[发明专利]一种不同富水破碎程度地层隧道TBM分级施工方法

说明书

本发明涉及全断面岩石隧道掘进机施工技术领域，特别是一种不同富水破碎程度地层隧道TBM分级施工方法，步骤如下：S1.通过对隧道围岩现场测试，并对照TBM卡机分级准则，判断TBM掘进状态：不卡机、不易卡机、易卡机、卡机；S2.不卡机时，TBM正常掘进；S3.不易卡机时，降低TBM掘进速度，采用盾尾支锚喷及时支护方法；S4.易卡机时，TBM停止掘进，采用超前钻注一体化加固方法，再采用步骤三中的方法掘进；S5.卡机时，TBM停止掘进，采用人工开挖绕洞再钻爆法开挖前方围岩，TBM再空推通过。本发明能够量化TBM在不同富水破碎地层的卡机风险，并针对不同分级等级卡机趋势，采取分级施工措施，有利于TBM安全、高效掘进，提高TBM施工效率。

技术领域

本发明涉及全断面岩石隧道掘进机施工技术领域，特别是一种不同富水破碎程度地层隧道TBM分级施工方法。

背景技术

全断面岩石隧道掘进机（TBM）作为隧道施工的重要工具，具有施工安全、高效的优点，TBM法已经成为了隧道修建的主要方法。但与之不相适应的是，TBM在富水破碎地层施工，掘进速度受地层富水破碎程度的影响显著，在极端富水破碎地层，如不采取及时支护和超前加固的辅助掘进措施，TBM容易被卡被困，一旦发生卡机，严重影响成本和工期；另外，对不同富水破碎地层，TBM辅助掘进措施的实施无量化依据，导致有效的及时支护和超前加固措施难以实施，因此如何针对不同富水破碎程度地层，采取有效的TBM辅助掘进措施，对于TBM安全、高效掘进至关重要。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种不同富水破碎程度地层隧道TBM分级施工方法，能够实现不同富水破碎程度地层TBM分级量化处理及掘进，有利于提高TBM在富水破碎地层的掘进速度。

本发明的具体方案是：

设计一种不同富水破碎程度地层隧道TBM分级施工方法，包括下列步骤：

S1.通过现场测试获取隧道围岩的岩体完整性和渗水量数据，将岩体完整性和渗水量数据与不同富水破碎程度地层TBM卡机分级准则相对照，判断出TBM掘进状态趋势属于以下状态的其中之一：不卡机、不易卡机、易卡机、卡机；

S2.当TBM掘进状态趋势为不卡机时，TBM正常掘进；

S3.当TBM掘进状态趋势为不易卡机时，TBM控制刀盘转速和贯入度，降低TBM掘进速度，采用盾尾支锚喷及时支护方法后再使TBM掘进；

S4.当TBM掘进状态趋势为易卡机时，TBM停止掘进，采用超前钻注一体化加固方法，对TBM刀盘前方超前加固后，再采用盾尾支锚喷及时支护方法后再使TBM掘进；

S5.当TBM掘进状态趋势为卡机时，TBM停止掘进，采用人工开挖导洞后钻爆法开挖前方围岩，TBM再空推通过。

优选的，在步骤S1中，不同富水破碎程度地层TBM卡机分级准则的建立方法为：通过已施工的多个TBM法隧道工程案例的岩体完整性、渗水量与TBM实际掘进卡机状态对应关系建立。

优选的，在步骤S3和步骤S4中，所述盾尾支锚喷及时支护方法是采用钢拱架和钢筋排形成支撑骨架，所述钢拱架沿开挖隧道的圆周方向呈环形布置，且钢拱架与隧道同轴设置，所述钢筋排由布设在钢拱架的上半部圆周面上的钢筋组成，且所述钢筋排与钢拱架的轴线平行，钢筋排沿隧道轴线方向连续搭接，在所述钢拱架上位于相邻钢筋之间的位置径向设有锚杆，以形成支锚一体支护结构；最后采用湿喷早强、低回弹混凝土材料的方法封闭支护结构，及时控制围岩的变形。

优选的，在步骤S3中，相邻的钢拱架之间的间距设置为1.5m，相邻的锚杆之间的间距设置为1.5m，其中，钢拱架采用H125断面的型钢，锚杆的长度为3-4m。

优选的，在步骤S4中，相邻的钢拱架之间的间距设置为0.5-1.0m，相邻的钢筋之间、相邻的锚杆之间的间距设置为1m，其中钢拱架采用H150断面的型钢，锚杆的长度为5-6m。