[發明專利]一種TBM平導洞身施工方法

有效

• 申請號: 201910547546.1
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110185457B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 周建軍;李宏波;張兵;王發民;陳橋;王凱;潘東江;孫飛祥;秦銀平;楊振興;呂乾乾
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道局集團有限公司;盾構及掘進技術國家重點實驗室
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D9/087;E21F16/02;E21D11/00;E21D11/10;E21D20/02
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 靳錦;邊延松

1.一種TBM平導洞身施工方法，其特征在于，平導洞身施工包括平導車站段施工、平導TBM預備洞、出發洞和接收洞施工，以及平導TBM掘進段施工；所述平導車站段施工包括洞口淺埋段施工和Ⅳ級圍巖錨噴襯砌段施工；所述洞口淺埋段施工采用三臺階法開挖，所述Ⅳ級圍巖錨噴襯砌段施工采用兩臺階法開挖；在所述平導TBM預備洞、出發洞和接收洞施工時采用鉆爆法施工，在位于Ⅴ級圍巖處采用三臺階法開挖，在位于Ⅲ和Ⅳ級圍巖處采用全斷面開挖法開挖；

所述平導TBM掘進段施工的方法包括以下步驟：

1）超前地質預報：運用TSP203、地質雷達、超前鉆探、紅外探水、地質素描的先進儀器和手段對施工掌子面前方30m范圍內的地質情況進行綜合超前地質探測和預報，提前預測松散、破碎帶情況，利用地質素描法對斷層的長度、高度、傾角及水量做出綜合預測預報；

2）加強超前支護：采用超前管棚、超前注漿、徑向注漿、加強支護措施加強掌子面防護；當遇易大變形地段施工時，采用超前小導管注漿支護方式超前加固圍巖；當遇斷層破碎地段時，采取注雙液漿形式超前快速固結圍巖破碎段；若變形較小時可采用加密加長徑向錨桿，提高圍巖自承能力，通過預注漿提高圍巖穩定性，以控制塑性區的發展，還設置了小導管或中管棚加強超前支護，同時采用加密型鋼架進行支護；

3）滲水引排：掌子面前方30m范圍巖體為破碎帶，探孔地下水成股狀水涌出，水壓≥0.5MPa時，判識圍巖自穩能力較好，進行排水降壓，之后采用支護方式進行加固圍巖；判識圍巖自穩能力差，介質在水作用下易流失，進行排水降壓，之后采用注漿加固圍巖；

4）初期支護：初期支護由掛鋼筋網、噴射砼、錨桿單獨或聯合組成，Ⅲ、Ⅳ級圍巖拱部120°范圍內增加格柵鋼架加強支護；Ⅴ級圍巖地段拱墻增加格柵鋼架加強支護；所述錨桿包括砂漿錨桿和中空錨桿，拱部采用注漿中空錨桿，其余邊墻采用砂漿錨桿；

5）仰拱施作：包括仰拱開挖、初噴混凝土、安裝仰拱鋼拱架、終噴砼、防排水管安裝、仰拱襯砌鋼筋施工和仰拱回填；

6）鋪軌、設備區域抽排水、平導TBM掘進，換步作業進行下次循環。

2.根據權利要求1所述的TBM平導洞身施工方法，其特征在于，所述三臺階法包括以下步驟：

1）測量放線，施作超前支護；

2）左側導坑上臺階開挖，并施作初期支護及臨時支護；左側導坑下臺階開挖，并施作初期支護及臨時支護，隨時進行圍巖監控測量；

3）右側導坑上臺階開挖，并施作初期支護及臨時支護；右側導坑下臺階開挖，并施作初期支護及臨時支護，隨時進行圍巖監控測量；

4）中部上臺階左右交錯開挖，并施作初期支護；中部中臺階開挖，并施作初期支護及臨時支護；中部下臺階開挖，并施作初期支護，隨時進行圍巖監控測量；

5）拆除靠近二次襯砌6-8m范圍內底部兩側壁的臨時支護，澆筑仰拱及仰拱填充砼；

6）拆除剩余的臨時支護，施作二次襯砌。

3.根據權利要求1所述的TBM平導洞身施工方法，其特征在于，所述兩臺階法包括以下步驟：

1）施工準備，超前地質預報；

2）爆破設計，測量放線；

3）上臺階鉆眼，裝藥爆破，通風排煙；

4）初噴砼；

5）檢查爆破效果，裝碴運輸，出現超挖時調整爆破參數，并重復步驟2）-4）；

6）上下臺階施作初期支護；

7）監控量測，不達標的進行加強支護；

8）下循環開挖。

4.根據權利要求3所述的TBM平導洞身施工方法，其特征在于，步驟3）中通風方式采用壓入式通風，采用型號為SDF(B)-№11的風機匹配Φ1.6m的風管通過橫通道向新增正洞掌子面送風。

5.根據權利要求2或3所述的TBM平導洞身施工方法，其特征在于，所述三臺階法和兩臺階法中涉及到的臺階長度均為5-6m。

6.根據權利要求1所述的TBM平導洞身施工方法，其特征在于，步驟2）中的超前管棚分為超前大管棚和超前中管棚，均采用潛孔鉆機成孔，注漿泵注漿；超前大管棚采用直徑為φ108，厚度為6mm的熱軋無縫鋼管加工而成，且每根所述超前大管棚長35m；所述超前大管棚之間的環向間距為0.4m，外插角為3°。