[发明专利]TBM施工隧道不良地质段卡机脱困及加固改良地质的方法

说明书

本发明公开了一种TBM施工隧道不良地质段卡机脱困及加固改良地质的方法，旨在解决现有技术中不良地质造成敞开式TBM施工掘进困难、易卡机的技术问题。本发明从TBM护盾上方进行小导洞施工，对掌子面前方不良地质进行长距离水平加固以及刀盘、盾体周边积渣清理。本发明的方法可有效降低卡机脱困风险，可实现TBM前方围岩水平超前加固，同时利用管棚施作空间进行了护盾释放，使TBM卡机后脱困；处理工期短、成本投入低，施工安全；且拓宽了TBM工法的应用前景，使TBM在不良地质隧道环境下采取本发明相关方法后，仍可继续施工，推动了隧道事业的进一步发展，取得了良好的社会效益；所涉及的施工工艺、方法均为常规方法，机具、材料得到合理利用，节约了资源投入；同时采用小导洞法不良地质预加固施工废弃材料少，环境节能效益显著。

技术领域

本发明涉及TBM施工技术领域，具体涉及一种TBM施工隧道不良地质段卡机脱困及加固改良地质的方法。

背景技术

目前，在隧道施工过程中，广泛采用TBM进行挖掘。但是由于地质影响，掘进施工通过不良地质区段时，经常由于围岩极度破碎，尤其是敞开式TBM施工对不良地质的敏感性强，一旦遭遇不良地质将对TBM施工造成极大影响，致使掘进困难，严重时造成TBM卡机（护盾抱死或刀盘被卡）。由于盾体及刀盘设备影响，无法有效进行刀盘周边积渣清理及超前预加固。遭遇卡机后，采用绕洞钻爆法脱困处理施工工程量大、安全风险性较高、施工组织难度大、工期不可控。不良地质段TBM卡机对工期及成本影响极大。

针对这一现状，为了隧道掘进工程的顺利进行，需要开发一种不良地质段脱困及对前方不良地质加固改良处理施工方法，以实现TBM不良地质段卡机脱困、超前预加固及预防再次卡机的发生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于敞开式TBM施工隧道不良地质段卡机脱困及加固改良地质的方法；以期能够解决现有技术中不良地质造成敞开式TBM施工掘进困难、易卡机及卡机后脱困的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种TBM施工隧道不良地质段卡机脱困及加固改良地质的方法，包括以下步骤：

（1）从盾尾斜向掌子面方向打设注浆管或从刀盘内向掌子面打设注浆管进行盾体周边围岩注浆加固；所注浆液为聚氨酯类化学浆液；

（2）在正拱顶最后两榀拱架之间开小导洞，开口前对该处及周边岩体注浆加固，再割除开口处TBM拱架间钢筋排，自下而上开挖，开挖完成后进行初期支护；

（3）采用支撑架和导洞拱部混凝土封闭喷射所述初期支护，所属支撑架落脚在护盾上并与护盾焊接牢固；

（4）结合护盾长度和所述支撑架落脚点需求，将刀盘区域施作成帽檐形式利用斜撑固定在后部门架上，之后利用小导洞进行环向扩挖，实现TBM护盾脱困；

（5）对前方围岩加固，利用导洞扩挖空间进行超前管棚施工；

（6）刀盘、盾体周边清渣，将导洞竖撑与护盾分离；TBM恢复掘进后，将隧道初支拱架间距与导洞拱架间距保持一致，与导洞竖撑焊接牢固；TBM掘进通过后，对拱部导洞位置喷射混凝土封闭后，灌注混凝土、砂浆及水泥浆回填密实，即成。

优选的，在所述步骤（1）中，所述注浆管采用注浆小导管或玻璃纤维中空锚杆。

优选的，在所述步骤（2）中，所述注浆加固的围岩较差时周边设置一圈钢插管护壁。

优选的，在所述步骤（2）中，所述开挖分左右两部进行，错开半米，开挖过程中利用木板及方木进行临时防护；所述开挖前在开口处安装渣体溜槽。