[發明專利]一種敞開式TBM過全斷面炭質板巖掘進及支護方法

有效

• 申請號: 201710021869.8
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106761790B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 徐鵬祖;王國安;胡新朋;孫振川;陳建立;陽斌;劉巖;王海軍
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道局集團有限公司;中鐵隧道股份有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;E21D11/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種敞開式TBM過全斷面炭質板巖時的掘進和支護方法，其特征在于，包括，

步驟1：對全斷面炭質板巖的地質進行超前預報；

所述超前預報根據預報距離長短主要采取TRT以及激發極化兩種方式可同時進行；

步驟2：采用TBM對全斷面炭質板巖進行掘進；

步驟3：對掘進后的圍巖進行支護，具體的支護方法是：

出護盾后根據圍巖情況動態進行初期支護，初期支護緊接著進行回填灌漿；

在圍巖上支護鋼筋網，同時將提前預制的鋼筋排安裝在掘進機的護盾凹槽中；且鋼筋排的一端與鋼拱架焊接牢固；隨著TBM向前掘進，鋼筋排逐步抽出，使圍巖一出掘進機的護盾就能及時得到支護，然后架設鋼拱架，利用錨桿對鋼拱架進一步進行固定，在塌腔處回填混凝土，初噴后進行回填灌漿；

初噴時，若巖面地下水較多，首先對其進行封堵、接排水管或在巖面上鑿溝進行引水；用高壓水自上而下沖洗基巖表面并使巖石表面接近飽和狀態；剝落部分，然后再用噴射混凝土噴護填平；若遇軟弱破碎圍巖，需要在護盾后初噴混凝土盡快封閉圍巖，此時將利用備用小型干噴機進行初噴封閉作業；待該段進入噴漿橋后，再采用TBM自帶的噴射系統復噴至設計厚度；

步驟4：對圍巖的周邊位移、拱頂下沉進行監控測量。

2.如權利要求1所述的敞開式TBM過全斷面炭質板巖時的掘進和支護方法，其特征在于，所述的步驟2中TBM掘進時護盾后發生坍塌：如果坍塌沒有到規定值時，仍繼續推進直到能立拱的尺寸，停止掘進，進行支護；如果坍塌超過規定值時，應立即停機進行支護，待支護完成后，方可掘進。

3.如權利要求1所述的敞開式TBM過全斷面炭質板巖時的掘進和支護方法，其特征在于，所述鋼筋網的施工步驟，如下：

所述鋼筋網根據設計支護參數的要求，在相應的圍巖地段安裝；用沖擊鉆打眼，將Φ8盤條短釘釘入巖面，然后將外露部分敲彎，起到所述鋼筋網支撐點作用；

所述鋼筋網與相鄰Φ22或Φ25錨桿或所述鋼拱架連接牢固，兩組網片之間搭接長度為1～2個網格。

4.如權利要求1所述的敞開式TBM過全斷面炭質板巖時的掘進和支護方法，其特征在于，所述鋼拱架施工步驟如下：

步驟(a)當圍巖出露護盾后觀察圍巖發育情況，若頂部出現坍塌掉塊，先將頂部掉塊處理完畢后在進行下部施工，確保現場安全施工；

步驟(b)利用TBM拱架安裝環進行拱架拼裝，每榀鋼拱架由一定節數的成型工字鋼組成，各節采用螺栓連接；

步驟(c)利用鋼拱架安裝系統把拼裝完整的拱架托出安裝環并調整其立設間距后再由液壓支撐系統撐緊于巖面并盡量控制與隧道中線垂直，控制其施工誤差，確保拱架與圍巖緊貼；

步驟(d)安裝調整到位后，擰緊各節點螺栓，當連接板間接縫較大時，要對接縫處夾入鋼板或短鋼筋加焊，并把底部可調節接頭螺栓擰緊、夾板焊死；拱架間采用螺紋鋼連接，環向間距為一定長度且焊接牢固；

步驟(d)安裝完畢后，采用彎“L”型鎖腳錨桿對拱架進行加固固定，并檢查各節拱架連接螺栓緊固牢固，確保拱架質量。

5.如權利要求1所述的敞開式TBM過全斷面炭質板巖時的掘進和支護方法，其特征在于，所述噴射混凝土施工步驟如下：

噴混凝土支護由TBM自帶的噴射系統完成，混凝土在洞外拌合站生產，然后將其運送至洞內；TBM自帶的所述噴射系統中輸送泵分別位于指定位置拖車，與噴漿橋具有不同的間距；噴射機械手在噴混凝土區域縱向和環向移動，完成設計所要求的噴混凝土作業。

6.如權利要求5所述的敞開式TBM過全斷面炭質板巖時的掘進和支護方法，其特征在于，進一步的，所述支護參數選擇根據圍巖出露護盾情況，進行選擇：

(1)圍巖出護盾后，拱頂大范圍掉塊，圍巖穩定性非常差，存在塌方風險；在此類情況下，首先根據設計支護參數，采用鋼拱架、錨網、鋼筋排進行聯合支護，在掉塊及鋼筋排受力擠壓變形處，使用工字鋼縱連拱架進行加固；

(2)圍巖出護盾后，在撐靴部位有炭質板巖、粘土巖或塌腔；在此類情況下，圍巖強度無法滿足撐靴壓力，需潮噴進行處理：

(3)隧道底部為炭質板巖或粘土；在此類情況下，加強排水，底部鋪設干硬性砼，并將底部兩側拱架連接筋替換成型鋼縱聯。