[发明专利]一种降低双护盾TBM卡机风险的构建结构及方法

说明书

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种降低双护盾TBM卡机风险的构建结构及方法，在临近破碎区域处的TBM主洞的左侧和/或右侧增设有一施工辅助洞，施工辅助洞的两端与TBM主洞连通；施工辅助洞中设有皮带运输机A，皮带运输机A的两端与TBM主洞中的皮带运输机B会合。本发明增设施工辅助洞并在施工辅助洞中放置皮带运输机，形成多条传输通道，大幅度提高运输碎渣的能力，使TBM通过断层破碎带区域围岩时由于掌子面破碎而产生的大量碎岩渣尽快排出，解决由于不能及时出渣而导致的扭矩不足问题，防止TBM刀盘被卡；在施工辅助洞和TBM主洞交叉位置处加以喷锚支护和钢支撑，同时辅以注浆，控制破碎岩体由于TBM掘进而产生的较大收敛位移，防止TBM护盾被卡。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种降低双护盾TBM卡机风险的构建结构及方法。

背景技术

全断面岩石掘进机(TBM)以其快速、优质、高效、安全、环保、自动化等优点，近年来广泛应用于深埋长大隧道工程中。双护盾TBM是全断面岩石掘进机的一种，其主体结构除了刀盘外全部被两个护盾包围，护盾可分为前护盾、伸缩护盾、支撑护盾以及尾盾。地质情况较好时，TBM前进时的支反力由支撑靴承受；地质情况较差时，支撑靴收回，形成一个护盾，此时推进液压缸顶在管片上前进。其既可应用于硬岩，也可应用于软岩，同时还可在软硬岩交错地带掘进。此外，双护盾TBM的掘进和管片施作是同步进行的，所以其掘进效率要高于单护盾TBM。

但当围岩较差，尤其当隧道穿越破碎岩体区域时，破碎围岩会在滚刀切削力作用下产生掉块，但破碎的掌子面围岩大块坍塌导致皮带运输机无法以指定运输速率将碎岩运出，此时TBM刀盘的脱困扭矩小于岩体与刀盘的摩擦力，从而导致刀盘被卡；另一方面，破碎岩体区域受到扰动后周边围岩收敛变形过快，塑性变形发展过快，在管片还未施作时，围岩的径向位移会大于护盾与开挖面之间的预留距离，会导致TBM护盾被卡。

现有TBM施工案例中已有较多卡机事故，即使后续措施成功使TBM设备脱困，但仍然导致工期延误并且带来巨额的经济损失，现有对策也主要集中于发生卡机后的解决方案，而在如何预防TBM卡机上，尤其是双护盾TBM，仍然是一个难题。

发明内容

本发明旨在提供降低双护盾TBM卡机风险的构建结构及方法，能在不改变TBM设备组成的情况下，解决TBM在穿越断层破碎带时遇到的刀盘被卡及护盾被卡的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种降低双护盾TBM卡机风险的构建结构，临近破碎区域处的TBM主洞的左侧和/或右侧有一施工辅助洞，施工辅助洞的两端与TBM主洞连通；施工辅助洞中设有皮带运输机A，皮带运输机A的两端与TBM主洞中的皮带运输机B会合。

进一步的，施工辅助洞中设有喷锚支护，施工辅助洞与TBM主洞的交叉位置设有钢支撑。

一种降低双护盾TBM卡机风险的构建方法，包括以下步骤：

步骤一，当TBM机体将掘进至破碎区域时，在掌子面后方位置开挖施工辅助洞并施作支护，施工辅助洞的两端与TBM主洞挖通；

步骤二，在施工辅助洞中铺设皮带运输机A，皮带运输机A的两端与TBM设备中的皮带运输机B会合。

进一步的，所述步骤一中，在施工辅助洞与TBM主洞的交叉位置施作钢支撑。

进一步的，在掌子面位置对破碎区域的围岩进行超前注浆。

优选地，所述步骤一中，采用控制爆破开挖施工辅助洞。

优选地，所述步骤一中，支护形式采用喷锚支护。

进一步的，施工辅助洞有两个，分别位于TBM主洞的左右侧。

进一步的，两个施工辅助洞中的皮带运输机A在同一位置与皮带运输机B会合。