[发明专利]一种双护盾TBM超前预注浆的快速施工方法

说明书

本发明公开了一种双护盾TBM超前预注浆的快速施工方法，涉及技术隧道施工地层处理领域。包括步骤有：S1、观测掌子面及超前地质预报；S2、进行超前地质预报分析；S3、掌子面不稳定时，施作Ja注浆孔并注浆；S4、掌子面稳定后，将钻机运至刀盘前方；S5、当掌子面前方存在软弱破碎带时，施作Za孔并注浆；当掌子面前方存在富水地层或同时存在富水地层和软弱破碎带时，施作Zb孔和Zc孔并注浆；S6、待浆液凝固后，在注浆区施作检查孔，检查注浆效果，若注浆效果不理想，加密注浆孔，直至满足要求，继续掘进施工；S8、掘进至Za、Zb、Zc孔末端2～3m时，重回步骤S3直至通过软弱富水区间，然后重回步骤S1。本发明可保证双护盾TBM在软弱破碎富水地层安全快速施工。

技术领域

本发明属于隧道施工地层处理技术领域，更具体地说，是涉及一种双护盾TBM超前预注浆的快速施工方法。

背景技术

随着地下工程迅猛发展，TBM法在隧道工程中取得了长足的发展。其中双护盾TBM由于具备两种掘进模式，相较于敞开式TBM和单护盾TBM其地层适应性更加广泛，在地质条件良好时，掘进和安装管片可同步进行，可实现快速施工。双护盾TBM在工程施工中，遇到的地质情况越来越复杂，时常遭遇软弱破碎地层、富水地层等复杂地质，造成塌方卡机、涌水的风险，严重制约施工进度，甚至造成机械设备损坏、人员伤亡。因此，当遇到软弱破碎富水地层时，需进行超前预注浆加固(堵水)处理，通常超前注浆是由布置在护盾尾部的机载超前钻机完成钻孔注浆，但由于双护盾TBM盾体较长，且尾盾预设的导孔角度固定或受限，注浆扩散范围有限，效果不可控，且注浆范围控制不好可能会造成卡盾现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双护盾TBM超前预注浆的快速施工方法，保证双护盾TBM在软弱破碎富水地层安全快速施工。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种双护盾TBM超前预注浆的快速施工方法，包括以下步骤：

S1、TBM掘进过程中，通过观测掌子面及超前地质预报得出掌子面前方地质信息，地质信息应包含不同地层(软弱破碎富水地层)所处位置、分布范围以及裂隙发育情况；

S2、进行超前地质预报分析，当掌子面地层完整性较好、涌水量较小时继续掘进；当掌子面存在富水地层及/或软弱破碎带时，检查掌子面自稳情况；

S3、掌子面不稳定时，施作Ja注浆孔并注浆；

S4、掌子面稳定后，回退刀盘2～3m，先对掌子面进行喷锚加固以确保地层稳定性，在掌子面与刀盘间设置支撑，保证刀盘前方作业安全，将新型柱架式钻机运至刀盘前方；

S5、当掌子面前方存在软弱破碎带时，施作Za孔并注浆；当掌子面前方存在富水地层或同时存在富水地层和软弱破碎带时，施作Zb孔和Zc孔并注浆；

S6、待浆液凝固后，在注浆区施作检查孔，检查注浆效果，即注浆后地层固结(堵水)效果，若注浆效果不理想，加密注浆孔，直至地层固结(堵水)效果满足要求，继续掘进施工；

S8、掘进至Za孔、Zb孔、Zc孔末端2～3m时，重回步骤S3直至通过软弱富水区间，然后重回步骤S1。

优选地，步骤S3中，钻机通过尾盾设置的导孔在洞身上部区域环向钻Ja注浆孔，Ja注浆孔深度超出刀盘3～5m，Ja注浆孔的注浆范围为超出刀盘3～5m的区域。

优选地，双护盾TBM须在主梁设置旋转装置，宜为旋转齿圈，并在护盾上开设相应的导孔，导孔环向布置在护盾中，呈一定的倾斜角度3～9°。

优选地，步骤S5中，用柱架式钻机在掌子面钻Za孔，Za孔环形布置于隧洞开挖轮廓面，均匀分布于洞身中线及以上，方向为隧洞开挖方向并向外倾斜3～7°。