CN114109400A - 隧道施工中tbm脱困处理方法及施工结构 - Google Patents
隧道施工中tbm脱困处理方法及施工结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114109400A CN114109400A CN202111466819.3A CN202111466819A CN114109400A CN 114109400 A CN114109400 A CN 114109400A CN 202111466819 A CN202111466819 A CN 202111466819A CN 114109400 A CN114109400 A CN 114109400A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tunnel
- tbm
- construction
- pilot tunnel
- main
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 13
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 10
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 claims description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 4
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 3
- 241001074085 Scophthalmus aquosus Species 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/003—Linings or provisions thereon, specially adapted for traffic tunnels, e.g. with built-in cleaning devices
-
- 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
- E21D9/001—Improving soil or rock, e.g. by freezing; Injections
-
- 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
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
Abstract
本发明公开了一种隧道施工中TBM脱困处理方法及施工结构，旨在解决TBM脱困处理方法难以施展机械化作业，施工效率低、作业环境较差的技术问题。本发明施工结构包括迂回导洞和钻爆法正洞，所述迂回导洞从受困TBM后方向开挖方向延伸，所述钻爆法正洞为迂回导洞施工绕过不良地质体后向正洞开挖形成。该施工结构通过在TBM后方设置迂回导洞，迂回导洞施工绕过不良地质体后向正洞开挖正洞不良地质体，避免作业机械通过TBM本体设备的困难，有利机械化作业，利于TBM快速通过大型不良地质体，同时迂回导洞和钻爆法正洞施工中设有初期支护及必要的超前支护，能提高施工安全性。
Description
技术领域
本发明涉及盾构施工技术领域，具体涉及一种隧道施工中TBM脱困处理方法及施工结构。
背景技术
TBM是集掘进、出渣、导向、支护和通风防尘等多功能为一体的大型高效隧道施工机械，主要包括敞开式TBM、护盾式TBM；其中，敞开式TBM主要适应于硬岩，能利用自身支撑机构撑紧洞壁以承受向前推进的反作用力及反扭矩的全断面岩石掘进机。然而在盾构掘进施工进程中，往往会不可避免的遭遇到一些不良地质情况，进而造成TBM卡困。
目前，通常采用的TBM脱困处理方法主要有：在TBM的护盾后方超前支护法、TBM护盾上方小导洞法和TBM后方小导洞法；其中，护盾后方超前支护法施工难度较低，但超前支护外插角大（一般大于17°），在刀盘前方加固围岩位置距离刀盘开挖范围远，加固效果较差；TBM护盾上方小导洞法对于短距离不良地质处理效果较好，但对于长段落不良地质体施工效率较低；TBM后方小导洞法对于处理长段落不良地质体具有一定优势，但难以展开大型机械，作业环境较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道施工中TBM脱困处理方法及施工结构，以解决TBM脱困处理方法难以施展机械化作业，施工效率低、作业环境较差的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种处理TBM脱困的隧道施工结构，包括迂回导洞和钻爆法正洞，所述迂回导洞从受困TBM后方向开挖方向延伸，所述钻爆法正洞为迂回导洞施工绕过不良地质体后向正洞开挖形成。
该施工结构通过在TBM后方设置迂回导洞，迂回导洞施工绕过不良地质体后向正洞开挖正洞不良地质体，避免作业机械通过TBM本体设备的困难，有利机械化作业，利于TBM快速通过大型不良地质体，同时迂回导洞和钻爆法正洞施工中设有初期支护及必要的超前支护，能提高施工安全性。
设计一种隧道施工中TBM脱困处理方法，包括如下步骤：
（1）在受困TBM后方施工迂回导洞，其行进方向为正洞侧前方，并对导洞进行初期支护；
（2）迂回导洞向前施工穿越不良地质体后继续向前施工一段距离；
（3）所述导洞迂回进入正洞，并向受困TBM刀盘方向施做正洞，完成钻爆法正洞施工；
（4）受困TBM前方正洞施工完成后，TBM步进通过所述正洞，然后开始掘进前方围岩。
在所述步骤（1）中，所述迂回导洞开口位置选择在TBM后方，开口前对该处及周边径向注浆加固，然后割除开口处受困TBM初期支护。通过选择该迂回导洞开口位置进行迂回导洞施工，可避免机械设备难以进入TBM范围的问题。
在所述步骤（1）中，所述迂回导洞初期支护为锚杆、钢筋网和喷混凝土，必要时沿迂回导洞方向间隔设置的若干个钢架，各钢架之间采用钢筋连接加固，必要时每间隔几处钢架后，向前施工超前支护。通过以上支护措施可确保对迂回导洞的支护效果，避免开挖后的导洞发生大面积垮塌。
在所述步骤（1）中，所述超前支护为朝迂回导洞开挖前方打设的小导管或管棚。
与现有技术相比，本发明的主要有益技术效果在于：
1. 本发明通过在TBM后方沿掘进方向施工迂回导洞，导洞施工绕过不良地质体后向正洞开挖正洞不良地质体，从而有利于TBM脱困，且施工简单便捷，工程量相对较小，与常规在TBM的护盾后方超前支护法、TBM护盾上方小导洞法和TBM后方小导洞法相比，机械化作业程度高，作业效率更高，施工环境更优。
2. 本发明通过选择在TBM后方作为迂回导洞开口位置，开口前对该处及周边径向注浆加固，然后割除开口处TBM初期支护，以避免开挖时发生垮塌；
3. 本发明通过在迂回导洞和钻爆法正洞设置初期支护和必要的超前支护，可确保对迂回导洞钻爆法正洞的支护效果，避免开挖后发生大面积垮塌。
附图说明
图1为本发明中的隧道施工中TBM脱困施工平面示意图。
图2为图1中A-A处迂回导洞断面示意图。
图3为图1中B-B处钻爆法正洞断面示意图。
以上各图，1为TBM，2为TBM法正洞，3为迂回导洞，4为钻爆法正洞，5为不良地质体，6为锚杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
在本发明技术方案的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本申请如涉及“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而非是限定特定的顺序或先后次序。
以下实施例中所涉及的施工设备及工具，如无特别说明，则均为常规设备或工具。
实施例：隧道施工中TBM脱困处理
1.项目概况
大瑞铁路高黎贡山隧道出口段平导采用一台直径6.39m的敞开式硬岩掘进机施工。2019年8月27日，平导TBM掘进至里程PDZK221+481处时出现大推力无法推进现象（该段正常推力为7 000～8000 kN，加大至 12000 kN 仍无法推动，转矩为 980 kN •m，转速为 4r/min)，判断为围岩变形护盾被卡，随后掌子面出现溜坍，大量泥沙状渣体随水流不断从刀盘入口处涌出，造成隧底量积渣。同时，TBM 护盾及盾尾主梁区域拱部围岩出现沉降，拱部岩体问形成错台(4cm)，顶护盾被围岩挤压下沉，盾尾拱架局部出现扭曲变形。
对于本次平导 TBM 卡机，现场采用了在TBM后方右侧增设迂回导坑超前的处理方法，迁回导坑超前平导通过构造带后，平导突涌处水量大幅哀减，同时原有孔内喷涌压力释放消失，钻孔可穿透该不良地层进行超前加固，现场具备了就地脱困的条件并顺利实施完成，实现了TBM 的脱困，本次不良地质处治迂回导坑起到了决定性作用。具体处置工艺流程如下（参见图1至图3）：
（1）在受困TBM后方施工迂回导洞（通过选择该迂回导洞开口位置进行迂回导洞施工，可避免机械设备难以进入TBM范围的问题），开口前对该处及周边径向注浆加固，然后割除开口处受困TBM初期支护；迂回导洞初期支护为锚杆、钢筋网和喷混凝土，必要时沿迂回导洞方向间隔设置的若干个钢架，各钢架之间采用钢筋连接加固，必要时每间隔几处钢架后，向前施工超前支护（朝迂回导洞开挖前方打设的小导管或管棚）；通过以上支护措施可确保对迂回导洞的支护效果，避免开挖后的导洞发生大面积垮塌。
（2）迂回导洞向前施工穿越不良地质体后继续向前施工一段距离；
（3）所述导洞迂回进入正洞，并向受困TBM刀盘方向施做正洞，完成钻爆法正洞施工；
（4）受困TBM前方正洞施工完成后，TBM步进通过所述正洞，然后开始掘进前方围岩。
上面结合附图和实施案例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者是对相关部件、结构及材料进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。
Claims (6)
1.一种处理TBM脱困的隧道施工结构，其特征在于，包括迂回导洞和钻爆法正洞，所述迂回导洞从受困TBM后方向开挖方向延伸，所述钻爆法正洞为迂回导洞施工绕过不良地质体后向正洞开挖形成。
2.一种隧道施工中TBM脱困处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）在受困TBM后方施工迂回导洞，其行进方向为正洞侧前方，并对导洞进行初期支护；
（2）迂回导洞向前施工穿越不良地质体后继续向前施工一段距离；
（3）所述导洞迂回进入正洞，并向受困TBM刀盘方向施做正洞，完成钻爆法正洞施工；
（4）受困TBM前方正洞施工完成后，TBM步进通过所述正洞，然后开始掘进前方围岩。
3.根据权利要求1所述的隧道施工中TBM脱困处理方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述迂回导洞开口位置选择在TBM后方，开口前对该处及周边径向注浆加固，然后割除开口处受困TBM初期支护。
4.根据权利要求1所述的隧道施工中TBM脱困处理方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述迂回导洞初期支护为锚杆、钢筋网和喷混凝土。
5.根据权利要求4所述的隧道施工中TBM脱困处理方法，其特征在于，沿迂回导洞方向间隔设置若干个钢架，各钢架之间采用钢筋连接加固，每间隔几处钢架后，向前施工超前支护。
6.根据权利要求5所述的隧道施工中TBM脱困处理方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述超前支护为朝迂回导洞开挖前方打设的小导管或管棚。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111466819.3A CN114109400A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 隧道施工中tbm脱困处理方法及施工结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111466819.3A CN114109400A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 隧道施工中tbm脱困处理方法及施工结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114109400A true CN114109400A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=80366861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111466819.3A Pending CN114109400A (zh) | 2021-12-03 | 2021-12-03 | 隧道施工中tbm脱困处理方法及施工结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114109400A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106522963A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-03-22 | 中铁十八局集团有限公司 | 一种tbm隧洞施工卡机脱困方法 |
| CN109555528A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-02 | 中铁二十局集团有限公司 | 穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖及支护方法 |
| CN110410095A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-05 | 中铁隧道局集团有限公司 | Tbm隧洞施工用物料渣土运输方法 |
| CN111119913A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-05-08 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种隧道施工中tbm脱困处理方法及隧道施工结构 |
| CN112502719A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-03-16 | 中铁隧道局集团有限公司 | Tbm施工通过高压富水蚀变透镜体的方法 |
| WO2021073497A1 (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-22 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种基于扭推比的破碎地层tbm卡机风险预警方法 |
-
2021
- 2021-12-03 CN CN202111466819.3A patent/CN114109400A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106522963A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-03-22 | 中铁十八局集团有限公司 | 一种tbm隧洞施工卡机脱困方法 |
| CN109555528A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-04-02 | 中铁二十局集团有限公司 | 穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖及支护方法 |
| CN110410095A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-11-05 | 中铁隧道局集团有限公司 | Tbm隧洞施工用物料渣土运输方法 |
| WO2021073497A1 (zh) * | 2019-10-18 | 2021-04-22 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种基于扭推比的破碎地层tbm卡机风险预警方法 |
| CN111119913A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-05-08 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种隧道施工中tbm脱困处理方法及隧道施工结构 |
| CN112502719A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-03-16 | 中铁隧道局集团有限公司 | Tbm施工通过高压富水蚀变透镜体的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111119913A (zh) | 一种隧道施工中tbm脱困处理方法及隧道施工结构 | |
| CN103306687B (zh) | 软岩隧道长悬臂水平旋喷变形控制施工方法 | |
| CN102619513B (zh) | 同在原岩中布置底部出矿结构的房柱式中深孔充填采矿法 | |
| CN106522963A (zh) | 一种tbm隧洞施工卡机脱困方法 | |
| CN103382844B (zh) | 一种履带式液压组合支架临时支护与永久支护平行作业掘进工艺及设备 | |
| CN111472801A (zh) | 浅埋暗挖排水廊道下穿既有线的施工方法 | |
| CN102359379A (zh) | 环形盾构机及隧道施工方法 | |
| CN107355226A (zh) | Tbm施工隧洞断层破碎带洞段处理结构 | |
| CN109578007B (zh) | 穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖及排水施工方法 | |
| CN109139028B (zh) | 一种弧形切削的盾构机刀盘 | |
| CN111927482A (zh) | 一种可用于硬岩地层的异形全断面掘进机 | |
| CN111441786A (zh) | 一种应用于异形断面隧道的掘进机 | |
| CN210564541U (zh) | 一种快速掘进机 | |
| CN113153295A (zh) | 极厚硬煤开采方法 | |
| CN105909262B (zh) | 一种暗挖隧道掘进方法 | |
| CN113389566B (zh) | 一种crd法向双侧壁导坑法快速扩挖及转换的施工方法 | |
| CN111636821B (zh) | 一种离子型稀土矿水平导流孔的成孔方法 | |
| US20190376257A1 (en) | Grooving Device for Underground Structures and Its Construction Method | |
| CN113187499A (zh) | 一种风化蚀变带tbm卡机脱困方法 | |
| CN210919066U (zh) | 综放工作面煤顶下一体化掘进装置 | |
| CN109882189B (zh) | 一种适用于断层破碎带的马蹄形半断面盾构机及施工方法 | |
| CN116804369A (zh) | 一种tbm穿越不良地层组合施工方法 | |
| CN218934444U (zh) | 冻土地区高压水平旋喷桩隧道加固结构 | |
| CN114109400A (zh) | 隧道施工中tbm脱困处理方法及施工结构 | |
| CN108952715B (zh) | 一种倾斜厚/特厚煤层巷顶沿空掘巷顶煤支护加固方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |