[發(fā)明專(zhuān)利]TBM-EPB雙模式盾構(gòu)在復(fù)合地層中的施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410823688.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104632236A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王家祥;劉東;陳卓;許發(fā)成;陳偉國(guó);劉向陽(yáng);陳強(qiáng);何達(dá)兵;陳順勇;夏煒洋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中鐵二局股份有限公司;中鐵二局股份有限公司城通分公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21D9/08
• 分類(lèi)號(hào): E21D9/08
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 熊曉果;韓洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及盾構(gòu)施工領(lǐng)域，具體涉及TBM-EPB雙模式盾構(gòu)在復(fù)合地層中的施工方法。

背景技術(shù)

盾構(gòu)是一種應(yīng)用于隧道工程施工的大型機(jī)械設(shè)備，其集破巖、出渣、襯砌、支護(hù)等于一體，具有自動(dòng)化程度高、速度快和安全高效等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)，在隧道項(xiàng)目上得到了廣泛應(yīng)用。

在隧道施工中，通常會(huì)涉及到對(duì)不同地質(zhì)情況的地層進(jìn)行施工，就采用盾構(gòu)施工而言，需要按照地層的硬度劃分為硬巖地層和軟巖地層，而盾構(gòu)按照地層的硬度劃分也相對(duì)應(yīng)的劃分為兩種掘進(jìn)模式，一種是適用于硬巖地層的TMB掘進(jìn)模式，另一種是適用于軟巖地層的EPB掘進(jìn)模式。

在施工過(guò)程中，通過(guò)更換不同模式的盾構(gòu)以實(shí)現(xiàn)在不同地層中的掘進(jìn)，但是，由于在施工過(guò)程中更換不同模式的盾構(gòu)，不僅需要耗費(fèi)大量的人力物力，而且還需要較長(zhǎng)的更換時(shí)間，延誤工期，特別是在軟硬地層交替出現(xiàn)的地段掘進(jìn)中，更給施工帶來(lái)諸多麻煩。

所以，為了解決上述問(wèn)題，TBM-EPB雙模式盾構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，可以實(shí)現(xiàn)在兩種模式情況下的正常掘進(jìn)，即，能夠在軟硬地層的交界面處進(jìn)行掘進(jìn)模式的轉(zhuǎn)換，以此適應(yīng)與不同地層的要求，這種掘進(jìn)模式的轉(zhuǎn)換較傳統(tǒng)更換不同掘進(jìn)模式的盾構(gòu)而言，不僅節(jié)省了大量的人力物力，而且還極大的縮短的施工工期。

但是，在目前采用TBM-EPB雙模式盾構(gòu)進(jìn)行隧道施工中，依然存在著不足，在實(shí)際工程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在TBM-EPB雙模式盾構(gòu)進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換時(shí)，轉(zhuǎn)換期間需要拆裝輸送機(jī)、中心回轉(zhuǎn)接頭、土壓倉(cāng)內(nèi)刮泥板等部件，致使在轉(zhuǎn)換期間，不能夠?qū)蜻M(jìn)掌子面進(jìn)行帶壓支撐，而此處為軟硬地層的交界面，其地質(zhì)條件復(fù)雜，自穩(wěn)性低，極易出現(xiàn)崩塌造成無(wú)法進(jìn)行掘進(jìn)模式的轉(zhuǎn)換，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致安全事故，所以，目前的施工方法中，在進(jìn)行掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換前，都需要對(duì)掘進(jìn)掌子面進(jìn)行加固，如此，也就延長(zhǎng)了工期，增加了施工成本。

所以，目前亟需一種適用于TBM-EPB雙模式盾構(gòu)在復(fù)合地層中的施工方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)目前TBM-EPB雙模式盾構(gòu)在復(fù)合地層施工中，在進(jìn)行掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換時(shí)，存在的需要對(duì)掘進(jìn)掌子面進(jìn)行加固而延長(zhǎng)工期，增加施工成本的不足，提供一種能夠節(jié)約工期，降低施工成本的TBM-EPB雙模式盾構(gòu)在復(fù)合地層中的施工方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

TBM-EPB雙模式盾構(gòu)在復(fù)合地層中的施工方法，包括下述步驟：

（1）、地質(zhì)勘查：根據(jù)設(shè)計(jì)線路進(jìn)行地質(zhì)勘查，并提供軟巖地層、硬巖地層及其交界面的位置數(shù)據(jù)；

（2）、盾構(gòu)進(jìn)場(chǎng)安裝調(diào)試：根據(jù)步驟（1）所提供的數(shù)據(jù)，選擇盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)時(shí)所需要的掘進(jìn)模式進(jìn)行盾構(gòu)的安裝和調(diào)試；

（3）、盾構(gòu)始發(fā)掘進(jìn)：盾構(gòu)由安裝位置開(kāi)始掘進(jìn)施工；

（4）、盾構(gòu)掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換：盾構(gòu)的刀盤(pán)靠近軟巖地層和硬巖地層的交界面時(shí)，根據(jù)不同情況進(jìn)行如下轉(zhuǎn)換：

（4a）、若此時(shí)盾構(gòu)位于軟巖地層內(nèi)，則盾構(gòu)繼續(xù)掘進(jìn)，直至盾構(gòu)穿過(guò)軟巖地層與硬巖地層的交界面，然后盾構(gòu)再停機(jī)，掘進(jìn)模式由EPB掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換為T(mén)BM掘進(jìn)模式；

（4b）、若盾構(gòu)位于硬巖地層內(nèi)，則盾構(gòu)停機(jī)，掘進(jìn)模式由TBM掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換為EPM掘進(jìn)模式；

（5）、正常掘進(jìn)：待步驟（4）中，盾構(gòu)掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換完成后，重新啟動(dòng)盾構(gòu)，進(jìn)行正常的掘進(jìn)工作；

（6）、依次重復(fù)步驟（4）和（5），直至施工完畢，吊出盾構(gòu)。

在雙模盾構(gòu)的結(jié)構(gòu)中，EPB掘進(jìn)模式和TBM掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換時(shí)，須拆裝螺旋輸送機(jī)、中心回轉(zhuǎn)接頭、土壓倉(cāng)內(nèi)刮泥板等設(shè)備，致使在掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換期間，不能夠?qū)蜻M(jìn)掌子面進(jìn)行帶壓支撐，所以，必須先確保掘進(jìn)掌子面有足夠的穩(wěn)定性；?另一方面，在目前的雙模盾構(gòu)施工中，掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換的位置都選擇在理論上的最佳位置，即，位于軟巖地層和硬巖地層的交界面處，而在此交界面處，巖層風(fēng)化程度較大，自穩(wěn)性極差，所以在目前的掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換前，必須先對(duì)掘進(jìn)掌子面進(jìn)行加固，然后再進(jìn)行掘進(jìn)模式的轉(zhuǎn)換，所以也會(huì)帶來(lái)施工成本的增加，以及工期的延長(zhǎng)；而這一問(wèn)題在軟巖地層和硬巖地層交替出現(xiàn)的復(fù)合地層施工中尤為明顯。基于上述，本申請(qǐng)的發(fā)明人，通過(guò)長(zhǎng)期研究總結(jié)，將盾構(gòu)掘進(jìn)模式的轉(zhuǎn)換設(shè)置在靠近交界面的硬巖地層中，由于硬巖地層本身具有較高的硬度和強(qiáng)度，并且具有良好的自穩(wěn)性，也就是說(shuō)，不需要對(duì)掘進(jìn)掌子面進(jìn)行帶壓支撐，也不會(huì)出去垮塌的問(wèn)題，所以在進(jìn)行掘進(jìn)模式轉(zhuǎn)換時(shí)不需要對(duì)掘進(jìn)掌子面進(jìn)行加固，在保證施工安全的前提下，直接減少人力物力的投入，而且還節(jié)約了工期。