[发明专利]一种双护盾TBM管片模袋灌浆快速支护结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种双护盾TBM管片模袋灌浆快速支护结构及施工方法，包括模袋及其固定措施、灌浆口及模袋安装槽结构和施工步骤；所述的模袋由透水性较好透水泥浆性较差的材料制成，通过模袋压条固定于模袋安装槽中，并通过胶粘与管片连接，其外部通过模袋固定绳进行约束；所述的灌浆口和模袋安装槽可预制安装或后期制作，其尺寸可根据管片与围岩间尺寸进行调整；所述的施工步骤包括灌浆口和模袋安装槽的制作安装、模袋的安装、灌浆及封口；本发明可以对双护盾TBM管片外围岩进行快速支护，有效减少围岩变形。

技术领域

本发明涉及地下工程围岩变形控制领域，具体是隧道开挖管片外围岩快速支护结构及施工方法。

背景技术

隧道(洞)工程中岩体开挖后，由于应力重新调整作用使得围岩产生变形。新奥法施工理念中考虑围岩自身稳定性，通过释放洞壁岩体一定的变形量降低所需支护强度，进而降低工程成本。TBM开挖推进中掌子面与管片之间围岩将处于临空无支撑状态，实际情况中由于豆砾石回填工序滞后和回填混凝土强度发挥需要一定时间，临空无支撑段长度将远高于刀盘至管片之间的长度，即形成理论上的简支梁结构。围岩在自重和地应力作用下将向洞内收敛变形，变形量值随掌子面支撑效应降低而增加，双护盾TBM设计中考虑了这一变化因素，即利用较长无支护距离使得围岩变形逐渐趋于稳定进而降低后期作用于管片衬砌上的围岩压力，但对于特殊地层，如挤压大变形地层，由于支护段围岩变形过大，这一设计思路有时会转变为围岩卡机的直接因素。由结构力学理论可知，在简支梁结构中增加支点将大大降低梁身挠度及自身弯矩，对于双护盾TBM而言则降低掌子面与管片之间围岩变形量，大大降低挤压变形下的卡机风险，如何在相对较为封闭的双护盾TBM施工空间和已有完善的施工流程中，在不影响工程进度情况下，将这一思路方法应用于工程建设中并有效控制围岩变形量，降低发生挤压变形卡机风险，仍是目前亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双护盾TBM管片模袋灌浆快速支护结构及施工方法，能够对隧道施工中管片外围岩进行快速支护，限制围岩变形，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双护盾TBM管片模袋灌浆快速支护结构,包括模袋，管片，灌浆口，堵头，水泥浆，模袋压条，模袋压条固定螺栓，模袋安装槽，模袋锚固裙边，模袋固定绳，模袋固定绳锚固条，模袋固定绳锚固条螺栓，模袋灌浆口；所述模袋安装槽设置于所述管片的外周面上，所述模袋安装在所述模袋安装槽内，且模袋和模袋安装槽粘接在一起，所述模袋上设置所述模袋锚固裙边，通过所述模袋压条和所述模袋压条固定螺栓将所述模袋锚固裙边固定于模袋安装槽内，所述灌浆口位于管片中心位置，所述的模袋在其底部中心部位设有所述模袋灌浆口，所述模袋灌浆口与所述灌浆口相连通；所述水泥浆通过所述灌浆口灌注入模袋内，所述堵头安装在灌浆口上，在灌浆完成后可对模袋进行密封；所述模袋在管片安装前通过折叠置于模袋安装槽内，并通过模袋固定绳对其进行约束，以避免管片翻转过程中模袋变形移动；所述的模袋固定绳通过所述模袋固定绳锚固条和所述模袋固定绳锚固条螺栓固定于模袋安装槽两侧，在管片翻转安装到位后，在灌浆前从一侧解除模袋固定绳约束，使模袋在灌浆过程中能自由变形膨胀。

进一步地，所述的模袋由涤纶(PET)或丙纶(PP)制成的纤维纺织而成，其孔隙可满足透水但不透水泥浆的要求。

进一步地，所述的模袋在灌注水泥浆后能变形达到一定厚度，并能适应管片外围岩形状，在水泥浆固结后起到支撑作用；所述的模袋尺寸可根据管片与围岩的实际情况进行调整以满足支撑需要。

进一步地，所述的模袋安装槽可以在管片制作过程中预制，或者在管片制作完成后进行开槽制作；所述的模袋安装槽尺寸可根据模袋尺寸进行调整。

进一步地，所述的灌浆口预制于管片中或通过在预制管片上开孔安装在管片中。

本发明还提供了一种双护盾TBM管片模袋灌浆快速支护结构的施工方法，包括以下施工步骤：