[发明专利]岩爆隧道的预卸压施工方法

说明书

本发明公开了岩爆隧道的预卸压施工方法，涉及隧道施工领域，包括以下步骤：S1地质条件综合分析；S2确定高地应力段位置和岩爆烈度等级；S3实施不同预卸压措施；S4双护盾TBM设备防卡措施；S5根据地质条件的综合分析，实时注浆作业，以防支护管片开裂；过对地质条件进行综合分析，通过微震监测技术对可能发生岩爆的位置进行定位，采用地应力测试技术结合地质素描和岩爆事件记录确定岩爆的烈度等级，根据定位和烈度等级后，采用不同的预卸压技术，将围岩的应力降低到可以让双护盾TBM设备和支护管片处于一个安全的应力环境中，防止双护盾TBM设备别卡机和支护管片开裂的情况，保证双护盾TBM设备及支护管片在高应力的岩爆隧道施工中的安全性。

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，尤其涉及一种岩爆隧道的预卸压施工方法。

背景技术

国家一系列重大工程建设战略规划的实施，多个世界级的大型水利水电工程即将在青藏高原喜马拉雅山脉的高山谷地兴建。这些工程涉及到大量地下工程，具有埋深大、地质条件复杂、地质构造活动强烈、地应力水平高等特点，作为高地应力地区所特有的灾害现象，岩爆一直是岩土工程界研究的热点及难点，岩爆，是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象，由于岩爆的突发性和强大的破坏性，采用双护盾隧道掘进机(隧道掘进机，Tunnel Boring Machine，简称TBM)进行高地应力地区隧道施工，能够有效地降低施工风险，保障人员安全，尽管双护盾TBM设备对岩爆有一定的防护作用，同时安装的管片也能起到一定的防护作用，但当岩爆强度达到一定程度时，管片可能会产生裂纹，TBM可能也会发生卡机事故，国内某高应力隧道施工中甚至发生过TBM设备卡到最后被埋的严重事故，造成重大损失，在高应力地区洞段中施工，洞段中发生的岩爆可能会导致TBM卡机，甚至管片开裂，严重制约TBM掘进速度，对施工人员和设备安全造成严重威胁，影响运营安全，故在岩爆隧道中施工时，预卸压技术的使用显得格外重要。

在专利号为“CN201810296404.8”的发明专利“双护盾TBM防卡机方法”，该发明的技术方案如下：准确掌握地质条件后通过对双护盾TBM进行风险防控或对TBM进行改造，双护盾TBM风险防控为确保TBM高效连续掘进，或保证良好的TBM姿态，或选择合理的掘进参数，或加大扩挖量，或合理采用单护盾掘进模式，或超前加固地层处理的一种或者多种的结合；所述TBM改造为刀盘改造，或盾体改造，或增大扭矩，或增大推力的一种或者多种的结合；

所述加大扩挖量可利用垫片使得边滚刀和边缘面刀外伸，或使刀盘垂直提升的方法，两种方法或相互配合的方式实现扩挖，为软岩塑性变形围岩增大预留变形量，抵消部分拱部变形的影响；

所述超前加固地层处理可采用以下方法的一种或者多种的结合：

(1)利用刀盘预留孔喷射双组份复合膨胀泡沫或树脂填充空腔；

(2)通过刀盘预留孔人工向疏松地层导入PVC管或向不稳定地层导入玻璃纤维管，然后注入双组份复合膨胀泡沫或者树脂实施加固；

(3)在刀盘前方通过超前钻机打自钻锚杆，延伸进掌子面深处，成扇型分布，同时注入化学浆液或水泥混合物；

(4)在刀盘斜上方利用超前钻机通过支撑盾预留孔安装管棚，成扇型分布，并进行超前固结灌浆加固；

(5)在刀盘前方，采用钻孔设备来钻孔安装PVC或玻璃纤维可注射管，通过橡胶套筒阀向地层注入水泥混合物；

(6)采用人工开挖方式实施上部小导洞或旁洞开挖，并安装钢拱架和喷砼，通过小导洞将或旁洞设备运到工作面，采用玻璃纤维管注射双组份复合膨胀泡沫、树脂或水泥混合物；