[发明专利]软岩隧道TBM支护系统和支护方法

说明书

本发明属于衬砌隧道技术领域，具体涉及一种软岩隧道TBM支护系统和支护方法。管片中部设有通孔，通孔中均设有NPR锚固件，其对围岩进行锚固约束，形成强大的NPR锚固件和管片组合为核心的临时支护系统。支护方法为：在掌子面掘进时，需要预留一定的变形空间，用于围岩的变形能的释放；掌子面开挖完成后，NPR锚固件需及时对围岩进行高预紧力支护，对围岩进行高应力补偿，促使围岩重新恢复原始应力状态，达到控制围岩稳定的目的。施工工序为；第一步：掌子面掘进后在隧道壁面铺设钢筋网；第二步：在钢筋网上将管片拼装成环形管道；第三步：在管片的通孔中安装NPR锚固件；第四步，待围岩稳定后拆除管片，进行二次衬砌的施做。

技术领域

本发明属于衬砌隧道技术领域，具体涉及软岩隧道TBM支护系统和软岩隧道TBM支护方法。

背景技术

软岩隧道TBM（Tunnel Boring Machine）施工过程中，面临着围岩大变形甚至塌方的危险，所以一般采用封闭的TBM施工方案，即隧道掌子面推进后，后方及时施工支护结构，从而更大程度上保证施工人员及设备的安全。

由于地质条件以及初次支护技术难以控制围岩变形等因素限制，TBM经常出现卡机等现象，使软岩隧道TBM施工技术面临巨大困难，成为软岩隧道TBM施工的技术瓶颈。

软岩隧道围岩大变形控制过程中，高应力补偿是解决该问题的关键。应力补偿是指，围岩开挖完成后，通过支护结构及时对围岩形成反向约束力的支护系统。传统支护结构由于支护材料本身强度低、抗变形能力差等因素，无法与围岩实现结构、刚度以及强度上的耦合。在支护结构的整个变形过程，吸收围岩变形能极为有限，最终因支护结构失效导致围岩失稳破坏，使软岩隧道TBM系统出现卡机等故障，而无法正常工作。

因此，需要提供一种软岩隧道TBM支护系统和软岩隧道TBM支护方法，以解决上述所出现的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种，以解决或缓解现有技术中软岩隧道TBM支护系统的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种软岩隧道TBM支护系统，包括：

锚网，所述锚网铺设在隧道壁面，用于防止碎石散落；

管片，所述管片拼接形成环形管道，所述锚网设置在所述环形管道与隧道壁面之间，所述管片中部设有通孔；

NPR锚固件，所述通孔中均设有所述NPR锚固件，所述NPR锚固件的一端锚固在隧道围岩上，另一端伸出通孔。

进一步的，所述NPR锚固件为NPR锚索。

进一步的，所述NPR锚固件为NPR锚杆。

进一步的，一部分所述NPR锚固件为NPR锚杆，另一部分为NPR锚索。

进一步的，所述NPR锚杆由NPR冷轧钢材在锻造过程中加入NPR微小单元，形成弥散颗粒，进行加工制作而成。

进一步的，所述管片为钢管片，所述钢管片为NPR钢管片，所述NPR钢管片由NPR冷轧钢材在锻造过程中加入NPR微小单元，形成弥散颗粒，进行加工制作而成。

进一步的，所述锚网为钢筋网，由微观NPR钢绞线编织而成，所述微观NPR钢绞线由NPR冷轧带肋钢筋在锻造过程中加入NPR微小单元，形成弥散颗粒，进行加工制作而成。

进一步的，所述微观NPR钢绞线编织方式为方形编织。

本发明还提供一种软岩隧道TBM支护方法，包括

第一步，掌子面掘进后在隧道壁面铺设钢筋网；

第二步，在钢筋网上将管片拼装成环形管道；

第三步，在管片的通孔中安装NPR锚固件；