[发明专利]一种线隧道正洞TBM掘进段施工方法

说明书

本发明公开了一种线隧道正洞TBM掘进段施工方法，根据施工围岩级别的不同，采用不同的施工方式，在软岩段施工时采用如下步骤：超前地质预报、加强超前支护、渗水引排、初期支护、仰拱施作、铺轨、设备区域抽排水、TBM掘进，换步作业进行下次循环；在硬岩段施工与软岩段相比不需要加强超前支护和渗水引排的过程。本发明能够有效减少围岩的扰动、防坍塌，施工过程安全性高，针对不同施工段采用不同的施工方法有利于提高开挖效率。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种线隧道正洞TBM掘进段施工方法。

背景技术

在山体隧道施工时，正洞和平导TBM施工段通常敞开式硬岩掘进机掘进施工，采用有轨运输，皮带机出碴方式，铺设仰拱块，正洞同步进行拱墙二次衬砌模筑砼施工，隧道贯通后，在隧道内实施拆机。由于遇到的情况不同所采用的的施工方式也会不同，在该施工部分要穿越硬质岩层和软弱岩层，而软弱岩层和岩性软弱遇地下水极易软化而发生软岩控制型大变形。针对这些地形需要设计不同的掘进施工方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种掘进施工效率高、施工安全性高、完成隧道结构稳固的线隧道正洞TBM掘进段施工方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种线隧道正洞TBM掘进段施工方法，包括以下步骤：

1）超前地质预报：运用TSP203、地质雷达、超前钻探、红外探水、地质素描等先进仪器和手段对施工掌子面前方30m范围内的地质情况进行综合超前地质探测和预报，预测掌子面前方的地质条件、水文条件，确定地层分界线，地层岩性，岩体强度、完整性、地下水发育情况、水压大小情况；

2）加强超前支护：采用超前管棚、超前注浆、径向注浆、加强支护措施加强掌子面防护；当遇易大变形地段施工时，采用超前小导管注浆支护方式超前加固围岩；当遇断层破碎地段时，采取注双液浆形式超前快速固结围岩破碎段；若变形较小时可采用加密加长径向锚杆，提高围岩自承能力，通过预注浆提高围岩稳定性，以控制塑性区的发展，还可设置小导管或中管棚加强超前支护，同时采用加密型钢架进行支护；

3）渗水引排：掌子面前方30m范围岩体为破碎带，探孔地下水成股状水涌出，水压≥0.5MPa时，判识围岩自稳能力较好，进行排水降压，之后采用支护方式进行加固围岩；判识围岩自稳能力差，介质在水作用下易流失，进行排水降压，之后采用注浆加固围岩；

4）初期支护：初期支护由挂钢筋网、喷射砼和锚杆单独或联合组成，Ⅲ、Ⅳ级围岩拱部120°范围内增加格栅钢架加强支护；Ⅴ级围岩地段拱墙增加格栅钢架加强支护；所述锚杆包括砂浆锚杆和中空锚杆，拱部采用注浆中空锚杆，其余边墙采用砂浆锚杆；

5）仰拱施作：包括仰拱开挖、初喷混凝土、安装仰拱钢拱架、终喷砼、防排水管安装、仰拱衬砌钢筋施工和仰拱回填；

6）铺轨、设备区域抽排水、TBM掘进，换步作业进行下次循环。

优选的，步骤2）中的超前管棚分为超前大管棚和超前中管棚，均采用潜孔钻机成孔，注浆泵注浆；超前大管棚采用直径为φ108，厚度为6mm的热轧无缝钢管加工而成，且每根所述超前大管棚长35m；所述超前大管棚之间的环向间距为0.4m，外插角为3°。

优选的，步骤2）中的超前小导管采用直径为φ42，厚度为3.5mm的热轧无缝钢管加工而成，且每根所述超前小导管长3.5m；所述小导管的排列方式为环向间距40cm，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于150cm，外插角为5～10°。

优选的，步骤4）中的初期支护步骤为：初喷砼，再铺设钢筋网，然后钻设径向锚杆，再复喷砼至设计厚度。

优选的，所述TBM掘进的作业面环境温度超28℃时，采用机械降温方式进行降温。