一种TRD与地表深孔半断面注浆联合超前止水帷幕施工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114320360A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202111533249.5E21F1/00(2006.01)(22)申请日2021.12.15(71)申请人山东科技大学地址266590山东省青岛市黄岛区前湾港路579号(72)发明人赵增辉刘浩李秋艳王永林陈宝森杨鹏(74)专利代理机构北京汇捷知识产权代理事务所(普通合伙)11531代理人武贵(51)Int.Cl.E21D11/10(2006.01)E21D11/38(2006.01)E21F17/00(2006.01)E21F17/18(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图6页(54)发明名称一种TRD与地表深孔半断面注浆联合超前止水帷幕施工方法(57)摘要本发明属于隧道止水施工技术领域，公开了一种TRD与地表深孔半断面注浆联合的隧道超前止水帷幕施工方法，包括地层勘探、定位测量放线、TRD就位横向切削、TRD横向后撤切削、切割箱注浆搅拌成墙、护孔管放置拼接、钻设注浆孔、桩位取芯及成孔斜度检测、安装与调试喷浆设备、配置浆液、搅拌提升成桩。本发明提供的TRD搅拌墙和深孔注浆桩联合加固地层和超前封堵，抑制富水地层地下水渗流对隧道围岩的致灾影响；通过埋设拼接护孔管对杂填土层进行阻隔，避免塌孔影响成桩，同时对深孔进行加固保证注浆孔畅通。较传统的一次成墙TRD施工方法，解决了TRD工法易被复杂的地质条件，如隧道下穿河流、富水破碎地层工程，形状不规则的基坑工程等所限制的问题。CN114320360ACN114320360A权利要求书1/3页1.一种TRD与地表深孔半断面注浆联合超前止水帷幕施工方法，其特征在于，所述基于地表深孔半断面注浆技术的隧道止水帷幕施工方法包括以下步骤：步骤一，地层勘探：对施工地层进行地质勘探、地质素描并结合TBM上配备的超前地质预报设备提前进行地质预测预报，确定其富水砂层、强风化及中等风化破碎岩层位置；步骤二，定位测量放线：对待施工场区进行检查清理，测量人员根据步骤一中该区段地质预报情况，进行地质优良区域的水泥墙位及地质较差区域的注浆孔位预设置，将预设点位测线定位标识后，进行通风标准测定；所述通风标准参数具体包括：施工过程中，洞内的氧气按体积计算不少于20％；粉尘容许浓度：每立方米空气中含有310％以上的游离SiO2的粉尘不大于2mg；CO最高允许的浓度为30mg/m；CO2按体积不大于0.5％；氮氧化物为5mg/m3以下；隧道内气温不高于28℃；每人应供应新鲜空气3m3/min，掘进机施工规定了洞内最小风速为0.15m/s；所述通风量计算具体包括：按隧道施工的规范要求，在通风计算中根据所需风量、风压以及风管的损失，来确定风机功率和风管直径；(1)隧道内所需风量计算①按洞内同时工作的最多人数所需的新鲜空气，计算出所需风量Q1；Q1＝K×q×n其中K为风量备用系数1.2；q为人均新鲜空气量为0.05m3/s；n为隧道作业人数；②按洞内规定的最小风速，计算出所需风量Q2；Q2＝s×v其中s为开挖面的面积；v为隧道内最小风速取值0.4m/s；所以可得隧道所需风量；(2)供风量计算风机的供风量除了满足隧道的正常风量外，还需要考虑漏风量和损失量；Q供＝P×Q2其中P为漏风系数，已知设计线路总长L，每100m漏风率采用1％计算，则可得送风总长漏风量，进而计算得到供风量；(3)风压的计算计算通风过程中风机总风压P总，要保证出风口达到风量的需求量，需要考虑沿途风管摩擦损耗，所以：P总＝RfQ供Q出+HD+H其中Q供为通风机供风量；HD为隧道内阻力损失取50；H为其他阻力损失取60；Rf为通风阻5力系数，Rf＝(6.5aL)/d，a为管道摩擦阻力系数取0.00225；L为风管长度；d为风管直径；可求得隧道风机全压；(4)风机功率计算W＝Q供P总K/1000η其中Q供为风机供风量；P总为风机工作风压；为风机工作效率取80％；K为功率储备系数取1.26；2CN114320360A权利要求书2/3页根据计算结果，可求得所选风机功率最小值，通风机供风量最小值，管道末端流出量最小值，即满足使用要求的最小值；步骤三，TRD就位横向切削：TRD设备安装就位于步骤二中预设位置，连接调试完毕后，驱动锯链式切割箱纵向植入至设计深度后，横向切削一段岩土体成槽，切割箱横向切削速度控制在3cm/min～5cm/min；步骤四，TRD横向后撤切削：根据步骤三中横向切削完毕后，进行横向后撤切削至初始位置；步骤五，切割箱注浆搅拌成墙：TRD横向后撤切削完毕后，由切割箱注入固化液与岩土体充分搅拌并横向推进形成等厚度水泥搅拌墙，循环步骤三及步骤四直至完成预设水泥墙尺寸要求；TBM掘进过Ⅴ、Ⅵ级围岩段之前，该段区