn)行應(yīng)力解除法預(yù)處理。

開挖先導(dǎo)洞前，從TBM已開挖洞段向側(cè)面開挖一繞行洞至TBM掘進(jìn)需經(jīng)過的強(qiáng)巖爆洞段，作為先導(dǎo)洞開挖的輔助洞。

開挖先導(dǎo)洞前，從與TBM已開挖洞段平行的隧洞開挖一橫向施工支洞至TBM掘進(jìn)需經(jīng)過的強(qiáng)巖爆洞段，作為先導(dǎo)洞開挖的輔助洞。

所述先導(dǎo)洞位于TBM開挖輪廓線的中部。

所述先導(dǎo)洞位于TBM開挖輪廓線的中上部。

所述先導(dǎo)洞的截面呈半圓形，其頂拱部位完全位于TBM開挖輪廓線以外。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用鉆爆法在TBM掘進(jìn)需經(jīng)過的強(qiáng)巖爆洞段開挖一條先導(dǎo)洞，并對(duì)先導(dǎo)洞的局部洞段進(jìn)行應(yīng)力解除爆破，將TBM掘進(jìn)的巖爆風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)嫁給鉆爆法，大大降低甚至是消除了TBM在強(qiáng)巖爆洞段二次擴(kuò)挖過程中的巖爆風(fēng)險(xiǎn)，使得TBM設(shè)備可以安全、快速地通過深埋強(qiáng)巖爆洞段，從而提高了TBM的設(shè)備使用率，加快了工程的施工進(jìn)度。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1的平面圖。

圖2是本發(fā)明中先導(dǎo)洞位于TBM開挖輪廓線中部的截面圖。

圖3是本發(fā)明中先導(dǎo)洞位于TBM開挖輪廓線中上部的截面圖。

圖4是本發(fā)明中先導(dǎo)洞采用上半斷面開挖方式的截面圖。

圖5是圖3的A-A向剖視圖。

圖6是實(shí)施例2的平面圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例深埋隧洞采用硬巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)獨(dú)頭掘進(jìn)，在確定采用先導(dǎo)洞形式進(jìn)行巖爆防治的方案后，實(shí)際操作中的施工步驟如下：

a1、當(dāng)TBM掘進(jìn)至潛在強(qiáng)巖爆洞段，停止TBM掘進(jìn)，根據(jù)TBM設(shè)備本身開挖殘缺斷面的適應(yīng)性確定采取何種形式的先導(dǎo)洞1。