[发明专利]单护盾双模盾构在TBM模式下穿越破碎带掘进施工工法

说明书

本发明属于建筑施工技术领域，具体的说是单护盾双模盾构在TBM模式下穿越破碎带掘进施工工法，搭设超前注浆平台，随后固定钻机，进行钻孔作业，钻孔作业技术后进行注水洗管，洗管后再注入磷酸/水玻璃的混合液，随后通过注浆管进行注浆作业；钻孔深度至刀盘12米，在此过程中分成六分段进行注浆作业；注浆作业过程中压力控制在0.6MPa，完成注浆后即结束该超前孔注浆加固；通过详勘揭示、补堪及超前地质预报(TBM采用)确定破碎带位置，对破碎带土体进行注浆加固，而后通过土仓隔板预留球阀对掌子面进行注浆加固，提高破碎带围岩的稳定性和减小围岩的透水性，减少多次模式转换投资成本的同时又保证了施工安全性，减小掘进风险及地表建(构)筑物安全。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体的说是单护盾双模盾构在TBM模式下穿越破碎带掘进施工工法。

背景技术

通常情况下，单一模式盾构机在极端硬岩地层掘进效率低，单护盾或双护盾TBM无法在复合地层中掘进，此前土压平衡(EPB)和TBM两种功能模式不能同时共存的离线式双模掘进机在隧道内进行土压和TBM模式转换时，耗时长达1个月以上，影响整体工期。单护盾EPB+TBM双模盾构机施工工法的出现填补了国内EPB+TBM双模盾构的空白。

盾构掘进过程中多发不可预见性问题、复杂多变地层交错横生等问题，施工过程中稍不注意会引起不良后果，特别是在不同岩性岩层转换段的破碎带掘进施工，在地表无加固条件的情况下，极易造成不良后果及恶劣社会影响等。往往两种岩层间转换前后都是硬岩，地层转换地带为破碎带，往往长距离全断面硬岩均采用TBM掘进机掘进，双护盾TBM遇到破碎带可以在中盾支撑体周边凿岩洞进行超前注浆加固。而单护盾双模(EPB+TBM)盾构TBM模式在全断面硬岩掘进过程中遇长距离穿越较为破碎地带，因中盾后全部拼装有管片无凿岩洞进行超前注浆条件，且敞开式掘进无法保压，易出现超挖、沉降超标甚至坍塌等风险。若在破碎带处进行TBM→EPB模式转换需要7天时间，穿越破碎带进入全断面硬岩后仍需再花费7天进行一次EPB→TBM模式转换，需浪费至少14天工期或更多及2次或多次模式转换费用，且EPB模式掘进较为破碎的断层分界带并不能完全保证成型隧道、刀盘前掌子面岩层及地表稳定性；为此，本发明提供单护盾双模盾构在TBM模式下穿越破碎带掘进施工工法。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的单护盾双模盾构在TBM模式下穿越破碎带掘进施工工法，包括以下步骤：

S1、搭设超前注浆平台，随后固定钻机，进行钻孔作业，钻孔作业技术后进行注水洗管，洗管后再注入磷酸/水玻璃的混合液，随后通过注浆管进行注浆作业；

S2、钻孔深度至刀盘12米，在此过程中分成六分段进行注浆作业；

S3、注浆作业过程中压力控制在0.6MPa，完成注浆后即结束该超前孔注浆加固，重复步骤完成其余3个超前孔注浆加固；

S4、进行注浆效果检查，若合格则完成该段注浆加固，若不合格或正面需要加固则返回注浆作业步骤；工作时，本工法通过详勘揭示、补堪及超前地质预报(TBM采用)确定破碎带位置，采用洞内超前注浆设备在盾构超前注浆孔对土仓上方及刀盘前上方破碎带土体进行注浆加固，而后通过土仓隔板预留球阀对掌子面进行注浆加固；通过加固提高破碎带围岩的稳定性和减小围岩的透水性，减少多次模式转换投资成本的同时又保证了施工安全性，减小掘进风险及地表建(构)筑物安全，丰富了国内现有单护盾EPB+TBM双模盾构机在TBM模式下穿破碎带施工工法；通过定点超前注浆减少2次甚至多次模式转换，间接减少大量钢铁制品(溜渣斗/板)、焊接耗材、各种油脂类耗材的投入使用，间接减少电能、盾尾油脂、主轴承密封脂、齿轮油、工业液压油等油品的损耗，节能减耗、环保效益显著；同时，本施工工法能使单护盾双模盾构在不进行EPB、TBM模式互换的基础上，利用TBM模式安全顺利掘进破碎带地层，减少大量工时损耗的同时避免2次或2次以上的模式转换费用的投入。