[發明專利]一種巖爆隧道雙護盾TBM卡機脫困施工方法

在審

• 申請號: 201910921237.6
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110469340A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 宗敦峰;陳茂;韋猛;蘇小明;程景中;徐應中;宋宇;亓金慧
• 申請（專利權）人: 中國水利水電第十工程局有限公司
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D9/12;E21D11/10;E21D11/15
• 代理公司: 11340 北京天奇智新知識產權代理有限公司
• 代理人: 葉明博<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種巖爆隧道雙護盾TBM卡機脫困施工方法，包括步驟：S1、TBM設備防護；TBM設備防護包括搭設清渣平臺和開挖前的防護區；S2、危巖清理；對TBM盾周松動的巖塊進行清理；S3、掏渣清理；對TBM盾周未被塌方段擠壓的部分進行掏渣處理，并獲得對塌方段進行處理的操作空間；S4、塌方段處理；進行聚氨酯灌漿以在TBM盾與塌方段形成隔離帶，然后用水泥砂漿進行回填灌漿處理，對塌方段進行狀態穩定。本申請當遭遇圍巖彈射、擠出、塌方等致使TBM卡機時，利用清理TBM盾周危巖及采用開挖導洞、超前支護、塌方段加固等方法，可有效保證價值數億人民幣的雙護盾TBM設備安全；迅速脫困，減少對工期的影響，降低因巖爆引起的經濟損失。

技術領域

本發明涉及隧道施工技術領域，具體為一種巖爆隧道雙護盾TBM卡機脫困施工方法。

背景技術

隨著國家一系列重大工程建設的實施，多條鐵路、公路，以及多個世界級的大型水利水電工程即將在青藏高原的高山谷地興建。這些工程涉及的大量地下工程，具有埋深大、地質條件復雜、地質構造活動強烈、地應力水平高等特點。

其中，作為高地應力地區所特有的災害現象，巖爆一直是巖土工程界研究的熱點及難點。巖爆是具有大量彈性應變能儲備的巖(礦)體，由于開挖硐室或坑道，使地應力分異、圍巖應力躍升及能量進一步集中，在圍巖應力作用下，產生張-剪脆性破壞，并伴隨聲響和震動，圍巖由靜態平衡向動態失穩發展，以造成巖片(塊)隔離母體、獲得有效彈射能量、猛烈向臨空方向拋(彈、散)射為特征的一種動力破壞現象。

由于巖爆的突發性和強大的破壞性，采用雙護盾隧道掘進機(隧道掘進機，TunnelBoring Machine，簡稱TBM)進行高地應力地區隧道施工，能夠有效地降低施工風險，保障人員安全。雙護盾TBM外部采用鋼體護盾進行防護，盾體厚度往往可達數厘米，可以對內部的施工人員和機械設備起到很好的防護作用。同時，前端的鋼護盾盾體和后方支護的混凝土管片實現“無縫銜接”，人員和設備不會直接暴露在開挖巖壁之下。當巖爆發生時，無論是發生巖體剝落還是爆裂彈射，盾體和管片都會起到一定防護作用。因此，輕微-中等巖爆對TBM設備、襯砌結構以及內部施工人員的安全影響較小，雙護盾TBM對中低強度的巖爆具有極強的適應能力。

但對于強-極強巖爆而言，盡管盾體和管片起到了一定的阻擋保護作用，當能量過大時，也會對管片和盾體造成一定影響。譬如，受巖爆彈射巖塊沖擊會造成盾體局部變形或管片開裂等現象。更為嚴重的是，崩落的圍巖可能會導致雙護盾TBM被卡，TBM無法正常掘進。若不采取恰當的措施，及時脫困，不僅會延長工期，還很有可能將施工設備埋在隧道內無法取出，造成巨大的損失，錦屏二級水電站地下深部工程被埋TBM就是典型案例。

公開號為CN105781562A的發明專利公開了一種“隧洞掘進機施工時的卡機脫困方法”，發明的技術解決方案包括：第一步，將隧洞掘進機刀盤設成由中心圓面板和沿中心圓面板外緣焊接的側邊面板構成；第二步，隧洞掘進機的護盾采用沿徑向設置的內外兩層結構，內外兩層護盾之間用螺栓連接；內層護盾通過液壓伸縮油缸與隧洞掘進機針梁相連接；第三步，當隧洞掘進機刀盤被卡時，切割刀盤拋棄側邊面板卸下外層護盾，通過液壓伸縮油缸回縮內層護盾，使用拖車將隧洞掘進機整機拖出隧洞外，將新的側邊面板運輸到隧洞內，再將整機重新運輸至隧洞內，在隧洞內完成刀盤的焊接和內外層護盾的連接、安裝，即可重新掘進。該項技術雖然能使隧洞掘進機脫困，但脫困后，拋棄了刀盤側面板和外層護盾，損失較大；流程繁瑣，需要將隧洞掘進機拖出隧道才能實現脫困，影響工期。