狭小空间TBM施工方法技术

本发明专利技术公开了一种狭小空间TBM施工方法，包括：步骤一、在隧道一端沿隧道中线开挖始发洞；步骤二、采用超前地质勘测，判断一定里程中围岩状态，分为硬质岩条件和软质岩条件，若为硬质岩条件，则将该里程从始发起划分为应力补充段、缓冲段和掘进段，应力补充段和缓冲段分别占该里程长度的1/100～3/100、1/20～3/20，余量为掘进段，将TBM推至所述始发洞中，开始施工；若为软质岩条件，则将该里程从始发起分为交叉进行的平稳段和进阶段；随着TBM往前掘进，同时做好管片的安装以及管片区域的注浆；直至完成全里程的施工。本发明专利技术既满足软土层，又满足超硬岩层的需求。足超硬岩层的需求。

【技术实现步骤摘要】
狭小空间TBM施工方法


[0001]本专利技术涉及TBM施工
更具体地说，本专利技术涉及一种狭小空间TBM施工方法。

技术介绍

[0002]TBM施工方法是指利用全断面隧道掘进机进行隧道施工的施工方法。TBM可以实现掘进、支护、出渣等施工工序的连续作业，具有施工速度快，可缩短工期，冲击力小，对围岩的损伤小，几乎不产生松弛、掉块，崩塌的危险小，支护工作量轻，对周围的居民和结构物的影响小。很多施工项目位于山区内，山区的隧道施工项目中由于山体较多，其施工空间比较狭小，围岩层状态不均质、甚至围岩层状态区别很大的情况下，需要具有心螺机式出渣的土压(EPB)/TBM两种不同功能模式的盾构机，而在狭小空间内没有办法完成EPB和TBM两种模式的转换，只能在TBM模式下改变操作方法以实现围岩状态相差很大的隧道施工。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0004]本专利技术还有一个目的是提供一种狭小空间TBM施工方法，其通过调整掘进方法及手动改变掘进参数实现了TBM在狭小操作空间中不进行模式转换的条件下，可以做到既满足软土层，又满足超硬岩层的需求。
[0005]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种狭小空间TBM施工方法，包括：
[0006]步骤一、在隧道一端沿隧道中线开挖始发洞，始发洞直径略大于所选TBM，洞壁满足TBM撑靴撑紧即可；
[0007]步骤二、采用超前地质勘测，判断行进45～65m里程中围岩状态，分为硬质岩条件和软质岩条件，
[0008]若为硬质岩条件，则将该里程按行进方向划分为应力补充段、缓冲段和掘进段手动调节TBM参数掘进，应力补充段和缓冲段分别占该里程长度的1/100～3/100、1/20～3/20，余量为掘进段，将TBM推至所述始发洞中，开始施工；
[0009]其中，所述应力补充段的施工方法包括：
[0010]第一步、利用TBM自带钻机先进行钻孔，钻孔范围覆盖拱部90～120
°
范围，钻孔外插角8～10
°
，钻孔深度为20～35m，孔径100～110mm，孔内注射高压水释放应力；
[0011]第二步、采用短进尺原则利用TBM刀盘沿隧道中线向前掘进，每个循环进尺0.5～1m，TBM平均掘进速度控制在5～8mm/min；随着TBM往前掘进，同时做好管片的安装以及管片区域的注浆；
[0012]第三步、重复第二步至应力补充段施工完成；
[0013]所述缓冲段和掘进段的施工方法包括：
[0014]直接利用TBM刀盘沿隧道中线向前掘进，缓冲段每个循环进尺1～2m，TBM平均掘进
速度控制在8～10mm/min，每隔3～5次循环后，向钻孔内继续注射高压水至钻孔末端后不再注射高压水；掘进段每个循环进尺2～2.5m，TBM平均掘进速度控制在10～12mm/min，每隔3～5次循环后，向钻孔内继续注射高压水至钻孔末端后不再注射高压水，随着TBM往前掘进，同时做好管片的安装以及管片区域的注浆；直至完成全里程的施工；
[0015]若为软质岩条件，则将该里程从始发起分为交叉进行的平稳段和进阶段手动调节TBM参数掘进，所述单个平稳段和进阶段的里程长度为4～6m，所述平稳段和进阶段的施工方法包括：利用TBM刀盘沿隧道中线向前掘进，平稳段每个循环进尺0.5～1.5m，TBM平均掘进速度控制在5～8mm/min；进阶段每个循环进尺1.5～3m，TBM平均掘进速度控制在8～12mm/min；随着TBM往前掘进，同时做好管片的安装以及管片区域的注浆；直至完成全里程的施工；
[0016]若为硬质岩条件和软质岩条件连接段，则按5～10％的下降速度缩短探测段里程，直至探测里程中一种岩质条件占探测里程95％以上，95％里程范围内按该岩质条件处理，5％里程范围内则按照TBM当前参数掘进并启动自动掘进模式。
[0017]优选的是，步骤二中采用TMB自带激光导向系统对隧道中线进行跟踪控制，每个循环结束后，掘进方向的偏差值不高于2mm。
[0018]优选的是，所述管片紧贴围岩，且由3～5块预制块组成，其所述管片可拼装环形，所述管片上预留多个锚杆/注浆孔。
[0019]优选的是，步骤一中所述始发洞为城门洞型，撑靴行走部分为圆弧形。
[0020]优选的是，补充应力段中，TBM刀盘的推进速度为最大掘进速度值的30～45％，缓冲段中，TBM刀盘的推进速度为最大掘进速度值的45～65％，掘进段中，TBM刀盘的推进速度为最大掘进速度值的65～80％，平稳段和进阶段中，TBM刀盘的推进速度为最大掘进速度值的15～30％。
[0021]优选的是，补充应力段、缓冲段和掘进段，TBM刀盘的扭矩变化范围均不大于10％。
[0022]优选的是，注浆操作中待浆液注满锚杆/注浆孔口反浆后，迅速插入锚杆杆体，并在锚杆/注浆孔口处进行固定。
[0023]优选的是，锚杆/注浆孔口处通过木楔进行固定。
[0024]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0025]其一、本专利技术提供的狭小空间的TBM施工方法可以在狭小空间不转换盾构机模式的条件下，完成围岩层状态差别性很大的隧道的施工；
[0026]其二、本专利技术提供的狭小空间的TBM施工方法不是根据围岩层状态以经验调整TBM操作参数，而是将施工段有目的地分成不同分段，手动控制每个分段内的操作参数在一定范围内再根据围岩层状态微调，可以提高整个施工效率，缩短施工工期；
[0027]其三、本专利技术提供的狭小空间的TBM施工方法将施工段根据围岩层状态分段处理，且在各段施工里程内再分级处理，有效减少TBM刀盘的磨损，极大地减少了TBM刀盘的更换率。
[0028]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
[0029]下面结合具体技术方案对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0030]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0031]本专利技术提供了一种狭小空间TBM施工方法，包括：
[0032]步骤一、在隧道一端沿隧道中线开挖始发洞，始发洞直径略大于所选TBM，洞壁满足TBM撑靴撑紧即可；
[0033]步骤二、采用超前地质勘测，判断行进45～65m里程中围岩状态，分为硬质岩条件和软质岩条件，
[0034]若为硬质岩条件，则将该里程按行进方向划分为应力补充段、缓冲段和掘进段手动调节TBM参数掘进，应力补充段和缓冲段分别占该里程长度的1/100～3/100、1/20～3/20，余量为掘进段，将TBM推至所述始发洞中，开始施工；
[0035]其中，所述应力补充段的施工方法包括：
[0036]第一步、利用TBM自带钻机先进行钻孔，钻孔范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.狭小空间TBM施工方法，其特征在于，包括：步骤一、在隧道一端沿隧道中线开挖始发洞，始发洞直径略大于所选TBM，洞壁满足TBM撑靴撑紧即可；步骤二、采用超前地质勘测，判断行进45～65m里程中围岩状态，分为硬质岩条件和软质岩条件，若为硬质岩条件，则将该里程按行进方向划分为应力补充段、缓冲段和掘进段手动调节TBM参数掘进，应力补充段和缓冲段分别占该里程长度的1/100～3/100、1/20～3/20，余量为掘进段，将TBM推至所述始发洞中，开始施工；其中，所述应力补充段的施工方法包括：第一步、利用TBM自带钻机先进行钻孔，钻孔范围覆盖拱部90～120
°
范围，钻孔外插角8～10
°
，钻孔深度为20～35m，孔径100～110mm，孔内注射高压水释放应力；第二步、采用短进尺原则利用TBM刀盘沿隧道中线向前掘进，每个循环进尺0.5～1m，TBM平均掘进速度控制在5～8mm/min；随着TBM往前掘进，同时做好管片的安装以及管片区域的注浆；第三步、重复第二步至应力补充段施工完成；所述缓冲段和掘进段的施工方法包括：直接利用TBM刀盘沿隧道中线向前掘进，缓冲段每个循环进尺1～2m，TBM平均掘进速度控制在8～10mm/min，每隔3～5次循环后，向钻孔内继续注射高压水至钻孔末端后不再注射高压水；掘进段每个循环进尺2～2.5m，TBM平均掘进速度控制在10～12mm/min，每隔3～5次循环后，向钻孔内继续注射高压水至钻孔末端后不再注射高压水，随着TBM往前掘进，同时做好管片的安装以及管片区域的注浆；直至完成全里程的施工；若为软质岩条件，则将该里程从始发起分为交叉进行的平稳段和进阶段手动调节TBM参数掘进，单个平稳段和进阶段的里程长度为4～6m，所述平稳段和进阶段的施工方法包括：利用TBM刀盘沿隧道中线向前掘进，平稳段...

【专利技术属性】
技术研发人员：任长春，何金星，孙义，慕光明，王宝安，王文龙，张迪，王帅，
申请(专利权)人：中国水利水电第六工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：