[实用新型]一种用于处理TBM脱困的隧道施工结构

说明书

本实用新型公开了一种用于处理TBM脱困的隧道施工结构，包括导洞和扩挖洞，所述导洞在TBM靠近护盾处拱顶上方朝隧道开挖方向延伸，所述扩挖洞为导洞中靠近刀盘的一段向两侧扩挖所形成，所述导洞和扩挖洞上方围岩中设有超前支护，在导洞和扩挖洞内还设有初期支护，还包括在扩挖洞中朝掘进前方围岩中打设的超前管棚。该隧道施工结构中导洞和扩挖洞开挖工程量较小，同时可以利用扩挖空间消除管棚外插角，施作水平超前管棚，有效加固刀盘上部较大范围，也可利用该空间进行刀盘周边积渣清理，减小刀盘转动阻力，有利于TBM快速脱困，施工简单便捷，施工成本低，同时导洞和扩挖洞施工中设有超前支护及初期支护，能提高施工安全性。

技术领域

本实用新型涉及隧道施工领域，具体涉及一种用于处理TBM脱困的隧道施工结构。

背景技术

随着我国交通、水利、采矿等工程的快速建设，长大隧道建设越来越多。隧道掘进机(TBM，Tunnel Boring Machine)具有施工速度快、扰动小、环境好等优点，在我国隧道施工中应用越来越多。然而，TBM在施工时往往会遭遇断层破碎带、节理密集带、蚀变带等不良地质段，若采取的措施不当，常产生卡机事件，而卡机直接造成施工进度下降、投资增加、甚至造成TBM应用失败等。

目前通常采用的TBM脱困处理方法主要有：在TBM的护盾后方超前支护法、撑靴后方迂回导洞法、后配套后方迂回导洞法。其中，护盾后方超前支护法施工难度低，但超前支护外插角大(一般大于17°)，在刀盘前方加固围岩位置距离刀盘开挖范围远，加固效果差；撑靴后方迂回导洞法可钻爆法施工，但施工距离长(一般40m以上)，无法使用大型机具设备，效率低，施工周期长；后配套后方迂回导洞法可使用大型机具设备进行钻爆法施工，但施工距离很长(一般200m以上)，施工周期长，投资大。因此，采取有效的隧道施工结构使TBM及时脱困就显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型目的在于：针对在隧道施工中遭遇不良地质时，经常会出现TBM卡机情况，如何采取有效措施使TBM及时脱困的问题，提供一种用于处理TBM脱困的隧道施工结构，该结构通过在TBM上方施工导洞，并在靠近掌子面的位置扩挖出满足施作超前管棚的空间，及时对掘进前方施作超前支护，从而有利于TBM快速脱困，且施工简单便捷，工程量较小。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于处理TBM脱困的隧道施工结构，包括导洞和扩挖洞，所述导洞在TBM靠近护盾处拱顶上方朝隧道开挖方向延伸，所述扩挖洞为导洞中靠近刀盘的一段向两侧扩挖所形成，所述导洞和扩挖洞上方围岩中设有超前支护，在导洞和扩挖洞内还设有初期支护，还包括在扩挖洞中朝掘进前方围岩中打设的超前管棚。

该施工结构通过在TBM靠近护盾处拱顶上方设置导洞，并在导洞中靠近刀盘的一段向两侧扩挖形成扩挖洞，然后在扩挖洞中打设超前管棚对前方围岩进行支护，开挖工程量较小，同时可以利用扩挖空间消除管棚外插角，施作水平超前管棚，有效加固刀盘上部较大范围，也可利用该空间进行刀盘周边积渣清理，减小刀盘转动阻力，有利于TBM快速脱困，施工简单便捷，施工成本低，同时导洞和扩挖洞施工中设有超前支护及初期支护，能提高施工安全性。

作为本实用新型的优选方案，所述导洞的开口位置设置在拱顶最后两榀拱架之间。通过选择该导洞开口位置进行导洞施工，可以最小的施工量开挖至刀盘附近，开挖耗时较少。

作为本实用新型的优选方案，所述初期支护为沿开挖方向间隔设置的若干个型钢门架，所述型钢门架落脚在护盾上并与护盾固定连接，各型钢门架之间采用槽钢或钢筋连接加固。通过以上初期支护措施可确保对开挖洞的支护效果，避免开挖后发生大面积垮塌，确保开挖施工安全。

作为本实用新型的优选方案，所述初期支护还包括设于扩挖洞两侧的若干根锁脚锚管，可以对扩挖洞两侧的围岩进行局部加固，避免扩挖洞发生垮塌。

作为本实用新型的优选方案，所述超前支护为朝开挖前方打设的钢插板、钢筋排或小导管。