[发明专利]一种TBM掘进蛇形运转的衬砌处理方法及应用方法

说明书

本发明属于TBM施工技术领域，公开了一种TBM掘进蛇形运转的衬砌处理方法及应用方法，包括：通过将3D激光断面扫描仪对初期支护断面的测量结果与设计断面参数对比，确定二次衬砌实际净空状况和欠厚情況；同时通过优化衬砌台车的内轮廓、内轮廓的过渡方式以及过渡范围高度加工衬砌台车并进行TBM施工段衬砌断面调整。本发明通过进行TBM施工段衬砌断面调整，能够减少TBM蛇形运动处理的工程量，提高处理效率，降低安全风险，同时无需过多的经济投入。本发明能够避免在施工过程中对初期支护进行拆换，减少TBM蛇形运动对TBM掘进段正常的衬砌施工带来的严重影响，在保证工程质量的前提下，提高工程效率。

技术领域

本发明属于TBM施工技术领域，尤其涉及一种TBM掘进蛇形运转的衬砌处理方法及应用方法。

背景技术

在隧道工程TBM施工过程中常会遇到洞段一侧围岩节理发育、岩体破碎等不良地质情况，围岩的软硬不均容易使TBM左、右两侧撑靴受力不均，加上两侧围岩变形的差异性，最终导致TBM掘进段产生所谓的“蛇形运动”。当“蛇形运动”过大时，容易导致初期支护侵限、二次衬砌净空不足等施工难题，轻则需要欠挖处理，重则需要对初期支护进行拆换，造成TBM施工效率降低、安全风险增大、材料投入增加等不利影响。现有技术在解决TBM偏移造成的初期支护侵限问题上经济等投入较大，且侵限问题得到不良好处理，亟需一种新的技术来解决TBM掘进蛇形运动造成的侵限问题，保障TBM施工高效率及低成本掘进。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种TBM掘进蛇形运转的衬砌处理方法及应用方法，通过进行TBM施工段衬砌断面调整，能够减少TBM蛇形运动处理的工程量，提高处理效率，降低安全风险，同时无需过多的经济投入。

本发明是这样实现的，一种TBM掘进蛇形运转的衬砌处理方法，所述TBM掘进蛇形运转的衬砌处理方法包括：

设置试验段，利用TBM掘进机于试验段上施工，并采用3D激光断面扫描仪对初期支护断面进行测量；

通过将3D激光断面扫描仪对初期支护断面的测量结果与设计断面参数对比，确定二次衬砌实际净空状况和欠厚情況；

确定新增加衬砌台车的内轮廓；确定所述内轮廓的过渡方式并计算过渡范围高度；

同时通过优化衬砌台车的内轮廓、内轮廓的过渡方式以及过渡范围高度加工衬砌台车并进行TBM施工段衬砌断面调整。

基于确定的新增加衬砌台车的内轮廓以及过渡方式、过渡范围高度加工衬砌台车；

采用所述加工后的衬砌台车进行衬砌施工。

进一步，所述测量包括：测量断面纵向间距1m。

进一步，所述确定新增加衬砌台车的内轮廓之前还需进行：统计边墙初期支护侵限高度、拱部初期支护侵限厚度。

进一步，所述新增加衬砌台车的内轮廓计算公式如下：

其中，R_衬表示衬砌台车内轮廓半径；R_建限表示建筑限界要求衬砌最小内净空半径；R_接限表示接触网限界要求衬砌最小内净空半径；δ表示施工误差。

进一步，所述内轮廓的过渡方式包括：将内轨顶面以上适当范围内的衬砌内轮廓采取弧形相切过渡。

进一步，所述过渡范围高度计算公式如下：

H_弧≥H_统；

其中，H_过表示内轨顶面以上衬砌内轮廓弧形相切过渡高度；H_统表示边墙初期支护侵限高度统计值。