一种单护盾双模式TBM超前注浆加固断层破碎带的方法技术

本发明专利技术公开了一种单护盾双模式TBM超前注浆加固断层破碎带的方法，包括在TBM拼装机的旋转盘上安装超前钻孔设备的步骤；包括通过TBM自带的八个水平孔和十四个斜向孔中的至少一个孔位进行超前钻孔的步骤；包括根据钻孔情况进行超前注浆的步骤；包括注浆加固并封孔的步骤。可以快速对掌子面断裂带进行注浆加固，作业时钻下一孔位时可对上一孔进行注浆加固，大大的节省了施工时间，节约人力，施工效率高，在机械法施工时，使用配套的注浆加固设备，可以大幅度减少设备循环安装调试的时间，提高了施工效率，在设备预留孔洞下，可以做到最大范围对断层破碎带土体的加固，值得在EPB和TBM隧道掘进断层破碎带中推广。

A Single Shield Double Mode TBM Advanced Grouting Method for Strengthening Fault Fractured Zone

【技术实现步骤摘要】
一种单护盾双模式TBM超前注浆加固断层破碎带的方法
本专利技术涉及隧道施工领域，特别涉及一种单护盾双模式TBM超前注浆加固断层破碎带的方法。
技术介绍
在单护盾双模式TBM施工含有断层破碎带的隧道中，对断层破碎带进行超前注浆加固是确保施工安全的常用手段，特别是在施工地下水丰富、节理发育、围岩破碎的海底隧道，超前注浆加固是实现快速、安全掘进为施工保驾护航的方法。目前，常规的超前注浆加固方法是超前小导管注浆加固、全断面帷幕注浆加固、超前大管棚注浆加固、地表注浆加固，以上施工方法主要适用于传统的矿山法施工中，且均可实现全断面注浆加固，但是对于作业空间有限的机械掘进法施工时，其工作繁琐、加固范围小、注浆效果不均匀、作业时间长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的现有注浆加固方法对于作业空间有限的机械掘进法施工时，其工作繁琐、加固范围小、注浆效果不均匀、作业时间长的上述不足，提供一种单护盾双模式TBM超前注浆加固断层破碎带的方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种单护盾双模式TBM超前注浆加固断层破碎带的方法，包括在TBM拼装机的旋转盘上安装超前钻孔设备的步骤；包括通过TBM自带的八个水平孔和十四个斜向孔中的至少一个孔位进行超前钻孔的步骤；包括根据钻孔情况进行超前注浆的步骤，其中，注浆管前端连接止浆塞，将止浆塞设于围岩破碎或涌水点处，采用压水机对止浆塞外部橡胶套进行注水，使其加压膨胀，与超前钻孔壁贴合；包括注浆加固并封孔的步骤，其中，注浆加固采用水泥浆单液注浆，封孔采用水泥-水玻璃双液注浆。优选地，该方法包括以下步骤：A、所述超前钻孔设备包括钻机，将钻机安装在TBM拼装机的旋转盘上，钻机连接动力源；B、对TBM自带的八个水平孔和十四个斜向孔中的一个孔位进行超前钻孔，获取钻孔的参数；C、根据钻孔情况判断围岩破碎或涌水点，需要进行注浆时，在注浆管前端连接止浆塞，将止浆塞送达距离围岩破碎或涌水点0.5-1.5m处，采用压水机对止浆塞外部橡胶套进行注水，使其加压膨胀，橡胶套与超前钻孔壁贴合后，关闭止回阀及止浆塞球阀，封堵孔口，埋管结束；D、注浆管连接于注浆机，为使水泥浆充分扩散，且保证注浆质量，注浆加固采用水泥浆单液注浆，采用水泥-水玻璃双液注浆封孔；E、重复所述步骤A-D，对TBM设备自带的八个水平孔和十四个斜向孔中的其余孔位进行注浆加固。进一步优选地，在所述步骤A之前，拆除TBM管片拼装平台，将钻机运至隧道内。进一步优选地，所述步骤C中，封堵孔口后在孔口安装压力表。进一步优选地，所述步骤D中，注浆加固的注浆连续压力大于或者等于2MPa，单孔扩散半径大于或者等于2m。进一步优选地，执行所述步骤D后，拆掉注浆管，然后打开压水机管路上的止回阀，缓慢卸去止浆塞膨胀橡胶套的水压，再执行所述步骤E。进一步优选地，在所述步骤E后，为确保超前注浆效果，待注浆结束1天后，再次采用钻机打孔验证注浆加固质量。进一步优选地，所述注浆管包括注浆钢管和注浆软管，所述注浆钢管前端设置所述止浆塞，所述注浆钢管连接所述注浆软管，所述注浆软管连接所述注浆机。进一步优选地，所述压水机包括高压水泵，所述高压水泵通过止浆塞加压管连接所述橡胶套。优选地，所述超前钻孔设备包括钻机、控制台和泵站，所述泵站通过动力油管路连接所述控制台，所述控制台通过动力油管路连接钻机。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：运用本专利技术所述的一种单护盾双模式TBM超前注浆加固断层破碎带的方法，可以快速对掌子面断裂带进行注浆加固，作业时钻下一孔位时可对上一孔进行注浆加固，大大的节省了施工时间，节约人力，施工效率高，在机械法施工时，使用配套的注浆加固设备，可以大幅度减少设备循环安装调试的时间，提高了施工效率，在设备预留孔洞下，可以做到最大范围对断层破碎带土体的加固，值得在EPB和TBM隧道掘进断层破碎带中推广，同理，利用此超前注浆加固施工方法可以运用到机械法施工的断层破碎带地层等方面，施工效益高。附图说明图1为实施例中单护盾双模式TBM自带的八个水平孔位置示意图；图2为实施例中单护盾双模式TBM自带的十四个斜向孔位置示意图；图3为实施例中单护盾双模式TBM断层破碎带超前钻探施工示意图；图4为实施例中单护盾双模式TBM断层破碎带超前注浆加固施工图；图5为实施例中具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例如图1-5所示，本专利技术所述的一种单护盾双模式TBM超前注浆加固断层破碎带的方法，包括以下步骤：A、拆除TBM管片拼装平台，采用电机车将地质钻机及相关设备运至隧道内；B、将钻机安装在TBM拼装机的旋转盘上，固定牢靠，利用拼装机旋转角度实现钻机360°旋转，即实现钻机的角度确定；C、钻机安装好后，钻机通过动力油管路连接控制台，控制台通过动力油管路连接泵站，检查设备的工作性能，并确定钻进所需的钻杆数量，以及施工所需的其他工具和物资等，如图3所示，采用φ64mm的钻杆；D、如图1和2所示，对TBM自带的八个水平孔和十四个斜向孔中的一个孔位进行超前钻孔，单次循环大于或者等于30m，范围为隧道开挖线以外3m，在钻进过程中观察并记录钻孔出水量、水压、翻渣的变化及钻进速度等参数情况；E、钻孔完成后，根据钻孔情况，需要进行注浆时，在注浆钢管前端设置止浆塞，判断围岩破碎或涌水点后，如图5所示，在钻孔中伸入注浆钢管将止浆塞送达该区域前1m为止，采用压水机对止浆塞外部橡胶套进行注水，使其加压膨胀，与超前钻孔壁贴合后，关闭止回阀及止浆塞球阀，封堵孔口，埋管结束，并在孔口安装压力表；F、止浆塞安装完成后，如图4所示，高压注浆软管连接于注浆机，将注浆软管与注浆钢管连接，便可进行注浆加固，为使水泥浆充分扩散，且保证注浆质量，注浆加固宜采用单液注浆，注浆连续压力大于或者等于2MPa，单孔扩散半径大于或者等于2m，封孔时采用水泥-水玻璃双液浆；G、封孔完成后，首先拆掉注浆管并清洗干净，然后打开压水机管路上的止回阀，缓慢卸去止浆塞膨胀橡胶套水压，如可以拆除则拆除止浆塞，并清洗干净，如无法拆除则不进行处理；H、此后按照以上步骤依次循环对TBM设备自带的八个水平孔和十四个斜向孔中的其余孔位进行注浆加固；I、为确保超前注浆效果，待注浆结束1天后，再次采用钻机打孔验证注浆加固质量。运用本专利技术所述的一种单护盾双模式TBM超前注浆加固断层破碎带的方法，可以快速对掌子面断裂带进行注浆加固，作业时钻下一孔位时可对上一孔进行注浆加固，大大的节省了施工时间，钻孔时1人操作、2人接钻杆、1人记录，注浆时1人接管看孔、1人开设备、2人拌浆，在机械法施工时，使用配套的注浆加固设备，可以大幅度减少设备循环安装调试的时间，提高了施工效率，在设备预留孔洞下，可以做到最大范围对断层破碎带土体的加固，值得在EPB和TBM隧道掘进断层破碎带中推广，同理，利用此超前注浆加固施工方法可以运用到机械法施工的断层破碎带地层等方面，施工效益高。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单护盾双模式TBM超前注浆加固断层破碎带的方法，其特征在于，包括在TBM拼装机的旋转盘上安装超前钻孔设备的步骤；包括通过TBM自带的八个水平孔和十四个斜向孔中的至少一个孔位进行超前钻孔的步骤；包括根据钻孔情况进行超前注浆的步骤，其中，注浆管前端连接止浆塞，将止浆塞设于围岩破碎或涌水点处，采用压水机对止浆塞外部橡胶套进行注水，使其加压膨胀，与超前钻孔壁贴合；包括注浆加固并封孔的步骤，其中，注浆加固采用水泥浆单液注浆，封孔采用水泥‑水玻璃双液注浆。

【技术特征摘要】
1.一种单护盾双模式TBM超前注浆加固断层破碎带的方法，其特征在于，包括在TBM拼装机的旋转盘上安装超前钻孔设备的步骤；包括通过TBM自带的八个水平孔和十四个斜向孔中的至少一个孔位进行超前钻孔的步骤；包括根据钻孔情况进行超前注浆的步骤，其中，注浆管前端连接止浆塞，将止浆塞设于围岩破碎或涌水点处，采用压水机对止浆塞外部橡胶套进行注水，使其加压膨胀，与超前钻孔壁贴合；包括注浆加固并封孔的步骤，其中，注浆加固采用水泥浆单液注浆，封孔采用水泥-水玻璃双液注浆。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：A、所述超前钻孔设备包括钻机，将钻机安装在TBM拼装机的旋转盘上，钻机连接动力源；B、对TBM自带的八个水平孔和十四个斜向孔中的一个孔位进行超前钻孔，获取钻孔的参数；C、根据钻孔情况判断围岩破碎或涌水点，需要进行注浆时，在注浆管前端连接止浆塞，将止浆塞送达距离围岩破碎或涌水点0.5-1.5m处，采用压水机对止浆塞外部橡胶套进行注水，使其加压膨胀，橡胶套与超前钻孔壁贴合后，关闭止回阀及止浆塞球阀，封堵孔口，埋管结束；D、注浆管连接于注浆机，注浆加固采用水泥浆单液注浆，采用水泥-水玻璃双液注浆封孔；E、重复所述步骤A-D，对TBM设备自带的八个水平孔和十四个...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小锋，陈卓，陈强，何齐海，吴志昊，李果，
申请(专利权)人：中铁二局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51