[發明專利]一種TBM隧道塌腔回填及超前管棚施工方法

有效

• 申請號: 202110521151.1
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113187498B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 張立龍;郭震;魏飛;譚忠盛;任運仲;肖海暉;周振梁;楊剛;李珂;鄭笑天;朱鵬程;李林峰;曾盼鋒;劉彥章;周發成
• 申請（專利權）人: 中鐵十六局集團第二工程有限公司;中鐵十六局集團有限公司;北京交通大學;新疆額爾齊斯河投資開發（集團）有限公司
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D11/10
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 田磊

1.一種TBM隧道塌腔回填及超前管棚施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1:在護盾(3)的盾尾處隧道外圍地層中，用無聲爆破炸藥配合風鎬人工對隧道進行擴挖，為后續鉆機提供工作間；

S2:擴挖完鉆機工作間后，在工作間內安裝管棚鉆機臺架與管棚鉆機，并通過拱架拼裝器旋轉懸臂梁(13)，帶動鉆機旋轉，完成洞室上部120°范圍內的鉆孔作業；

S3:使用安裝好的管棚鉆機，從護盾(3)尾部向前方塌腔施鉆回填孔，并埋設回填管(25)和排氣管(44)，在塌腔預估范圍內采用輕型混凝土分三次進行回填；采用管棚鉆機從護盾(3)的尾部向前方塌腔施鉆回填孔時，初始鉆孔外傾角為30°，二次鉆孔外傾角為45°，并采用輕型混凝土進行分三次回填；

S4:采用隔孔對管棚施工，并更換進行管棚施工對應的管棚鉆機，更換安裝管棚鉆機后，通過鉆頭反復沖擊巖體形成孔洞，繼而安裝導向管(52)，在模具復核無誤后，采用錨固劑對孔壁與巖體周圍的間隙進行充填；

S5:導向管(52)與巖壁間充填物終凝后，采用管棚鉆機進行安設管棚，管棚內設置小鋼管和鋼筋束作為補強，并采用錨固劑對管棚與導向管(52)之間的空隙進行封堵，待充填物達到終凝后，連接注漿設備對施工完成的管棚進行注漿；

S6:對施工完成的管棚注漿時，要遵循先稀后濃的原則，注漿施工時采用管內大循環施工工藝，孔口壓入式注漿，利用排氣管(44)進行洗孔、排氣、回漿、射漿，注漿過程時刻觀察冒漿、漏漿及注漿參數的情況，初次達到注漿結束標準后，根據屏漿原則進行跟管注漿，并再次達到注漿的結束標準，最終完成管棚注漿施工；所述屏漿的原則是將管棚填充滿為止，閉漿30min后再次對管棚進行注漿，注漿采用稀漿進行灌注，再次達到注漿結束標準后注入雙液漿進行封孔，并關閉注漿閥，完成跟管灌漿；對于冒漿、漏漿的現象，則根據情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌注的措施進行處理；注漿施工時由兩端向拱頂施工，注漿施工分兩序進行灌注，Ⅰ序孔全部灌注完成后灌注Ⅱ序孔，通過Ⅱ序孔的灌漿情況對管棚灌漿情況進行檢驗。

2.根據權利要求1所述的TBM隧道塌腔回填及超前管棚施工方法，其特征在于，步驟S5中，采用管棚鉆機安設管棚，管棚布置是在頂拱120°范圍內，材料選用熱處理調質管。

3.根據權利要求1所述的TBM隧道塌腔回填及超前管棚施工方法，其特征在于，步驟S6中，在為管棚注漿時，管棚內設置的排氣管(44)并兼做洗孔管、射漿管，當通過注漿管(45)注漿時，注漿壓力增大且吃漿量較小，但排氣管(44)無漿液流出時，通過排氣管(44)進行壓入式注漿。

4.根據權利要求1所述的TBM隧道塌腔回填及超前管棚施工方法，其特征在于，步驟S6中，注漿過程若出現漏漿時，通過添加調節劑參量調節漿液配合比與凝結時間，漿液由稀到濃逐級變換。

5.根據權利要求1所述的TBM隧道塌腔回填及超前管棚施工方法，其特征在于，步驟S6中，管棚注漿時，漿液注入率大且若無外漏的情況時，采用分級升壓或間歇升壓法灌注，使灌漿壓力與注入率平衡。