CN110145320A - 一种tbm过复杂地质的施工方法 - Google Patents

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洪开荣
王利明
韩伟锋
陈馈
张兵
杨光
杨振兴
张合沛
许华国
高会中
翟乾智
王雅文
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China Railway Tunnel Group Co Ltd CRTG
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China Railway Tunnel Group Co Ltd CRTG
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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
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    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E21D11/105—Transport or application of concrete specially adapted for the lining of tunnels or galleries ; Backfilling the space between main building element and the surrounding rock, e.g. with concrete
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
    • E21D9/087—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a rotary drilling-head cutting simultaneously the whole cross-section, i.e. full-face machines

Abstract

本发明公开了一种TBM过复杂地质的施工方法，首先超前地质预报，根据破碎带的规模采用不同的施工方式。为使TBM在施工时能够安全、顺利的通过断层破碎带，施工中加强超前地质预报，及时探测出断层破碎带位置，规模及水量分布情况，以便在施工中根据破碎带的规模采取不同的应对措施，防止地层发生变形使TBM刀盘被卡，施工过程中减少或防止围岩变形，使TBM缓慢掘进，顺利通过。

Description

一种TBM过复杂地质的施工方法
技术领域
本发明涉及盾构施工技术领域，尤其是涉及一种TBM过复杂地质的施工方法。
背景技术
盾构是一种用于隧道快速修建的先进工程机械，随着国内地铁隧道工程的不断增加，盾构施工的工况越来越复杂。
在地质施工中，会涉及到对不同地质情况的地层进行施工，盾构施工通常按照地层的硬度划分，包括硬岩地层掘进模式和软岩地层掘进模式。但是，实际的施工中，地形非常复杂，在山岭施工过程中，会遇到破碎带、蚀变岩及节理密集带。
在岩体破碎或极破碎地段，不宜使用TBM掘进段，其中除断层可以通过绕道钻爆提前处理外，但是岩体破碎、岩石抗压强度低、地下水丰富等原因，易发生TBM卡机被困事故。
通过蚀变岩地段，段通过花岗岩节理密集带或断层角砾岩地段，岩体极为破碎，自稳能力差，TBM通过时存在一定的风险，例如：开挖后工作面及拱顶坍塌、剥落，将TBM刀盘埋入，刀盘旋转困难，不能顺利通过，完成施工。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种TBM过复杂地质的施工方法。
本申请提供一种TBM过复杂地质的施工方法，包括以下步骤：
S1：超前地质预报：探测断层破碎带位置，规模及水量分布情况；
S2：当破碎带的规模小于第一预定规模时，进入步骤S3；当破碎带的规模大于第一预定规模，小于第二预定规模时，进入步骤S4；当破碎带的规模大于第二预定规模时，进入步骤S5；
S3：采用低转速、低推力、稳步掘进的方法直接通过；
S4：采用架立钢架，挂钢筋网，利用手喷砼系统向坍塌处喷砼及时封闭围岩，以减少围岩暴露时间并形成支护体系；
S5：采用预注化学浆加固地层缓慢通过预案。
可选地，步骤S4中，做超前支架。
可选地，步骤S4中，若所述支护体系或所述超前支架上方围岩垮塌，则用护盾及后方钢拱架背覆槽钢及钢板封闭塌腔，然后注浆固结护盾上方塌落围岩；在钢架背后立模浇筑砼回填，同时对破碎带前方进行注浆预加固地层，以减少或防止围岩变形，然后缓慢掘进通过。
可选地，步骤S5中，采用预注化学浆加固地层缓慢通过预案无法掘进时，采用迂回导坑，对破碎带钻爆法开挖，TBM步进通过。
本发明的技术方案与现有技术相比具有下列优点：
为使TBM在施工时能够安全、顺利的通过断层破碎带，施工中加强超前地质预报，及时探测出断层破碎带位置，规模及水量分布情况，以便在施工中根据破碎带的规模采取不同的应对措施，防止地层发生变形使TBM刀盘被卡，施工过程中减少或防止围岩变形，使TBM缓慢掘进，顺利通过。
具体实施方式
以下结合具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种TBM过复杂地质的施工方法，包括以下步骤：
步骤S1：超前地质预报：探测断层破碎带位置，规模及水量分布情况；
步骤S2：当破碎带的规模小于第一预定规模时，进入步骤S3；当破碎带的规模大于第一预定规模，小于第二预定规模时，进入步骤S4；当破碎带的规模大于第二预定规模时，进入步骤S5；
步骤S3：采用低转速、低推力、稳步掘进的方法直接通过；
步骤S4：采用架立钢架，挂钢筋网，利用手喷砼系统向坍塌处喷砼及时封闭围岩，以减少围岩暴露时间并形成支护体系；
步骤S5：采用预注化学浆加固地层缓慢通过预案。
为使TBM在施工时能够安全、顺利的通过断层破碎带，施工中加强超前地质预报，及时探测出断层破碎带位置，规模及水量分布情况，以便在施工中根据破碎带的规模采取不同的应对措施，防止地层发生变形使TBM刀盘被卡，施工过程中减少或防止围岩变形，使TBM缓慢掘进，顺利通过。
具体的，步骤S4中，做超前支架。
步骤S4中，若所述支护体系或所述超前支架上方围岩垮塌，则用护盾及后方钢拱架背覆槽钢及钢板封闭塌腔，然后注浆固结护盾上方塌落围岩；在钢架背后立模浇筑砼回填，同时对破碎带前方进行注浆预加固地层，以减少或防止围岩变形，然后缓慢掘进通过。
上述各具体的实施方式中，步骤S5中，采用预注化学浆加固地层缓慢通过预案无法掘进时，采用迂回导坑，对破碎带钻爆法开挖，TBM步进通过。
一种具体的实施例如下：
为使TBM在施工时能够安全、顺利的通过断层破碎带，施工中加强超前地质预报，及时探测出断层破碎带位置，规模及水量分布情况，以便在施工中及早采取对策。
断层破碎带规模较小时，采用低转速、低推力、稳步掘进的方法直接通过，围岩出露护盾后及时挂钢筋网，打锚杆，喷砼封闭，根据实际情况架立钢架，减少停机时间，防止地层发生变形使TBM刀盘被卡。
断层破碎带规模为中等规模时，坍塌较为严重，TBM直接掘进无法通过时，采用架立钢架，挂钢筋网，利用手喷砼系统向坍塌处喷砼及时封闭围岩，以减少围岩暴露时间并尽早形成支护体系，必要时可根据设计图纸施做超前支护；
若护盾上方围岩垮塌严重，可利用护盾及后方钢拱架背覆U14槽钢及钢板封闭塌腔，然后注浆固结护盾上方塌落围岩，以便减少往前继续掘进时的掉碴量；对撑靴处坍塌较严重部位，在钢架背后立模浇筑砼回填，同时对破碎带前方进行注浆预加固地层，以减少或防止围岩变形，然后缓慢掘进通过。
断层破碎带规模为较大规模，并伴有裂隙水时，先采用预注化学浆加固地层缓慢通过预案，如无法掘进通过则采用迂回导坑，对破碎带钻爆法开挖，TBM步进通过预案。
以上对本发明所提供的TBM过复杂地质的施工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种TBM过复杂地质的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：超前地质预报：探测断层破碎带位置，规模及水量分布情况；
S2：当破碎带的规模小于第一预定规模时，进入步骤S3；当破碎带的规模大于第一预定规模，小于第二预定规模时，进入步骤S4；当破碎带的规模大于第二预定规模时，进入步骤S5；
S3：采用低转速、低推力、稳步掘进的方法直接通过；
S4：采用架立钢架，挂钢筋网，利用手喷砼系统向坍塌处喷砼及时封闭围岩，以减少围岩暴露时间并形成支护体系；
S5：采用预注化学浆加固地层缓慢通过预案。
2.如权利要求1所述的TBM过复杂地质的施工方法，其特征在于，步骤S4中，做超前支架。
3.如权利要求2所述的TBM过复杂地质的施工方法，其特征在于，步骤S4中，若所述支护体系或所述超前支架上方围岩垮塌，则用护盾及后方钢拱架背覆槽钢及钢板封闭塌腔，然后注浆固结护盾上方塌落围岩；在钢架背后立模浇筑砼回填，同时对破碎带前方进行注浆预加固地层，以减少或防止围岩变形，然后缓慢掘进通过。
4.如权利要求1至3任一项所述的TBM过复杂地质的施工方法，其特征在于，步骤S5中，采用预注化学浆加固地层缓慢通过预案无法掘进时，采用迂回导坑，对破碎带钻爆法开挖，TBM步进通过。
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