[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

本發明公開了一種TBM隧道塌腔回填及超前管棚施工方法，包括首先在隧道外圍地層中用爆破炸藥配合人工擴挖隧道；擴挖完后，在內安裝管棚鉆機臺架與管棚鉆機，并完成洞室上部的鉆孔作業；使用管棚鉆機，向前方塌腔施鉆回填孔，并埋設回填管和排氣管，并分三次進行回填；然后對管棚施工，通過鉆頭反復沖擊巖體形成孔洞；安裝導向管，再采用管棚鉆機進行安設管棚，連接注漿設備對施工完成的管棚進行注漿；注漿時孔口壓入式注漿，初次達到注漿結束標準后，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。本發明通過在塌腔回填、管棚施工及管棚注漿施工方面提出了較為創新性的技術方案和細節措施，保障了施工安全，提高了施工效率。

技術領域

本發明涉及土木工程施工技術領域，具體來說，涉及一種TBM隧道塌腔回填及超前管棚施工方法。

背景技術

隨著信息化的推動和智能化設備的發展，通過TBM進行掘進的隧道工程越來越多，雖采用機械化施工效率高、相對來說減少人力，但施工成本也不低且處理故障較為棘手，加之不良地質條件而引起的種種困難，為行業提出解決TBM掘進隧道施工困難的技術勢在必行。因此本發明基于此問題提出的一種特別適用于解決TBM掘進隧道出現塌腔情況的施工方法。

發明內容

針對相關技術中的上述技術問題，本發明提出一種TBM隧道塌腔回填及超前管棚施工方法，能夠克服現有技術方法的上述不足。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種TBM隧道塌腔回填及超前管棚施工方法，包括以下步驟：

S1: 在護盾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，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，從護盾尾部向前方塌腔施鉆回填孔，并埋設回填管和排氣管，在塌腔預估范圍內采用輕型混凝土分三次進行回填；

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，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。

進一步地，步驟S3中，采用管棚鉆機從護盾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。

進一步地，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。

進一步地，步驟S6中，在為管棚注漿時，管棚內設置的排氣管并兼做洗孔管、射漿管，當通過注漿管注漿時，注漿壓力增大且吃漿量較小，但排氣管無漿液流出時，通過排氣管進行壓入式注漿。

進一步地，步驟S6中，在達到注漿結束標準可以停止注漿時，閉漿前需注入稀漿進行屏漿，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。