[发明专利]隧道TBM施工过破碎带灾害源超前控制方法及系统

权利要求书

1.一种隧道TBM施工过破碎带灾害源超前控制方法，其特征是：包括以下步骤：

利用钻探与地球物理探测，在地表对破碎带展布范围内地层采用超前钻探方法进行取芯，根据取芯结果调整软弱破碎区域分布范围，确定TBM掘进前方灾害源赋存位置及特征；

从地表开设垂直钻孔，对TBM周边地层低压渗透注浆加固，在TBM周边形成保护层；对破碎带富水软弱地层地表注浆治理；

综合采用地球物理探测和检查孔法对富水破碎灾害源加固治理效果进行检查，判断注浆加固效果，直到注浆治理效果达到预期要求再启动TBM掘进。

2.如权利要求1所述的一种隧道TBM施工过破碎带灾害源超前控制方法，其特征是：在确定TBM掘进前方灾害源赋存位置及特征前，通过开展地球物理探测工作，结合场区工程地质水文地质资料，确定掘进前方破碎带富水软弱围岩展布形态和范围。

3.如权利要求1所述的一种隧道TBM施工过破碎带灾害源超前控制方法，其特征是：利用三维地震法探测在洞内对TBM掘进前方破碎带破碎岩体进行探测；利用地表高密度探测方法对掘进前方含导水构造进行探测，综合三维地震和地表高密度探测结果以及场区工程地质水文地质资料，绘制破碎带展布范围内破碎岩体及含导水构造空间分布图。

4.如权利要求1所述的一种隧道TBM施工过破碎带灾害源超前控制方法，其特征是：基于地球物理探测结果，在地表对破碎带展布范围内地层采用超前钻探方法进行取芯，根据取芯结果对软弱破碎区域分布范围进行调整，圈定破碎带治理区域。

5.如权利要求4所述的一种隧道TBM施工过破碎带灾害源超前控制方法，其特征是：在掘进前方沿隧道轴线在地表均匀开设垂直钻孔，钻孔孔底至隧道底板设计深度，钻孔间距15-20m，根据取芯结果对地球物理探测结果进行修正，若取芯结果与地球物理探测结果不符，则以取芯结果为准，并在该孔周边补充开孔若干，进一步补充探测结果。

6.如权利要求1所述的一种隧道TBM施工过破碎带灾害源超前控制方法，其特征是：从地表开设垂直钻孔，采用磷酸氢二钠-水玻璃双液浆对TBM周边地层低压渗透注浆加固；

进一步的，磷酸氢二钠-水玻璃双液浆的双液体积混合比为1:1，其中磷酸氢二钠溶液体积分数为80-90％，使用水对其稀释，所用水玻璃溶液为30-35波美度。

7.如权利要求4所述的一种隧道TBM施工过破碎带灾害源超前控制方法，其特征是：根据圈定的破碎带治理区域，对其中的富水破碎区域，从地表开设垂直钻孔至设计深度，采用前进式注浆工艺对目标加固地层分层治理。

8.如权利要求1所述的一种隧道TBM施工过破碎带灾害源超前控制方法，其特征是：地表注浆采用水泥水玻璃双液浆，水泥浆液水灰比为1:1，所用水泥为42.5R普通硅酸盐水泥；水玻璃浓度在35波美度到40波美度之间，水泥浆液与水玻璃体积比为2:1，设计注浆终压为2-3MPa。

9.如权利要求1所述的一种隧道TBM施工过破碎带灾害源超前控制方法，其特征是：

综合采用地球物理探测和检查孔法对富水破碎灾害源加固治理效果进行检查具体包括：

对比分析注浆前后破碎带地球物理探测结果、判断注浆加固效果以及对检查孔钻孔取芯，分析破碎岩体注浆胶结情况及渗漏水量。

10.一种地铁隧道TBM施工过破碎带灾害源超前控制系统，其特征是：包括注浆机构、钻孔机构、控制器和TBM掘进机，其中：

所述控制器，被配置为根据地表对破碎带展布范围内地层的取芯结果调整软弱破碎区域分布范围，确定TBM掘进前方灾害源赋存位置及特征，根据富水破碎灾害源加固治理效果判断注浆加固效果，直到注浆治理效果达到预期要求时启动TBM掘进机工作；

所述钻孔机构，被配置为从地表开设垂直钻孔；

所述注浆机构，被配置为对TBM周边地层低压渗透注浆加固，对破碎带富水软弱地层地表注浆治理。