Tbm通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法
【專利摘要】本發明涉及一種TBM通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法。本發明的目的是：使得TBM通過該區域時，兩洞之間的圍巖無法形成高應力區域，消除巖爆風險。本發明的技術方案是：該圍巖預處理方法步驟如下：1、確定預處理區域，TBM掘進方向上擬施工隧洞與相鄰現有隧洞之間的凈間距小于2倍TBM擬施工隧洞洞徑的區域為預處理區域；2、控制性爆破；2.1、通過現有隧洞往預處理區域內、現有隧洞與擬施工隧洞之間的巖柱區域布置若干排爆破孔Ⅰ；2.2、通過現有隧洞往擬施工隧洞拱頂和擬施工隧洞遠離現有隧洞側的拱肩部位布置若干排爆破孔Ⅱ；2.3、先起爆爆破孔Ⅰ，后起爆爆破孔Ⅱ；3、注入高壓水，選取部分爆破孔Ⅰ進行循環注水加壓；4、TBM正常掘進。
【專利說明】
TBM通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種TBM通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法。
【背景技術】
[0002]對于深埋隧洞而言，若洞間距過小，則兩洞之間巖柱由于應力集中，會產生一個高應力區域，該區域傾向于積聚能量，因此具有較高的巖爆發生風險。當TBM經過相鄰隧洞時，若兩洞之間的凈間距過小，則巖爆風險將顯著提升。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是:針對上述存在的問題，提供一種TBM通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法，使得TBM通過該區域時，兩洞之間的圍巖無法形成高應力區域，消除巖爆風險。
[0004]本發明所采用的技術方案是:一種TBM通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法，其特征在于步驟如下:
[0005]1、確定預處理區域，TBM掘進方向上擬施工隧洞與相鄰現有隧洞之間的凈間距小于2倍TBM擬施工隧洞洞徑的區域為預處理區域；
[0006]2、控制性爆破；
[0007]2.1、通過現有隧洞往預處理區域內、現有隧洞與擬施工隧洞之間的巖柱區域布置若干排爆破孔I;
[0008]2.2、通過現有隧洞往擬施工隧洞拱頂和擬施工隧洞遠離現有隧洞側的拱肩部位布置若干排爆破孔Π ;
[0009]2.3、先起爆爆破孔I，后起爆爆破孔Π ;
[0010]3、注入高壓水，選取部分爆破孔I進行循環注水加壓；
[0011]4、TBM正常掘進。
[0012]所述爆破孔I的爆破裝藥長度LI= 1/3L，L為現有隧洞與擬施工隧洞之間的巖柱的厚度;所述爆破孔Π的爆破裝藥長度L2 = 1.5D,D為擬施工隧洞洞徑。
[0013]所述爆破孔I沿現有隧洞軸線方向上的間距為2m，所述爆破孔Π沿現有隧洞軸線方向上的間距為2m。
[0014]所述爆破孔I與爆破孔Π的爆破間隔為0.5s。
[0015]循環注水加壓累計3個壓力循環，每個壓力循環的時間大于等于5分鐘，最大壓力大于等于8MPa。
[0016]若注水工程中，未注水的爆破孔I中有水流出，則停止注水。
[0017]本發明的有益效果是:本發明針對TBM穿越洞段的潛在高應力圍巖區域，通過控制性爆破松弛和注入高壓水壓裂兩種技術手段，預先制造人工裂紋，達到松弛巖體和降低應力集中的目的，從而消除TBM通過該洞段的強巖爆風險，創造安全的施工環境。
【附圖說明】
[0018]圖1為實施例的平面布置示意圖。
[0019]圖2為圖1的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0020]本實施例為一種TBM通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法。如圖1、圖2所示，繞行洞I與TBM掘進設計線路上的擬施工隧洞22之間的凈間距較小，并且現有隧洞I(繞行洞)的開挖過程中即存在強巖爆風險時，可采用本實施例的方法對該洞段的圍巖進行預處理，具體步驟如下:
[0021]1、確定預處理區域，TBM掘進方向上擬施工隧洞22與相鄰的現有隧洞I之間的凈間距小于2倍TBM擬施工隧洞22洞徑(D)的區域均為預處理區域，將預處理區域分成1m—個施工段，分段施工。
[0022]2、當TBM掌子面21距離預處理區域50m時，停止TBM掘進，等完成預處理區域圍巖的人工裂紋后，讓TBM繼續掘進。
[0023]3、控制性爆破；
[0024]3.1、通過繞行洞(現有隧洞I)往預處理區域內、繞行洞與擬施工隧洞22之間的巖柱3(厚度L)區域布置5排爆破孔14，爆破孔14沿繞行洞軸線方向上的間距為2m，在1/3倍巖柱3厚度范圍內制造人工裂紋，爆破裝藥長度LI = 1/3L;
[0025]3.2、通過繞行洞往擬施工隧洞22拱頂和右側拱肩部位布置3排爆破孔Π5(見圖2)，爆破孔Π 5沿繞行洞軸線方向上的間距為2m，裝藥長度L2= 1.5D，在TBM頂拱和右側拱肩部位制造人工裂紋；
[0026]3.3、爆破過中沿著軸線方向上先起爆巖柱區域的5排爆破孔14，后起爆TBM頂拱和右側拱肩部位的3排爆破孔Π 5，爆破間隔0.5s，制造1m長度范圍內巖柱區域和TBM右上方部位的裂紋。
[0027]4、完成預處理區域的控制性爆破后，采用高壓水對部分爆破孔(每個斷面選圖2中的1、Π、m號孔)進行循環注水加壓，累計3個壓力循環，每個循環的時間不得少于5分鐘，加壓過程中監測壓力-流量曲線，并封閉孔口 2m段長，壓水循環中最大壓力不得低于SMPa13S量使得第一個壓力循環出現人工裂紋繼續擴張的破裂壓力，若注水過程中，其他爆破孔有水流出，則停止注水，完成該孔的壓水循環。
[0028]5、完成預處理后，讓TBM開始正常掘進，TBM通過該預處理洞段時，降低掘進速度，確保TBM每個開挖進尺循環中，TBM的邊頂拱部位均完成系統錨桿支護。
【主權項】
1.一種TBM通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法，其特征在于步驟如下: 1.1、確定預處理區域，TBM掘進方向上擬施工隧洞與相鄰現有隧洞之間的凈間距小于2倍TBM擬施工隧洞洞徑的區域為預處理區域； 1.2、控制性爆破； 1.2.1、通過現有隧洞往預處理區域內、現有隧洞與擬施工隧洞之間的巖柱區域布置若干排爆破孔I; 1.2.2、通過現有隧洞往擬施工隧洞拱頂和擬施工隧洞遠離現有隧洞側的拱肩部位布置若干排爆破孔Π ; 1.2.3、先起爆爆破孔I，后起爆爆破孔Π; 1.3、注入高壓水，選取部分爆破孔I進行循環注水加壓； 1.4、ΤΒΜ正常掘進。2.根據權利要求1所述的TBM通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法，其特征在于:所述爆破孔I的爆破裝藥長度L1 = 1/3L，L為現有隧洞與擬施工隧洞之間的巖柱的厚度;所述爆破孔Π的爆破裝藥長度L2 = 1.5D,D為擬施工隧洞洞徑。3.根據權利要求1或2所述的TBM通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法，其特征在于:所述爆破孔I沿現有隧洞軸線方向上的間距為2m，所述爆破孔Π沿現有隧洞軸線方向上的間距為2m。4.根據權利要求1所述的TBM通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法，其特征在于:所述爆破孔I與爆破孔Π的爆破間隔為0.5s。5.根據權利要求1所述的TBM通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法，其特征在于:循環注水加壓累計3個壓力循環，每個壓力循環的時間大于等于5分鐘，最大壓力大于等于8MPa。6.根據權利要求5所述的TBM通過具有強巖爆風險繞行洞段的圍巖預處理方法，其特征在于:若注水工程中，未注水的爆破孔I中有水流出，則停止注水。
【文檔編號】E21D9/00GK106014428SQ201610541258
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月6日
【發明人】褚衛江, 張春生, 侯靖, 周勇, 陳平志
【申請人】中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司