[发明专利]一种包含孤石和基岩凸起地层的隧道盾构掘进方法

权利要求书

1.一种包含孤石和基岩凸起地层的隧道盾构掘进方法，该地层包括全风化花岗岩孤石发育地层和基岩凸起地层，其特征在于，所述掘进方法中，全风化花岗岩孤石发育地层采用先探测后处理的施工方法，基岩凸起段采用钻孔爆破及注浆加固的施工方法；所述全风化花岗岩孤石发育地层的探测具体采用电磁波层析成像法和声波层析成像法的复合探测方法；所述钻孔爆破采用百米钻由地面竖直向下打爆破孔，至基岩凸起顶面停止，然后利用履带锚固机对盾构线路中的基岩进行取孔，并在爆破孔中布设护管，然后在爆破孔中装入炸药，接着对爆破孔进行架空防护及重物压盖，最后起爆。

2.根据权利要求1所述的一种包含孤石和基岩凸起地层的隧道盾构掘进方法，其特征在于，全风化花岗岩孤石发育地层的施工方法具体为：

(1)孤石探测

采用超前地质物探或超前地质钻探或补勘钻探等方法进行孤石探查，以尽可能准确探明盾构隧道孤石分布情况，避免探查不充分导致盾构掘进受阻；

(2)处理方案

盾构掘进施工过程中，利用盾构电磁波层析成像和超声波层析成像的复合探测系统时刻监视掌子面前方的变化，提前发现孤石，根据情况采用相应措施；

如果发现孤石为上悬孤石群，则由盾构隧道内向孤石群开设引洞，由引洞对孤石群进行注浆加固；

如果孤石处于盾构路线上且孤石周围地层较好，在盾构机刀盘转动时不随之发生转动，则优化盾构掘进参数直接破碎通过；

如果孤石处于盾构路线上且孤石周围地层较差，孤石易随刀盘转动时，应采取预先处理措施然后再掘进通过，预先处理措施为：当不具备地面作业条件时，对孤石周边土层进行洞内注浆加固；当具备地面作业条件时，可采用采用爆破处理，对爆破体缝隙进行注浆加固。

3.如权利要求2所述的一种包含孤石和基岩凸起地层的隧道盾构掘进方法，其特征在于，如果孤石处于盾构路线上且孤石周围地层较好，则首先利用盾构机自带的水刀将孤石切割为小块，然后优化盾构掘进参数直接破碎通过。

4.如权利要求2所述的一种包含孤石和基岩凸起地层的隧道盾构掘进方法，其特征在于，预先处理措施为：当不具备地面作业条件时，利用盾构机自带的冰冻装置将孤石周围的土体冰冻为冻土结构。

5.如权利要求1任一项所述的一种包含孤石和基岩凸起地层的隧道盾构掘进方法，其特征在于，基岩凸起段的盾构掘进方法为：采用钻孔爆破及注浆加固的方法施工，具体包括以下步骤：

（1）对基岩凸起段进行详细地质勘察，明确基岩凸起的范围、位置；

（2）根据勘察确定的所述基岩凸起的位置，在地面上采用钻机打引孔，通过特殊PVC管引炸药入孔，在洞外进行爆破处理，并对爆破体缝隙注浆封堵，以确保盾构掘进通过时保压；

（3）从地面向硬岩上部软土地层钻孔，采用袖阀管对软土地层进行注浆加固；

（4）注浆加固后提高软土土体强度和自稳能力，避免在盾构刀盘扰动下，土体坍塌；

（5）盾构机配置了常压刀盘，使刀具能够直接破中风化花岗岩，让盾构直接掘进通过；

（6）盾构机刀具设计配置重型耐磨刀具，具备直接开挖破碎中、微风化花岗岩，盾构设计具备直接掘进通过能力；根据基岩凸起制定针对性的换刀方案，并储备足够的备用刀具。