[发明专利]一种地下工程TBM穿越复杂软硬复合地层的施工方法

权利要求书

1.一种地下工程TBM穿越复杂软硬复合地层的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定掘进前方软硬复合地层混合类型及开挖断面的软硬复合比；

根据确定的软硬复合地层混合类型及隧道轴向上各断面的软硬复合比，划定掌子面前方软硬复合地层中的治理区域；

其中，软硬复合比的定义如下：

式中，α为软硬复合比，A_软为掌子面上软地层的面积，A为隧道开挖断面面积；

设计适用于复杂软硬复合地层施工的注浆参数，对TBM掘进机前方地层的设计区域进行注浆加固；对划定的治理区域进行注浆加固；

对注浆效果进行评估，注浆效果达到设计要求后，TBM掘进机启动掘进。

2.如权利要求1所述的一种地下工程TBM穿越复杂软硬复合地层的施工方法，其特征在于，确定掘进前方软硬复合地层混合类型的方法为：通过地球物理勘探方法与钻孔取芯分析初步探明周边工程地质情况，结合场区工程地质水文地质资料，查明地质特征及地下水分布情况，确定掘进前方复杂软硬复合地层围岩展布形态和范围，判断软硬复合地层混合类型。

3.如权利要求1所述的一种地下工程TBM穿越复杂软硬复合地层的施工方法，其特征在于，根据地质剖面图中隧道轮廓线横断面与各地层的位置关系，结合补充的沿隧道轴线的钻孔取芯结果，确定隧道各断面的软硬复合比，根据软硬复合比和软硬复合地层混合类型划定治理区域。

4.如权利要求1所述的一种地下工程TBM穿越复杂软硬复合地层的施工方法，其特征在于，当确定的软硬复合比位于0.3-0.7时，根据软硬复合比和软硬复合地层的混合类型划定治理区域，否则无需划定治理区域。

5.如权利要求1所述的一种地下工程TBM穿越复杂软硬复合地层的施工方法，其特征在于，所述TBM掘进机前方地层进行注浆加固的设计区域的前方边界位于掌子面前方1.4m-1.6m距离处，加固厚度为0.8m-1.2m，设计断面加固宽度范围为10m-12m。

6.如权利要求1所述的一种地下工程TBM穿越复杂软硬复合地层的施工方法，其特征在于，所述TBM掘进机前方地层的注浆加固采用水泥-水玻璃双液浆的前进式分段注浆工艺，具体步骤为：

在地表开设多个第一钻孔；

在第一钻孔内置入套管，注浆管底端设定距离处分别绑扎第一膜袋、第二膜袋，在套管内下注浆管；

进行分段注浆，每段的注浆方法为：向第二膜袋内注入浆液，使其与第一钻孔孔壁贴合，向第一膜袋内注入浆液，使其挤密周围地层，注浆管内注入浆液，浆液通过注浆管底端出浆孔流向设计区域地层。

7.如权利要求1所述的一种地下工程TBM穿越复杂软硬复合地层的施工方法，其特征在于：

当软硬复合地层为规则层理型复合地层时，治理区域上边界位于隧道顶部上方软弱地层与其他岩层的分界面，下边界位于层理面最低点所在水平面，前侧边界位于最后一排注浆孔前方0.8m-1m处，后侧边界位于第一排注浆孔后方0.4m-0.6m处；

当软硬复合地层为不规则侵入型复合地层时，治理区域上边界位于隧道顶部上方软弱地层与其他岩层的分界面，下边界位于隧道底板所在水平面，前侧边界位于最后一排注浆孔前方0.8m-1m处，后侧边界位于第一排注浆孔后方0.4m-0.6m处；

当软硬复合地层为上软下硬型复合地层时，治理区域上边界位于隧道顶部上方软弱地层与其他岩层的分界面，下边界位于掌子面前方软、硬地层分界面，前侧边界位于最后一排注浆孔前方0.8m-1m处，后侧边界位于第一排注浆孔后方0.4m-0.6m处。