[發(fā)明專利]大埋深TBM施工隧洞巖爆處理結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710171090.4
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106930766A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡亞東;張世殊;姚林林;崔中濤;鐘果
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙)51124
• 代理人: 許澤偉

1.大埋深TBM施工隧洞巖爆處理結(jié)構(gòu)，包括隧洞(1)和位于隧洞掌子面(2)前方可能出現(xiàn)巖爆的巖爆區(qū)域(3)，其特征是：所述隧洞掌子面(2)的頂拱區(qū)域設(shè)有多個超前鉆孔(4)，所述超前鉆孔(4)貫穿巖爆區(qū)域(3)，各個超前鉆孔(4)之間通過鉆孔內(nèi)預(yù)裂爆破形成的裂隙破碎帶(5)相連。

2.如權(quán)利要求1所述的大埋深TBM施工隧洞巖爆處理結(jié)構(gòu)，其特征是：所述多個超前鉆孔(4)呈弧形間隔設(shè)置在隧洞掌子面(2)拱頂區(qū)域，所述超前鉆孔(4)中心線距離隧洞中心的距離r不小于隧洞半徑的1/2。

3.如權(quán)利要求2所述的大埋深TBM施工隧洞巖爆處理結(jié)構(gòu)，其特征是：所述超前鉆孔(4)所在的弧形區(qū)域?yàn)樗矶簇Q直中心線左右各a°，a°≤90°。

4.如權(quán)利要求3所述的大埋深TBM施工隧洞巖爆處理結(jié)構(gòu)，其特征是：所述超前鉆孔(4)的數(shù)量n與相鄰兩超前鉆孔(4)的間距L滿足以下關(guān)系：L＝2rsin(a/n-1)。

5.如權(quán)利要求1、2、3或4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的大埋深TBM施工隧洞巖爆處理結(jié)構(gòu)，其特征是：所述超前鉆孔(4)以及各超前鉆孔之間的破碎帶裂隙(5)內(nèi)均設(shè)有采用高壓灌漿形成的水泥砂漿。

6.大埋深TBM施工隧洞巖爆處理方法，其特征是，包括以下步驟：

A、確定巖爆區(qū)域，當(dāng)超前地質(zhì)預(yù)報、微震監(jiān)測技術(shù)發(fā)現(xiàn)隧洞掌子面前方存在巖爆風(fēng)險時，立即停止TBM掘進(jìn)，并進(jìn)一步通過超前地質(zhì)預(yù)報、微震監(jiān)測技術(shù)確定前方巖爆風(fēng)險區(qū)域范圍；

B、鉆孔爆破處理，利用TBM配備的超前地質(zhì)鉆機(jī)在隧洞掌子面頂拱區(qū)域鉆掘多個超前鉆孔，然后在超前鉆孔內(nèi)填充炸藥爆破，使相鄰超前鉆孔之間的巖體形成裂隙破碎帶；

C、高壓注水處理，鉆孔爆破處理完成后，通過TBM配備的灌漿設(shè)備向超前鉆孔內(nèi)進(jìn)行高壓注水處理，促進(jìn)巖體破碎帶裂隙發(fā)展并軟化巖體，釋放高地應(yīng)力，隨后進(jìn)行TBM掘進(jìn)。

7.如權(quán)利要求6所述的大埋深TBM施工隧洞巖爆處理方法，其特征是：在步驟B中進(jìn)行鉆掘超前鉆孔前先確定超前鉆孔的布置形式，所述超前鉆孔呈弧形間隔設(shè)置在掌子面拱頂區(qū)域，超前鉆孔的數(shù)量n與相鄰兩超前鉆孔的間距L滿足以下關(guān)系：L＝2rsin(a/n-1)，式中r為超前鉆孔中心線距離隧洞中心的距離，r不小于隧洞半徑的1/2，a為超前鉆孔所在弧形區(qū)域邊界與隧洞豎直中心線的夾角，a°≤90°。

8.如權(quán)利要求7所述的大埋深TBM施工隧洞巖爆處理方法，其特征是：步驟B中填充的爆破炸藥為間隔設(shè)置的乳化炸藥，單個乳化炸藥裝藥量根據(jù)現(xiàn)場爆破試驗(yàn)和超前鉆孔的間距確定，其藥量使爆破后形成的巖體破碎帶半徑為L/2。

9.如權(quán)利要求6所述的大埋深TBM施工隧洞巖爆處理方法，其特征是：在步驟C中進(jìn)行高壓注水處理時，采用一孔注水其余孔用止?jié){材料堵塞的方式依次進(jìn)行，并且各鉆孔高壓注水進(jìn)行多個循環(huán)，各循環(huán)水壓不斷增加。

10.如權(quán)利要求6所述的大埋深TBM施工隧洞巖爆處理方法，其特征是：在高壓注水處理后可再進(jìn)行高壓灌漿處理，通過TBM配備的灌漿設(shè)備向超前鉆孔內(nèi)進(jìn)行高壓灌漿處理，巖爆區(qū)域巖體破碎帶裂隙因漿液充填而完整性得到提高，待漿液凝固硬化后進(jìn)行TBM掘進(jìn)。