[實用新型]TBM掘進隧洞斷裂滑移型巖爆風險解除結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520004547.9
• 申請日: 2015-01-05
• 公開（公告）號: CN204457781U
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發(fā)明（設計）人: 劉寧;周曉明;房郭敏;王恒樂
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

技術領域

本實用新型涉及一種TBM掘進隧洞斷裂滑移型巖爆風險解除結構。適用于深埋硬巖地下工程領域。

背景技術

根據(jù)目前國際上的普遍共識，巖爆一般可以分為3種類型，即應變型巖爆、斷裂型巖爆和巖柱型巖爆，其中對工程影響最突出的是斷裂型巖爆。斷裂型巖爆最早在上世紀80年代初期被發(fā)現(xiàn)和認識，其中的滑移型機理被認為是斷裂構造受到高應力作用以后發(fā)生滑移錯動、導致能量釋放沖擊圍巖，當形成圍巖破壞時，稱為斷裂滑移型巖爆，其中的能量釋放被稱為微震事件。這是國際上普遍報道的一種巖爆類型，破壞力極大，主要是與剛性斷裂相關，與很多構造地震發(fā)震原理相似地，這種剛性斷裂的某些部位(如起伏體等咬合部)等具備積累高應力的條件，當咬合部破壞時，斷裂發(fā)生滑移并適當能量，所導致的巖爆即為斷裂滑移型巖爆。

根據(jù)上述巖爆的發(fā)生機理，對于巖爆風險的控制方法主要是降低應力或能量集中程度，比如應力解除爆破、應力釋放孔、表面噴水等，但由于斷裂滑移型巖爆的預測難度高，技術難度較大，巖爆風險控制難度較高，國際上專門針對斷裂型巖爆的應力解除工程實例極少，斷裂滑移型巖爆風險很難得到有效的控制。特別是TBM掘進條件下掌子面后方數(shù)十米范圍內(nèi)沒有施工空間，無法對這一范圍內(nèi)的圍巖狀態(tài)采取任何有效的干預措施，使得TBM掘進條件下無法對巖爆實現(xiàn)有效的控制。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的技術問題是：針對上述存在的問題，提供一種施工方便、成本較低、簡單有效的TBM掘進隧洞斷裂滑移型巖爆風險解除結構。

本實用新型所采用的技術方案是：一種TBM掘進隧洞斷裂滑移型巖爆風險解除結構，具有TBM掘進隧洞和位于TBM掘進隧洞前方的斷裂，其特征在于：所述TBM掘進隧洞掌子面后方數(shù)十米處接有向周邊開挖的橫通道，經(jīng)橫通道向斷裂方向開挖有輔助洞，通過輔助洞往前方斷裂鉆設高壓注水孔，并且高壓注水孔穿過斷裂1～2m。

所述TBM掘進隧洞與輔助洞平行。

所述TBM掘進隧洞與輔助洞之間的距離為1～1.5D，D為TBM掘進隧洞直徑。

所述輔助洞和橫通道的直徑均為d，d取3～5m。

所述輔助洞利用鉆爆法開挖形成。

所述高壓注水孔具有2～3個。

本實用新型的有益效果是：本實用新型利用鉆爆法開挖隧洞的優(yōu)勢，通過高壓注水解除TBM掘進隧洞前方的巖爆風險，保證TBM的安全掘進。既利用了TBM快速掘進的優(yōu)勢，又利用了鉆爆法靈活的特點，降低斷裂中圍巖應力和能量集中水平，實現(xiàn)對巖爆風險的有效解除，與其它巖爆風險主動控制措施相比，可以極大地減少人力物力成本，且簡單有效。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，在TBM掘進隧洞1前方具有斷裂2，在TBM掘進隧洞掌子面后方數(shù)十米處向周邊開挖直徑為d(3～5m)的橫通道3，利用橫通道3開挖一條平行于TBM掘進隧洞1的輔助洞4，輔助洞4利用鉆爆法開挖形成。輔助洞4與TBM掘進隧洞1之間的距離大約為1～1.5D(D為TBM掘進隧洞1直徑)，輔助洞的直徑d同樣為3～5m，以方便開挖施工。利用輔助洞4向前方斷裂2鉆設高壓注水孔5，鉆孔個數(shù)2～3個為宜，要求鉆孔穿過斷裂1～2m。

除在斷裂2附近以外，高壓注水孔5的其他部位全部采用水泥漿將注水管和圍巖進行封堵，避免注水過程中的滲漏。

通過注水將斷裂2張開，以促使斷裂2發(fā)生錯動，釋放積累的高能量。本實施范例中滿足要求的水壓力為20MPa可將斷裂2張開0.12mm，選擇的壓力泵具備25MPa壓力下保持120L/min的注水能力。

當然，上述說明并非對本實用新型的限制，本實用新型也并不限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員，在本實用新型的范圍內(nèi)，做出的變化、改添加或替換，都應屬于本實用新型的保護范圍。