敞开式TBM破碎围岩施工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114961775A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210431215.3E21D20/02(2006.01)(22)申请日2022.04.22E21D9/087(2006.01)(71)申请人中铁工程装备集团有限公司地址450000河南省郑州市经济技术开发区第六大街99号(72)发明人贾正文荆留杰杨晨王祥祥陈帅鞠翔宇郑赢豪陈强岳朋闯曹浩天周宇张娜简鹏(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司41119专利代理师陈晓辉(51)Int.Cl.E21D11/00(2006.01)E21D11/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称敞开式TBM破碎围岩施工方法(57)摘要本发明涉及破碎围岩岩层掘进方法领域，特别是涉及到了一种敞开式TBM破碎围岩施工方法。该方法是在TBM盾体后部采用弧形的管片拼装成支护环，并在支护环的外壁与洞壁之间留出注浆间隙；通过管片上预留的锚杆孔，用TBM的锚杆钻机施作锚杆；通过TBM盾体上预留的注浆口用TBM的注浆装置向支护环与洞壁之间的注浆间隙中注入结合物，结合物将管片与洞壁结合为一体，通过安装管片、施作锚杆以及填充结合物构造支护体系；管片的内侧面形成用于与TBM的撑靴配合的支撑面。施工过程可直接利用现有TBM上自带的注浆装置以及锚杆钻机进行相应操作，最大限度地减少对TBM结构的改变。综上所述，本发明有效解决了现有敞开式TBM破碎围岩施工方法存在的成本高、效率低的问题。CN114961775ACN114961775A权利要求书1/1页1.敞开式TBM破碎围岩施工方法，其特征在于，该方法是在TBM盾体后部采用弧形的管片(11)拼装成支护环，并在支护环的外壁与洞壁之间留出注浆间隙；通过管片(11)上预留的锚杆孔(12)，用TBM的锚杆钻机施作锚杆(14)；通过TBM盾体上预留的注浆口用TBM的注浆装置向支护环与洞壁之间的注浆间隙中注入结合物，结合物将管片(11)与洞壁结合为一体，通过安装管片(11)、施作锚杆以及填充结合物构造支护体系；管片(11)的内侧面形成用于与TBM的撑靴配合的支撑面。2.根据权利要求1所述的敞开式TBM破碎围岩施工方法，其特征在于，所述管片(11)上设有用于与管片拼装机配合的抓取口(13)，在拼装管片(11)之前，将TBM的钢拱架安装机构替换为管片拼装机，采用管片拼装机完成对管片(11)的拼装。3.根据权利要求2所述的敞开式TBM破碎围岩施工方法，其特征在于，所述管片(11)的外侧面上设有加强肋。4.根据权利要求1所述的敞开式TBM破碎围岩施工方法，其特征在于，管片(11)的内侧面为粗糙面，以增大与撑靴间的摩擦力。5.根据权利要求1所述的敞开式TBM破碎围岩施工方法，其特征在于，所述结合物为豆砾石和浆液的混合物。6.根据权利要求5所述的敞开式TBM破碎围岩施工方法，其特征在于，所述锚杆(14)为中空锚杆，其壁上布设有通孔，用TBM的注浆装置通过中空锚杆向破碎岩体中注入浆液以加固破碎岩体。7.根据权利要求6所述的敞开式TBM破碎围岩施工方法，其特征在于，所述浆液为早强混凝土浆液，以使撑靴在到达最末端的管片(11)时，浆液的强度可以支撑撑靴。8.根据权利要求1‑7任一项所述的敞开式TBM破碎围岩施工方法，其特征在于，所述管片(11)的两端分别设有向内侧延伸的连接沿，相邻两管片之间通过连接沿上的螺栓(15)连接在一起。9.根据权利要求8所述的敞开式TBM破碎围岩施工方法，其特征在于，所述连接沿由管片(11)端部的折边构成。10.根据权利要求8所述的敞开式TBM破碎围岩施工方法，其特征在于，在前后方向上相邻的两管片(11)间通过在所述注浆间隙中注入结合物而间接结合在一起。2CN114961775A说明书1/4页敞开式TBM破碎围岩施工方法技术领域[0001]本发明涉及破碎围岩岩层掘进方法领域，特别是涉及到了一种敞开式TBM破碎围岩施工方法。背景技术[0002]TBM(岩石隧道掘进机)是一种被广泛应用于山岭隧道施工的全断面掘进设备。伴随着各种长、超长(10km以上)隧道建设需求的日益增多，隧道地质变化复杂，Ⅱ、Ⅲ类占比居多的围岩中还会夹杂着占比不少的Ⅳ、Ⅴ类围岩，且存在大量的破碎带，这种工程仍将不得不选择敞开式TBM，但面临着敞开式TBM在破碎岩体时的施工支护问题。[0003]敞开式TBM软弱破碎地层施工过程中容易产生掉块、渗水、大变形等风险，使得施工安全性大大降低；同时，破碎岩体不能提供足够的TBM撑靴推力，使得TBM掘进困难；破碎围岩若不能得到很好的支护和处理，则隧道围岩稳定性将无法保证，影响隧道的施工和运营。目前TBM施工初期支护采取主要措施包括：钢筋排支护、钢筋网支