[发明专利]一种TBM通过长距离软弱泥化岩断层的方法

说明书

本发明提供一种TBM通过长距离软弱泥化岩断层的方法，包括：IV类、V类围岩均支护型钢拱架，型钢拱架采用槽钢连接；顶拱均悬挂钢筋网，开挖断面处喷涂混凝土；在仰拱围岩软弱变形处，清理型钢拱架底部的泥渣，设置型钢拱架、槽钢与钢筋网并连为一片，浇筑混凝土。该方法中，通过在软弱泥化岩断层处支护型钢拱架、设置槽钢、悬挂钢筋网以及喷涂混凝土等方式，保证开挖断面从顶拱到撑靴墙到仰拱各个范围内围岩的收敛变形，达到断面整体的稳定性，有效避免后期型钢拱架严重变形，避免发生支护系统整体稳定性丧失的现象，实现TBM掘进的顺利通过。本申请提供的方法大大减少后续处理不可预见的工作量，具有很高的施工安全性、可行性和经济效益。

技术领域

本发明涉及隧道掘进技术领域，尤其涉及一种TBM通过长距离软弱泥化岩断层的方法。

背景技术

TBM(英文全称：Tunnel Boring Machine；中文名称：全断面硬岩隧道掘进机)是一种机、电、液、光及气等系统集成化的隧道施工装备，能够提供掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点。软弱泥化岩断层段是TBM顺坡掘进施工中的重大地质风险段，尤其是长距离的软弱泥化岩断层段，这关系到TBM本身设备和人员的安全，同时也关系到隧洞施工质量和进度，因此需要采取有效措施确保施工安全。

TBM顺坡掘进施工过程中，由于洞壁围岩抗压、抗剪强度小于支撑靴的接地比压，这易出现支撑靴部位滑坍或下陷，即支撑靴部位出现洞壁塌方。此时，需要及时停机，并采取回填混凝土的方式回填洞壁塌方处。当掘进到软弱泥化岩断层段时，由于没有地下水，岩面干燥，因而，TBM短时间通过时不会出现刀盘明显沉降现象，此时可以采取常规拱架支护措施，以确保施工安全。TBM通过软弱泥化岩断层段48h后，由于岩石的水稳性差，顺坡掘进过程中的水流向刀盘方向聚集。汇集的水流导致岩石泥化，支撑靴部位出现的洞壁塌方处的围岩收敛，致使之前支护的拱架底部仰拱位置压入岩土中，进而致使拱架发生严重变形，支护系统整体稳定性丧失，此时采用普通加密拱架间的100mm槽钢措施已经启不到作用，并且会愈发严重。

TBM顺坡掘进施工采用无轨运输方式完成所需物料的运输。当拱架支护完成后，大量物料的运输会对软弱泥化岩断层段多次碾压，这也会造成拱架底部严重变形，使得支护系统丧失稳定性，影响软弱泥化岩断层段的TBM顺坡掘进施工。

发明内容

本发明提供一种TBM通过长距离软弱泥化岩断层的方法，以解决TBM顺坡掘进施工过程中通过软弱泥化岩断层段困难的问题。

本发明提供一种TBM通过长距离软弱泥化岩断层的方法，包括：

TBM大坡度顺坡掘进过程中，采用低转速、低扭矩、推进小推力的刀盘掘进参数进行短行程长度掘进；

根据软弱泥化岩断层的岩石地质情况，IV类围岩和V类围岩均支护型钢拱架，且塌方处的所述型钢拱架采用槽钢连接；所述IV类围岩和所述V类围岩的顶拱均悬挂钢筋网，开挖断面290°范围内均喷涂混凝土；

在仰拱围岩软弱变形处，清理所述型钢拱架底部90°范围内泥渣，设置型钢拱架、槽钢与钢筋网并连为一片，浇筑混凝土。

优选地，所述顶拱的塌方处均采用双层钢筋网。

优选地，根据TBM撑靴宽度以及侧壁围岩强度情况，当所述型钢拱架的间距小于1.2m时，所述型钢拱架外焊接钢板，泵送回填混凝土。

优选地，所述钢板的弧长为4500-5000mm。

优选地，所述IV类围岩支护的所述型钢拱架的间距为1-1.5m，在塌方处的所述型钢拱架的间距为1m；顶拱悬挂的钢筋网。

优选地，所述V类围岩支护的所述型钢拱架的间距为0.5-1m，在塌方处的所述型钢拱架的间距为1m；顶拱悬挂的钢筋网。