CN116804369A - 一种tbm穿越不良地层组合施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TBM穿越不良地层组合施工方法，采用各种组合技术措施探明和加固TBM刀盘前方不良地层，从而使得TBM在不良地层中安全、快速的掘进。所述各种组合技术措施包含长距离超前水平定向钻、强支护、组合钢拱架支护、化学灌浆加固、护盾顶部超前大管棚加固。对易发生坍塌、突水、涌水不良地层进行提前泄水及探明地质，在TBM掘进至不良地层之前采用超前水平钻进行超前探孔，根据超前探孔的结果对刀盘前方掌子面采取化学灌浆、护盾顶部超前大管棚预加固技术措施加固围岩，在掘进过程中采取强支护、组合钢拱架支护技术措施，使得TBM安全、快速的通过不良地层。

Description

一种TBM穿越不良地层组合施工方法

技术领域

本发明属于长大隧道TBM施工技术领域，具体涉及一种TBM穿越不良地层组合施工方法。

背景技术

在敞开式TBM施工隧洞中，经常遇到断层、突涌水、软岩大变形不良地层的施工问题，但是由于TBM的结构和施工特性，其受困于断层、突涌水、软岩大变形、不良地层后的处理难度要远大于钻爆法施工隧洞，不仅会造成工期延误，还可能使敞开式TBM受损，甚至可能造成TBM施工失败。

TBM为一种硬岩掘进机，一般配置有锚杆钻机、钢拱拼装机、喷射混凝土系统初期支护设备，但其穿越断层、突涌水、软岩大变形、不良地层段支护作业的缺点仍较为突出，支护时间滞后、耗时过长、护盾附近施工安全保障度低，支护作业难度大，极易出现卡机现象。在TBM穿越断层、突涌水、软岩大变形、不良地层中掘进由于巨大的石块阻力、水压力作用下，致使TBM刀盘扭矩极具增大、油缸推力迅速降低，皮带机运输压力增大。出现以上现象，极易造成进渣量大压死皮带被迫停机，严重者护盾顶部大规模坍塌损坏L1区液压设备、TBM卡机、突涌水事故情况。

针对坍塌地层中通常在护盾尾部增加钢筋排储存仓，钢筋排一端安装在储存仓中一端焊接在型钢拱架上，随着TBM的掘进钢筋排被脱出，来拦截TBM掘进过程中坍塌的石块，钢筋排TBM掘进小的坍塌掉块能起到较好的拦截作用，但是对于中到大的坍塌掉块，致使钢筋排的刚度不足以支撑坍塌较石块在重力作用对钢筋排的冲击力，致使其变形从而存在二次坍塌的风险。

针对卡机采取通过护盾与围岩之间钻爆法施工小导洞的方式进入刀盘内部，对其实施扩挖脱困，或者松开TBM后配套桥架及后配套台车，减少TBM掘进的后拉力，持续增大主推油缸的推力台克服卡机时护盾与围岩面的摩擦力，这种脱困的方式对机械自身损害大，失败的可能性较大，小导洞施工处理工程量大、施工周期长、安全风险高。

在突涌水地层中通常后退刀盘，人工施工小导洞进入刀盘与掌子面之间，实施帷幕注浆止水，在环状围岩开挖面周围无任何防护，安全风险高、施工工序繁杂、耗时长。

鉴于上述背景技术中TBM穿越断层、突涌水、软岩大变形、不良地层的掘进机支护，还需要进一步的探讨和研究，以实现TBM穿越不良地层安全、高效施工的目的。

发明内容

本发明目的在于提供一种TBM穿越不良地层组合施工方法，以解决上述问题，实现TBM穿越不良地层安全、高效施工的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种TBM穿越不良地层组合施工方法，包括：

步骤一：TBM正常掘进不停机的情况下，在TBM刀盘掘进至不良地层之前采用长距离超前水平定向钻对不良地层中坍塌、涌水、突泥段实施超前钻孔，从而进行泄水及探明地质。

其中超前水平定向钻钻孔轨迹穿越TBM掘进隧道不良地层端头与TBM刀盘之间，且与TBM掘进隧道一侧拱腰相交后再平行于TBM掘进隧道纵向平行钻进。超前水平定向钻轨迹与TBM掘进隧道一侧拱腰相交的高度在仰拱块以上100cm。超强水平定向钻平行于TBM掘进隧道纵向平行钻进至少超不良地层端头100m。

超前水平定向钻具有超前泄水兼有超前地质探孔的作用。根据超前水平定向钻钻进时的钻进扭矩、钻进时间判断围岩的坚硬程度。时间越长对应的岩石硬度越大，时间越短对应岩石硬度越小，时间与硬度总体上呈现正相关关系。总体扭矩之较大，剔除钻头磨损影响因素，根据以往岩石钻进经验，推断岩石属于坚硬岩。借助井下电视探明不良地层围岩及含水量。

以下为常见围岩裂隙情形及其处置措施：

若围岩裂隙稍发育，较破碎，碎裂状结构，含少量裂隙水，处于弱富水区，同时TBM掘进过程中护盾顶部塌方速度较慢，形成有限空腔，采取强支护通过。

若围岩裂隙发育，破碎，镶嵌碎裂状结构，含少量裂隙水，处于弱富水区，同时TBM掘进过程中护盾顶部塌方速度较快且有大量掉块，形成有限空腔，采取组合钢拱架支护通过。

若裂隙稍发育，较破碎，碎裂状结构，含大量裂隙水，处于中强富水区，同时TBM掘进过程中护盾顶部塌方速度较快且有大量掉块，形成有限空腔并有线性流水，采取化学灌浆加固+强支护措施通过。

若围岩裂隙发育，破碎，镶嵌碎裂状结构，含大量裂隙水，处于中强富水区，同时TBM掘进过程中护盾顶部塌方速度较快且有大量掉块，形成大空腔无限空腔并有淋雨状滴状出水，围岩局部收敛，采取化学灌浆＋组合式钢拱架支护措施通过。

若围岩裂隙极发育，极破碎，镶嵌碎裂状结构，局部含少量裂隙水，处于弱富水区，同时TBM掘进过程中护盾顶部塌方速度较慢，形成有限空腔，局部有线性流水，且围岩收敛造成卡机，采取化学灌浆加固+强支护措施通过。

若围岩裂隙极发育，极破碎，镶嵌碎裂状结构，局部含少量裂隙水，处于弱富水区，同时TBM掘进过程中护盾顶部塌方速度较快且有大量掉块，形成无限空腔围岩收敛卡机，采取超前管棚预注浆加固+组合式钢拱架。

若围岩裂隙极发育，极破碎，镶嵌碎裂状结构，含大量裂隙水，处于强富水区，同时TBM掘进过程中护盾顶部塌方速度较慢且有少量掉块，形成有限空腔，围岩收敛卡机。

步骤二：TBM掘进至不良地层之前采用超前水平定向钻实施超前探孔，根据探孔的结果，对TBM刀盘前方掌子面采取化学灌浆、护盾顶部超前大管棚技术措施预加固围岩。

TBM掘进至不良地层之前拆除刀盘上的任意刀具，超前钻机通过刀舱、刀具孔对刀盘前方掌子面实施超前探孔。

超前探孔过程中进行取芯，根据芯样的完整程度来判断刀盘前方掌子面围岩状况，为预加固及支护措施提供参考依据。第N+1段超前探孔与第N段超前探孔至少搭接5m。

化学灌浆施工步骤如下：

S1：施工准备。施工准备，包含设备及材料准备工作、作业环境准备工作。

T1：设备及材料准备工作，包含钻孔设备、化灌泵、化灌材料。化罐材料根据加固地层的松散度、环境温度及有无地下水出流待情况进行选择，并根据洞内温度对材料添加剂进行调整。

T2：作业环境的准备工作，包含刀盘内清理以及在护盾尾部搭设钻孔工作平台。利用主机主梁搭设钻机临时操作平台。

S2：化学灌浆孔布置。化学灌浆孔利用TBM刀盘上的刀具孔、护盾上的预留孔作为化学灌浆孔。

S3：钻孔及清孔。钻孔采用导轨式钻机、钻爆法手风钻成孔。清孔，钻孔完成后采用高压风清孔。

S4：安装锚杆。化学灌浆锚杆为玻璃纤维锚杆。每成孔一处安装一根玻璃纤维锚杆，玻璃纤维锚杆安装完成后及时封堵锚杆外壁与围岩之间的间隙。

S5：连接化罐泵及注浆管路进行注浆。具体步骤如下：

T1：选取代表性的玻璃纤维锚杆进行压水试验，进一步检查灌浆管路的可靠性，同时确定静水压力，从而根据规范确定注浆的初始压力和终止压力。注浆初始压力为静水压力的1.2～1.5倍。终压为静水压力2～3倍。

在正式的灌浆前，选取具有代表性的玻璃纤维锚杆进行试注，过程中不断地优化注浆压力、浆液的配合比相关技术指标，以达到良好的注浆效果。

T2：全段式灌浆，辅以分段式前进注浆。

在正常情况下，区间全区域采用全段式灌浆。

在钻孔时遇到夹泥层或者涌水，应立即停止钻孔，采取前进式注浆，直至设计注浆深度。

注浆顺序，按照“由内及外、由低到高、先侧墙后拱部、同环孔间隔实施”的原则左右对称灌浆。

灌浆速度，化学浆液通常情况下，开灌速度选择中低速，考虑注浆速度为10～120Lmin左右。确认掌子面工作正常、无返浆现象时可适当提高灌浆速度。当灌浆压力升高和有返浆现象时，根据施工情况逐步降低灌浆速度。

S5：闭浆及单孔灌浆结束的标准

闭浆液标准，直到掌子面表面有浆液溢出；注浆压力大幅度升高，说明均达到闭浆条件。

单孔灌浆结束标准，是在低速灌浆情况下，化学浆液从掌子面的裂隙和注浆管四周渗流返回时，或单孔单延米灌浆量达到200kg时，停止灌浆，该灌注孔灌浆完成。

循环化学灌浆纵向长度为N，化学灌浆后TBM掘进长度N-n，预留长度n不掘进作为下一循环TBM掘进循环搭接。

超前管棚施工步骤如下：

S1：管棚钻机工作间扩挖。

第N个管棚钻机工作间位于护盾尾部端头，为L×B×H（纵×环×深）的弧形导坑，角度为α，可采用手风钻配合锚杆钻机开挖。

扩挖部位围岩较好可直接开挖，开挖完成后采用喷锚网支护。

扩挖部位围岩较差，先加固后开挖。

第N+1个管棚钻机工作间扩挖时对第N个管棚钻机工作间露出的管棚进行割除，并进行标记，管棚钻孔施工时根据标识适当进行孔位调整。

S2：管棚钻机安装。

在主梁上焊接加工N个弧形梁，弧形梁使用型钢拱架加工。

钻机托板使用厚度为h的钢板加工制作，在钻机托板上开N个孔径为B的孔径，使用高强度U型螺栓安装固定管棚钻机。

管棚钻机通过N个悬臂梁与拱架拼装机固定，通过拱架拼装机旋转带动悬臂梁旋转，悬臂梁带动管棚钻机旋转，完成扩挖工作间间α角度范围内的钻孔作业。

S3：管棚钻孔及清孔。

管棚长度为L、内径为D的无缝钢管，外倾角为β，按照环向间距B布置在管棚钻机工作间内，管棚端头加工成锥形，四周设置直径为d的溢浆孔，尾部L′不设置溢浆孔。

钻孔直径为D′＞管棚内径D。

管棚钻孔采用跟管钻进工艺，钻进至设计深度后高压风清孔，封堵管棚外壁与岩壁间的空隙。

管棚清孔完成后，内部安装小直径钢筋笼。

S3：管棚注浆。

管棚钻孔、注浆施工采用隔孔施作。

无水和孔口滴渗水孔段采用水泥浆灌注，孔口线流孔段采用HC浆液灌注，孔口强渗水和突涌水孔段采用膏状C-GT1堵水浆材。

注浆施工遵循“先稀后浓、先单液后双液”的原则。

管棚注浆施工由两侧向拱顶施工，先注浆2n数孔，再注2n+1数孔，2n+1数孔注浆时可对位2n数孔注浆情况的检查；或者先注2n+1数孔，再注2n数孔，2n数孔注浆时可对位2n+1数孔注浆情况的检测。

S5：扩挖段回填及TBM掘进。

管棚施工完成后，对扩挖工作间按设计断面支护衬砌结构进行施工，即由外向内径向依次为：混凝土回填→密集钢筋网片→型钢拱架→喷射混凝土。型钢拱架间采用钢构件环向间距L进行连接，其中L≤80cm。

步骤三：在TBM掘进过程中，采取强支护、组合钢拱架支护的技术措施，使得TBM安全、快速的通过不良地层

强支护衬砌结构径向由外向内依次为：轻质材料或混凝土充填→条形钢板密排→型钢拱架→喷射混凝土。强支护施工步骤如下：

S1：TBM停止掘进，拱架拼装机拼装并定位第N环型钢拱架。

S2：护盾顶部α范围内第N环型钢拱架顶部焊接第n块条形钢板，n块条形钢板的另一端与第N+1环型钢拱架焊接。条形钢板尺寸为L×B×h，长×宽×厚，长度L方向沿着隧道掘进方向敷设，第n+1块条形钢板环向紧邻第n块条形钢板设置，依此类推在第N环型钢拱架顶部α角度范围内安装剩余数块条形钢板，条形钢板上设置有数个注浆孔；

S3：TBM护盾内侧利用拱架拼装机拼装第N+1环型钢拱架，第N+1环型钢拱架顶部的1/3紧贴第N环型钢拱架顶部安装的条形钢板的一端，TBM向前掘进的同时，第N+1环型钢拱架相对后移脱出护盾内侧，当掘进一个循环后拱架拼装机撑圆第N环型钢拱架至设计内弧面，并且与数块条形钢板焊接牢固。第N+1环型钢拱架与第N环型钢拱架之间环向采用钢构件连接；

S4：第N+1环、第N环型钢拱架至喷混区时，注浆孔内插入注浆管钢管，连接注浆管路，空腔内部依次充填混凝土、轻质材料，喷混系统喷射混凝土至设计厚度。

组合钢拱架支护施工步骤如下：

S1：TBM停止掘进，第N环的组合钢拱架的1个顶面组合钢拱架、2个侧面组合钢拱架、1个底面组合钢拱架运输至拱架拼装机处，利用拱架拼装机在护盾内部拼装成圆并固定。顶面组合钢拱架的弧形钢板上预留注浆孔。

S2：TBM开始掘进，拱架拼装机支撑拼装成圆的第N环组合钢拱架缓慢的漏出护盾。

S3：TBM掘进至一个循环后停止掘进，底面组合钢拱架钢板面与岩壁之间安装数块钢垫块，2个侧面组合钢拱架最底部加劲肋处施工至少2根锁脚锚杆。

S4：随后紧贴第N环组合钢拱架拼装并安装第N+1环组合钢拱架。第N+1环组合钢拱架与第N环组合钢拱架通过预留插销口采用插销连接。

S5：启用应急喷混系统，2个侧面组合钢拱架喷射混凝土至设计厚度。

S6：TBM掘进，同时拆除底面组合钢拱架的可拆卸加劲肋，安装仰拱块，并经仰拱块注浆孔注入细石混凝土。

S7：经过顶面组合钢拱架上的弧形钢板预留孔插入注浆孔，插入注浆管路，空腔内部充填混凝土及轻质材料，L2区喷混系统喷射混凝土时设计厚度。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.在TBM掘进至不良地层之前，采取长距离超前水平定向钻技术，钻孔轨迹先是垂直与TBM掘进隧道后平行于TBM掘进隧道钻进，该长距离水平定向钻有超前泄水兼有超前地质探孔的作用，最后通过井下电视观察和分析孔内地质情况，为TBM通过断层破碎带提前采取合理应对措施提供依据。

2.针对无搭载超前地质预报功能的敞开式TBM，采用大功率、大扭矩超前钻机，通过机头架尾部主梁上或者主梁下部刀舱、刀具预留孔对刀盘掌子面实施超前钻孔，进一步探明刀盘前方掌子面的围岩地质在情况，指导TBM快速、高效的掘进。

3.针对TBM穿越不良地层，取消了初期支护中的系统锚杆，省去了系统锚杆的施工工序，节约了时间，减少对破碎地层破碎围岩的进一步破坏，加快了施工进度。对的围岩立即采用钢板进行遮盖，拦截坍塌掉块的石渣防止二次塌方。

4.针对无钢筋排功能或者有钢筋排但钢筋排强度不足以抵抗断层坍塌地层中掉落石块的冲击力，提出了化学灌浆+强制或组合钢拱架的组合支护措施，施工安全可靠，安全风险低，减少了掘进过程中坍塌掉块的石块对人员和设备的损伤。同时避免了大断层导致的坍塌进渣量过大压死皮带、松散料块度大造成刀盘阻矩过大、持续进渣有无限塌腔趋势、机头趋势失控、护盾后方支护及撑靴支护工作量大、卡盾种种原因导致的停机。

5.组合钢拱的支护措施中组合式钢拱架由多个相邻环向连接成整体的组合式钢拱架所组成的强大支护结构，集型钢拱架、钢筋网片、钢筋排的组合式支护功能，且有强度大刚度大纵向整体稳定性好承载能力大的优点，能够在较大的坍塌石块重力的冲击不变形而保持稳定，对塌方体形成了有效的支护体系，防止坍塌体继续向外部扩展的可能性，同时能够提高TBM在不良地质段的安全性与掘进效率。

6.通过强支护、组合钢拱架的手段，在TBM掘进过程中即可进行支护，封闭坍塌体，对坍塌掉落的石块可以做到有效的拦截，减少了施工人员的安全风险，节约了掉落石块损坏机械设备而停机修复的时间。通过预加固及加强支护的组合措施，保证了初期支护的施工质量，提高TBM在不良地层中的掘进效率，节约掘进工期。

7.通过化学灌浆、大管棚的预加固措施，降低了TBM在软岩大变形、坍塌地层掘进过程中卡机的风险，同时有效的封堵裂隙水，可以实现短暂时间快速的改良地层，避免了长时间停机导致掌子面及护盾顶部持续坍塌，具有处理速度快的特点，实现TBM掘进过程中的本质安全，节约了卡机处理的一切费用。

8.在中富水区地层中以刀盘作为“防护盘”，通过刀舱、预留刀孔向掌子面实施化学灌浆形成止水帷幕，进一步避免了突涌水的风险，无需后退刀盘，人员施工小导洞进入无任何防护的掌子面前方实施帷幕注浆止水，安全风险低、止水质量可靠、施工组织简单，耗时短。

9.通过化学灌浆、护盾顶部大管棚加固的预加固措施快速改善围岩，后支护采取强支护、组合钢拱架的支护方式拦截坍塌的石块，预加固与后支护两者有针对性的结合技术措施避免了突涌水事故的发生，减少了因为进碴量过大压死皮带、松散料块度大造成刀盘阻矩过大、持续进碴有无限塌腔趋势、机头趋势失控、护盾后支护及撑靴支护工作量大、卡机原因而被迫停机影响TBM的正常掘进，具有施工工期短、投入成本低的特点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1 本发明实施例中敞开式TBM示意图；

图2 本发明实施例中敞开式TBM组合钢拱架衬砌横断面图；

图3 本发明实施例中敞开式TBM组合钢拱架衬砌侧面图；

图4 本发明实施例中组合钢拱架示意图；

图5 本发明实施例中敞开式TBM强支护横断面图；

图6 本发明实施例中敞开式TBM强支护侧面图；

图7 本发明实施例中敞开式TBM化学灌浆纵断面图；

图8 本发明实施例中敞开式TBM化学灌浆横断面图；

图9 本发明实施例中敞开式TBM超前管棚施工纵断面图；

图10 本发明实施例中敞开式TBM超前管棚施工横断面图；

图11为本发明流程图。

图中，1-刀盘；2-护盾；3-拱架拼装机；4-锚杆钻机；5-应急喷混系统；6-撑靴；7-服务梁；8-仰拱块；9-喷混系统；10-空腔岩壁；11-轻质材料；12-混凝土；13-注浆孔；14-开挖岩壁；15-组合钢拱架；16-钢垫块；17-锁脚锚杆；18-细石混凝土；19-注浆孔；20-复合式防水层；21-土工布；22-防水板；23-防水板；24-顶面组合钢拱架；25-侧面组合钢拱架；26-底面组合钢拱架；27-钢板；28-插销口；29-插销；30-加劲肋；31-可拆卸加劲肋；32-条形钢板；33-型钢拱架；34-钢构件；35-喷射混凝土；36-水平定向钻；37-主梁；38-护盾预留孔；39-刀具孔；40-玻璃纤维锚杆；41-管棚钻机工作间；42-管棚钻机；43-托板；44-弧形梁；45-悬臂梁；46-无缝钢管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。

根据图1-11所示，一种TBM穿越不良地层组合施工方法，包括：

步骤一：TBM正常掘进不停机的情况下，在TBM刀盘1掘进至不良地层之前采用长距离超前水平定向钻36对不良地层中坍塌、涌水、突泥段实施超前钻孔，从而进行泄水及探明地质。

其中超前水平定向钻36钻孔轨迹穿越TBM掘进隧道不良地层端头与TBM刀盘1之间，且与TBM掘进隧道一侧拱腰相交后再平行于TBM掘进隧道纵向平行钻进。超前水平定向钻36轨迹与TBM掘进隧道一侧拱腰相交的高度在仰拱块8以上100cm。超强水平定向钻36平行于TBM掘进隧道纵向平行钻进至少超不良地层端头100m。

超前水平定向钻36具有超前泄水兼有超前地质探孔的作用。根据超前水平定向钻36钻进时的钻进扭矩、钻进时间判断围岩的坚硬程度。时间越长对应的岩石硬度越大，时间越短对应岩石硬度越小，时间与硬度总体上呈现正相关关系。总体扭矩之较大，剔除钻头磨损影响因素，根据以往岩石钻进经验，推断岩石属于坚硬岩。借助井下电视探明不良地层围岩及含水量。

以下为常见围岩裂隙情形及其处置措施：

若围岩裂隙稍发育，较破碎，碎裂状结构，含少量裂隙水，处于弱富水区，同时TBM掘进过程中护盾2顶部塌方速度较慢，形成有限空腔，采取强支护通过。

若围岩裂隙发育，破碎，镶嵌碎裂状结构，含少量裂隙水，处于弱富水区，同时TBM掘进过程中护盾2顶部塌方速度较快且有大量掉块，形成有限空腔，采取组合钢拱架15支护通过。

若裂隙稍发育，较破碎，碎裂状结构，含大量裂隙水，处于中强富水区，同时TBM掘进过程中护盾2顶部塌方速度较快且有大量掉块，形成有限空腔并有线性流水，采取化学灌浆加固+强支护措施通过。

若围岩裂隙发育，破碎，镶嵌碎裂状结构，含大量裂隙水，处于中强富水区，同时TBM掘进过程中护盾2顶部塌方速度较快且有大量掉块，形成大空腔无限空腔并有淋雨状滴状出水，围岩局部收敛，采取化学灌浆＋组合式钢拱架支护措施通过。

若围岩裂隙极发育，极破碎，镶嵌碎裂状结构，局部含少量裂隙水，处于弱富水区，同时TBM掘进过程中护盾2顶部塌方速度较慢，形成有限空腔，局部有线性流水，且围岩收敛造成卡机，采取化学灌浆加固+强支护措施通过。

若围岩裂隙极发育，极破碎，镶嵌碎裂状结构，局部含少量裂隙水，处于弱富水区，同时TBM掘进过程中护盾2顶部塌方速度较快且有大量掉块，形成无限空腔围岩收敛卡机，采取超前管棚预注浆加固+组合式钢拱架。

若围岩裂隙极发育，极破碎，镶嵌碎裂状结构，含大量裂隙水，处于强富水区，同时TBM掘进过程中护盾2顶部塌方速度较慢且有少量掉块，形成有限空腔，围岩收敛卡机。

步骤二：TBM掘进至不良地层之前采用超前水平定向钻36实施超前探孔，根据探孔的结果，对TBM刀盘1前方掌子面采取化学灌浆、护盾2顶部超前大管棚技术措施预加固围岩。

TBM掘进至不良地层之前拆除刀盘1上的任意刀具，超前钻机通过刀舱、刀具孔39对刀盘1前方掌子面实施超前探孔。

超前探孔过程中进行取芯，根据芯样的完整程度来判断刀盘1前方掌子面围岩状况，为预加固及支护措施提供参考依据。第N+1段超前探孔与第N段超前探孔至少搭接5m。

化学灌浆施工步骤如下：

S1：施工准备。施工准备，包含设备及材料准备工作、作业环境准备工作。

T1：设备及材料准备工作，包含钻孔设备、化灌泵、化灌材料。化罐材料根据加固地层的松散度、环境温度及有无地下水出流待情况进行选择，并根据洞内温度对材料添加剂进行调整。

T2：作业环境的准备工作，包含刀盘1内清理以及在护盾2尾部搭设钻孔工作平台。利用主机主梁37搭设钻机临时操作平台。

S2：化学灌浆孔布置。化学灌浆孔利用TBM刀盘1上的刀具孔39、护盾2上的预留孔作为化学灌浆孔。

S3：钻孔及清孔。钻孔采用导轨式钻机、钻爆法手风钻成孔。清孔，钻孔完成后采用高压风清孔。

S4：安装锚杆。化学灌浆锚杆为玻璃纤维锚杆40。每成孔一处安装一根玻璃纤维锚杆40，玻璃纤维锚杆40安装完成后及时封堵锚杆外壁与围岩之间的间隙。

S5：连接化罐泵及注浆管路进行注浆。具体步骤如下：

T1：选取代表性的玻璃纤维锚杆40进行压水试验，进一步检查灌浆管路的可靠性，同时确定静水压力，从而根据规范确定注浆的初始压力和终止压力。注浆初始压力为静水压力的1.2～1.5倍。终压为静水压力2～3倍。

在正式的灌浆前，选取具有代表性的玻璃纤维锚杆40进行试注，过程中不断地优化注浆压力、浆液的配合比相关技术指标，以达到良好的注浆效果。

T2：全段式灌浆，辅以分段式前进注浆。

在正常情况下，区间全区域采用全段式灌浆。

在钻孔时遇到夹泥层或者涌水，应立即停止钻孔，采取前进式注浆，直至设计注浆深度。

注浆顺序，按照“由内及外、由低到高、先侧墙后拱部、同环孔间隔实施”的原则左右对称灌浆。

灌浆速度，化学浆液通常情况下，开灌速度选择中低速，考虑注浆速度为10～120Lmin左右。确认掌子面工作正常、无返浆现象时可适当提高灌浆速度。当灌浆压力升高和有返浆现象时，根据施工情况逐步降低灌浆速度。

S5：闭浆及单孔灌浆结束的标准

闭浆液标准，直到掌子面表面有浆液溢出；注浆压力大幅度升高，说明均达到闭浆条件。

单孔灌浆结束标准，是在低速灌浆情况下，化学浆液从掌子面的裂隙和注浆管四周渗流返回时，或单孔单延米灌浆量达到200kg时，停止灌浆，该灌注孔灌浆完成。

循环化学灌浆纵向长度为N，化学灌浆后TBM掘进长度N-n，预留长度n不掘进作为下一循环TBM掘进循环搭接。

超前管棚施工步骤如下：

S1：管棚钻机工作间41扩挖。

第N个管棚钻机工作间41位于护盾2尾部端头，为L×B×H（纵×环×深）的弧形导坑，角度为α，可采用手风钻配合锚杆钻机4开挖。

扩挖部位围岩较好可直接开挖，开挖完成后采用喷锚网支护。

扩挖部位围岩较差，先加固后开挖。

第N+1个管棚钻机工作间41扩挖时对第N个管棚钻机工作间41露出的管棚进行割除，并进行标记，管棚钻孔施工时根据标识适当进行孔位调整。

S2：管棚钻机42安装。

在主梁37上焊接加工N个弧形梁44，弧形梁44使用型钢拱架33加工。

钻机托板43使用厚度为h的钢板27加工制作，在钻机托板43上开N个孔径为B的孔径，使用高强度U型螺栓安装固定管棚钻机42。

管棚钻机42通过N个悬臂梁45与拱架拼装机3固定，通过拱架拼装机3旋转带动悬臂梁45旋转，悬臂梁45带动管棚钻机42旋转，完成扩挖工作间间α角度范围内的钻孔作业。

S3：管棚钻孔及清孔。

管棚长度为L、内径为D的无缝钢管46，外倾角为β，按照环向间距B布置在管棚钻机工作间41内，管棚端头加工成锥形，四周设置直径为d的溢浆孔，尾部L′不设置溢浆孔。

钻孔直径为D′＞管棚内径D。

管棚钻孔采用跟管钻进工艺，钻进至设计深度后高压风清孔，封堵管棚外壁与岩壁间的空隙。

管棚清孔完成后，内部安装小直径钢筋笼。

S3：管棚注浆。

管棚钻孔、注浆施工采用隔孔施作。

无水和孔口滴渗水孔段采用水泥浆灌注，孔口线流孔段采用HC浆液灌注，孔口强渗水和突涌水孔段采用膏状C-GT1堵水浆材。

注浆施工遵循“先稀后浓、先单液后双液”的原则。

管棚注浆施工由两侧向拱顶施工，先注浆2n数孔，再注2n+1数孔，2n+1数孔注浆时可对位2n数孔注浆情况的检查；或者先注2n+1数孔，再注2n数孔，2n数孔注浆时可对位2n+1数孔注浆情况的检测。

S5：扩挖段回填及TBM掘进。

管棚施工完成后，对扩挖工作间按设计断面支护衬砌结构进行施工，即由外向内径向依次为：混凝土12回填→密集钢筋网片→型钢拱架33→喷射混凝土35。型钢拱架33间采用钢构件34环向间距L进行连接，其中L≤80cm。

步骤三：在TBM掘进过程中，采取强支护、组合钢拱架15支护的技术措施，使得TBM安全、快速的通过不良地层

强支护衬砌结构径向由外向内依次为：轻质材料11或混凝土12充填→条形钢板32密排→型钢拱架33→喷射混凝土35。强支护施工步骤如下：

S1：TBM停止掘进，拱架拼装机3拼装并定位第N环型钢拱架33。

S2：护盾2顶部α范围内第N环型钢拱架33顶部焊接第n块条形钢板32，n块条形钢板32的另一端与第N+1环型钢拱架33焊接。条形钢板32尺寸为L×B×h，长×宽×厚，长度L方向沿着隧道掘进方向敷设，第n+1块条形钢板32环向紧邻第n块条形钢板32设置，依此类推在第N环型钢拱架33顶部α角度范围内安装剩余数块条形钢板32，条形钢板32上设置有数个注浆孔13；

S3：TBM护盾内侧利用拱架拼装机3拼装第N+1环型钢拱架33，第N+1环型钢拱架33顶部的1/3紧贴第N环型钢拱架33顶部安装的条形钢板32的一端，TBM向前掘进的同时，第N+1环型钢拱架33相对后移脱出护盾内侧，当掘进一个循环后拱架拼装机3撑圆第N环型钢拱架33至设计内弧面，并且与数块条形钢板32焊接牢固。第N+1环型钢拱架33与第N环型钢拱架33之间环向采用钢构件34连接；

S4：第N+1环、第N环型钢拱架33至喷混区时，注浆孔13内插入注浆管钢管，连接注浆管路，空腔内部依次充填混凝土12、轻质材料11，喷混系统9喷射混凝土35至设计厚度。

组合钢拱架15支护施工步骤如下：

S1：TBM停止掘进，第N环的组合钢拱架15的1个顶面组合钢拱架24、2个侧面组合钢拱架25、1个底面组合钢拱架26运输至拱架拼装机3处，利用拱架拼装机3在护盾2内部拼装成圆并固定。顶面组合钢拱架24的弧形钢板27上预留注浆孔13。

S2：TBM开始掘进，拱架拼装机3支撑拼装成圆的第N环组合钢拱架15缓慢的漏出护盾2。

S3：TBM掘进至一个循环后停止掘进，底面组合钢拱架26钢板27面与岩壁之间安装数块钢垫块16，2个侧面组合钢拱架25最底部加劲肋30处施工至少2根锁脚锚杆17。

S4：随后紧贴第N环组合钢拱架15拼装并安装第N+1环组合钢拱架15。第N+1环组合钢拱架15与第N环组合钢拱架15通过预留插销口28采用插销29连接。

S5：启用应急喷混系统5，2个侧面组合钢拱架25喷射混凝土35至设计厚度。

S6：TBM掘进，同时拆除底面组合钢拱架26的可拆卸加劲肋31，安装仰拱块8，并经仰拱块8注浆孔13注入细石混凝土18。

S7：经过顶面组合钢拱架24上的弧形钢板27预留孔插入注浆孔13，插入注浆管路，空腔内部充填混凝土12及轻质材料11，L2区喷混系统9喷射混凝土35时设计厚度。

实施例

如图1-图10所示， 结合新疆某22.13km级特长隧道，地处高寒高海拔地区，隧道采用“3洞+4竖井”设计方案，中导洞采用敞开式TBM法掘进，设计开挖直径8430mm，总机长度285m，敞开式TBM掘进10.801km，依次穿越中风化花岗斑岩、大理岩夹砂质板岩、花岗岩，穿越4条断裂带，其中F7断裂带是TBM掘进过程中的重点及难点，也是该TBM施工的“卡脖子”工程。

F7断层长度125m，受中天山褶皱带的影响，具有坍塌、涌水、软岩大变形等施工风险。在TBM穿越F7断层之前项目首先采取了长距离水平定向钻技术，钻取长度1718m，穿越F7断层，并通过水平定向钻勘察孔的孔内涌水对隧道施工中的涌水量进行预测，采用间断取芯及孔内电视等测试技术对钻孔围岩的岩性分布、节理裂隙发育状况进行分析并根据F7断层含水量及围岩破碎情况，再实施过程中再采用哈麦钻机实施短距离地质探孔，进一步验证掌子面前方F7断层围岩含水量及围岩地质状况，并有针对的采取“组合钢拱架、强支护、掌子面化学灌浆、超前管棚预注浆加固”等相互组合的处治措施，TBM耗时43天成功穿越F7断层，比原计划提前144天，其中具体通过方式如表1所示。

表1 TBM通过断层破碎带施工方法一览表

在TBM穿越F7断层中，使用了本发明内容中所述的一种TBM穿越不良地层组合施工方法，其中TBM包括刀盘1、护盾2、拱架拼装机3、锚杆钻机4、应急喷混系统5、撑靴6、服务梁7、仰拱块8、喷混系统9、空腔岩壁10、轻质材料11、混凝土12、注浆孔13、开挖岩壁14、组合钢拱架15、钢垫块16、锁脚锚杆17、细石混凝土18、注浆孔13、复合式防水层20、土工布21、防水板22、防水板22、顶面组合钢拱架24、侧面组合钢拱架25、底面组合钢拱架26、钢板27、插销口28、插销29、加劲肋30、可拆卸加劲肋31、条形钢板32、型钢拱架33、钢构件34、喷射混凝土35、水平定向钻36、主梁37、护盾预留孔38、刀具孔39、玻璃纤维锚杆40、管棚钻机工作间41、管棚钻机42、托板43、弧形梁44、悬臂梁45、无缝钢管46。

通过采取长距离水平定向钻技术、哈迈钻机掌子面超前探孔的“长短结合”的超前地质预报手段进行泄水及探明掌子面前方围岩地质状况，采取掌子面化学灌浆及护盾2顶部大管棚预加固措施，采取强支护、组合钢拱架15的支护方案，在TBM掘进支护过程中采用预加固及支护相组合的措施，成功穿越了F7断裂带。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种TBM穿越不良地层组合施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：TBM正常掘进不停机的情况下，在TBM刀盘（1）掘进至不良地层之前采用长距离超前水平定向钻（36）对不良地层中坍塌、涌水、突泥段实施超前钻孔，从而进行泄水及探明地质；

步骤二：TBM掘进至不良地层之前采用超前水平定向钻（36）实施超前探孔，根据探孔的结果，对TBM刀盘（1）前方掌子面采取化学灌浆、护盾（2）顶部超前大管棚技术措施预加固围岩；

TBM掘进至不良地层之前拆除刀盘（1）上的任意刀具，超前钻机通过刀舱、刀具孔（39）对刀盘（1）前方掌子面实施超前探孔；

超前探孔过程中进行取芯，根据芯样的完整程度来判断刀盘（1）前方掌子面围岩状况，为预加固及支护措施提供参考依据，第N+1段超前探孔与第N段超前探孔至少搭接5m；

步骤三：在TBM掘进过程中，采取强支护、组合钢拱架（15）支护的技术措施，使得TBM安全、快速的通过不良地层，若围岩裂隙稍发育，较破碎，碎裂状结构，含少量裂隙水，处于弱富水区，同时TBM掘进过程中护盾（2）顶部塌方速度较慢，形成有限空腔，采取强支护通过；

以下为常见围岩裂隙情形及其处置措施：

若围岩裂隙发育，破碎，镶嵌碎裂状结构，含少量裂隙水，处于弱富水区，同时TBM掘进过程中护盾（2）顶部塌方速度较快且有大量掉块，形成有限空腔，采取组合钢拱架（15）支护通过；

若裂隙稍发育，较破碎，碎裂状结构，含大量裂隙水，处于中强富水区，同时TBM掘进过程中护盾（2）顶部塌方速度较快且有大量掉块，形成有限空腔并有线性流水，采取化学灌浆加固+强支护措施通过；

若围岩裂隙发育，破碎，镶嵌碎裂状结构，含大量裂隙水，处于中强富水区，同时TBM掘进过程中护盾（2）顶部塌方速度较快且有大量掉块，形成大空腔无限空腔并有淋雨状滴状出水，围岩局部收敛，采取化学灌浆＋组合式钢拱架支护措施通过；

若围岩裂隙极发育，极破碎，镶嵌碎裂状结构，局部含少量裂隙水，处于弱富水区，同时TBM掘进过程中护盾（2）顶部塌方速度较慢，形成有限空腔，局部有线性流水，且围岩收敛造成卡机，采取化学灌浆加固+强支护措施通过；

若围岩裂隙极发育，极破碎，镶嵌碎裂状结构，局部含少量裂隙水，处于弱富水区，同时TBM掘进过程中护盾（2）顶部塌方速度较快且有大量掉块，形成无限空腔围岩收敛卡机，采取超前管棚预注浆加固+组合式钢拱架；

若围岩裂隙极发育，极破碎，镶嵌碎裂状结构，含大量裂隙水，处于强富水区，同时TBM掘进过程中护盾（2）顶部塌方速度较慢且有少量掉块，形成有限空腔，围岩收敛卡机。

2.根据权利要求1所述的一种TBM穿越不良地层组合施工方法，其特征在于，步骤一具体包括：

超前水平定向钻（36）钻孔轨迹穿越TBM掘进隧道不良地层端头与TBM刀盘（1）之间，且与TBM掘进隧道一侧拱腰相交后再平行于TBM掘进隧道纵向平行钻进，超前水平定向钻（36）轨迹与TBM掘进隧道一侧拱腰相交的高度至少在仰拱块（8）以上100cm，超强水平定向钻（36）平行于TBM掘进隧道纵向平行钻进至少超不良地层端头100m；

超前水平定向钻（36）具有超前泄水兼有超前地质探孔的作用，根据超前水平定向钻（36）钻进时的钻进扭矩、钻进时间判断围岩的坚硬程度，时间越长对应的岩石硬度越大，时间越短对应岩石硬度越小，时间与硬度总体上呈现正相关系，总体扭矩之较大，剔除钻头磨损影响因素，根据以往岩石钻进经验，推断岩石属于坚硬岩，借助井下电视探明不良地层围岩及含水量。

3.根据权利要求1所述的一种TBM穿越不良地层组合施工方法，其特征在于，化学灌浆施工步骤如下：

S1：施工准备，施工准备，包含设备及材料准备工作、作业环境准备工作；

T1：设备及材料准备工作，包含钻孔设备、化灌泵、化灌材料，化罐材料根据加固地层的松散度、环境温度及有无地下水出流待情况进行选择，并根据洞内温度对材料添加剂进行调整；

T2：作业环境的准备工作，包含刀盘（1）内清理以及在护盾（2）尾部搭设钻孔工作平台，利用主机主梁（37）搭设钻机临时操作平台；

S2：化学灌浆孔布置，化学灌浆孔利用TBM刀盘（1）上的刀具孔（39）、护盾（2）上的预留孔作为化学灌浆孔；

S3：钻孔及清孔，钻孔采用导轨式钻机、钻爆法手风钻成孔，清孔，钻孔完成后采用高压风清孔；

S4：安装锚杆，化学灌浆锚杆为玻璃纤维锚杆（40），每成孔一处安装一根玻璃纤维锚杆（40），玻璃纤维锚杆（40）安装完成后及时封堵锚杆外壁与围岩之间的间隙；

S5：连接化罐泵及注浆管路进行注浆，具体步骤如下：

T1：选取代表性的玻璃纤维锚杆（40）进行压水试验，进一步检查灌浆管路的可靠性，同时确定静水压力，从而根据规范确定注浆的初始压力和终止压力，注浆初始压力为静水压力的1.2～1.5倍，终压为静水压力2～3倍；

在正式的灌浆前，选取具有代表性的玻璃纤维锚杆（40）进行试注，过程中不断地优化注浆压力、浆液的配合比相关技术指标，以达到良好的注浆效果；

T2：全段式灌浆，辅以分段式前进注浆；

在正常情况下，区间全区域采用全段式灌浆；

在钻孔时遇到夹泥层或者涌水，应立即停止钻孔，采取前进式注浆，直至设计注浆深度；

注浆顺序，按照“由内及外、由低到高、先侧墙后拱部、同环孔间隔实施”的原则左右对称灌浆；

灌浆速度，化学浆液通常情况下，开灌速度选择中低速，考虑注浆速度为10～120Lmin左右，确认掌子面工作正常、无返浆现象时可适当提高灌浆速度，当灌浆压力升高和有返浆现象时，根据施工情况逐步降低灌浆速度；

S5：闭浆及单孔灌浆结束的标准

闭浆液标准，直到掌子面表面有浆液溢出；注浆压力大幅度升高，说明均达到闭浆条件，

单孔灌浆结束标准，是在低速灌浆情况下，化学浆液从掌子面的裂隙和注浆管四周渗流返回时，或单孔单延米灌浆量达到200kg时，停止灌浆，该灌注孔灌浆完成；

循环化学灌浆纵向长度为N，化学灌浆后TBM掘进长度N-n，预留长度n不掘进作为下一循环TBM掘进循环搭接。

4.根据权利要求1所述的一种TBM穿越不良地层组合施工方法，其特征在于，超前管棚施工步骤如下：

S1：管棚钻机工作间（41）扩挖；

第N个管棚钻机工作间（41）位于护盾（2）尾部端头，为L×B×H，纵×环×深，的弧形导坑，角度为α，可采用手风钻配合锚杆钻机（4）开挖；

扩挖部位围岩较好可直接开挖，开挖完成后采用喷锚网支护；

扩挖部位围岩较差，先加固后开挖；

第N+1个管棚钻机工作间（41）扩挖时对第N个管棚钻机工作间（41）露出的管棚进行割除，并进行标记，管棚钻孔施工时根据标识适当进行孔位调整；

S2：管棚钻机（42）安装；

在主梁（37）上焊接加工N个弧形梁（44），弧形梁（44）使用型钢拱架（33）加工；

钻机托板（43）使用厚度为h的钢板（27）加工制作，在钻机托板（43）上开N个孔径为B的孔径，使用高强度U型螺栓安装固定管棚钻机（42）；

管棚钻机（42）通过N个悬臂梁（45）与拱架拼装机（3）固定，通过拱架拼装机（3）旋转带动悬臂梁（45）旋转，悬臂梁（45）带动管棚钻机（42）旋转，完成扩挖工作间间α角度范围内的钻孔作业；

S3：管棚钻孔及清孔；

管棚长度为L、内径为D的无缝钢管（46），外倾角为β，按照环向间距B布置在管棚钻机工作间（41）内，管棚端头加工成锥形，四周设置直径为d的溢浆孔，尾部L′不设置溢浆孔；

钻孔直径为D′＞管棚内径D；

管棚钻孔采用跟管钻进工艺，钻进至设计深度后高压风清孔，封堵管棚外壁与岩壁间的空隙；

管棚清孔完成后，内部安装小直径钢筋笼；

S4：管棚注浆；

管棚钻孔、注浆施工采用隔孔施作；

无水和孔口滴渗水孔段采用水泥浆灌注，孔口线流孔段采用HC浆液灌注，孔口强渗水和突涌水孔段采用膏状C-GT1堵水浆材；

注浆施工遵循“先稀后浓、先单液后双液”的原则；

管棚注浆施工由两侧向拱顶施工，先注浆2n数孔，再注2n+1数孔，2n+1数孔注浆时可对位2n数孔注浆情况的检查；或者先注2n+1数孔，再注2n数孔，2n数孔注浆时可对位2n+1数孔注浆情况的检测；

S5：扩挖段回填及TBM掘进

管棚施工完成后，对扩挖工作间按设计断面支护衬砌结构进行施工，即由外向内径向依次为：混凝土（12）回填→密集钢筋网片→型钢拱架（33）→喷射混凝土（35），型钢拱架（33）间采用钢构件（34）环向间距L进行连接，其中L≤80cm。

5.根据权利要求1所述的一种TBM穿越不良地层组合施工方法，其特征在于，强支护衬砌结构径向由外向内依次为：轻质材料（11）或混凝土（12）充填→条形钢板（32）密排→型钢拱架（33）→喷射混凝土（35），强支护施工步骤如下：

S1：TBM停止掘进，拱架拼装机（3）拼装并定位第N环型钢拱架（33）；

S2：护盾（2）顶部α范围内第N环型钢拱架（33）顶部焊接第n块条形钢板（32），n块条形钢板（32）的另一端与第N+1环型钢拱架（33）焊接，条形钢板（32）尺寸为L×B×h，长×宽×厚，长度L方向沿着隧道掘进方向敷设，第n+1块条形钢板（32）环向紧邻第n块条形钢板（32）设置，依此类推在第N环型钢拱架（33）顶部α角度范围内安装剩余数块条形钢板（32），条形钢板（32）上设置有数个注浆孔（13）；

S3：TBM护盾内侧利用拱架拼装机（3）拼装第N+1环型钢拱架（33），第N+1环型钢拱架（33）顶部的1/3紧贴第N环型钢拱架（33）顶部安装的条形钢板（32）的一端，TBM向前掘进的同时，第N+1环型钢拱架（33）相对后移脱出护盾内侧，当掘进一个循环后拱架拼装机（3）撑圆第N环型钢拱架（33）至设计内弧面，并且与数块条形钢板（32）焊接牢固，第N+1环型钢拱架（33）与第N环型钢拱架（33）之间环向采用钢构件（34）连接；

S4：第N+1环、第N环型钢拱架（33）至喷混区时，注浆孔（13）内插入注浆管钢管，连接注浆管路，空腔内部依次充填混凝土（12）、轻质材料（11），喷混系统（9）喷射混凝土（35）至设计厚度。

6.根据权利要求1所述的一种TBM穿越不良地层组合施工方法，其特征在于，组合钢拱架（15）支护施工步骤如下：

S1：TBM停止掘进，第N环的组合钢拱架（15）的1个顶面组合钢拱架（24）、2个侧面组合钢拱架（25）、1个底面组合钢拱架（26）运输至拱架拼装机（3）处，利用拱架拼装机（3）在护盾（2）内部拼装成圆并固定，顶面组合钢拱架（24）的弧形钢板（27）上预留注浆孔（13）；

S2：TBM开始掘进，拱架拼装机（3）支撑拼装成圆的第N环组合钢拱架（15）缓慢的漏出护盾（2）；

S3：TBM掘进至一个循环后停止掘进，底面组合钢拱架（26）钢板（27）面与岩壁之间安装数块钢垫块（16），2个侧面组合钢拱架（25）最底部加劲肋（30）处施工至少2根锁脚锚杆（17）；

S4：随后紧贴第N环组合钢拱架（15）拼装并安装第N+1环组合钢拱架（15），第N+1环组合钢拱架（15）与第N环组合钢拱架（15）通过预留插销口（28）采用插销（29）连接；

S5：启用应急喷混系统（5），2个侧面组合钢拱架（25）喷射混凝土（35）至设计厚度；

S6：TBM掘进，同时拆除底面组合钢拱架（26）的可拆卸加劲肋（31），安装仰拱块（8），并经仰拱块（8）注浆孔（13）注入细石混凝土（18）；

S7：经过顶面组合钢拱架（24）上的弧形钢板（27）预留孔插入注浆孔（13），插入注浆管路，空腔内部充填混凝土（12）及轻质材料（11），L2区喷混系统（9）喷射混凝土（35）时设计厚度。