敞开式TBM隧道塌腔处理施工技术.pdfVIP

敞开式TBM隧道塌腔处理施工技术 1. 前言 TBM施工技术因其快速、环保、安全等特点，已被广泛应用至水利隧洞、交通隧道施工中。然 而，TBM 在穿越节理裂隙发育、围岩破碎段时其局限性也将彰显无遗，由于其特殊的出渣方式及掘进 振动影响造成围岩垮塌从而形成塌腔。因此，塌腔处理是 TBM施工难以避免的一个课题，能否安全 快速的将塌腔回填密实是保证整个 TBM 法隧道安全快速施工的关键环节。 我国已建或在建的 TBM隧道对于塌腔主要采用喷射混凝土封闭回填、泵送混凝土回填，腰部采 用木材填充撑靴通过的方式。这些处理方式都存在局限性，一是未形成系统成熟的处理措施，二是 塌腔处理不能与围岩形成整体在撑靴压力作用下易造成二次垮塌，造成 TBM掘进受阻。 针对这一现状，中铁隧道局集团有限公司依托xx铁路xx隧道项目，结合现场实际情况就不同部 位、不同程度的塌腔处理进行研究总结，最终形成敞开式 TBM 隧道塌腔处理施工工法，该工法可安 全快速的将塌腔回填密实确保 TBM正常施工，为今后类似工程提供了可供借鉴的工程实例。 2. 工法特点 2.1针对性强。可针对 TBM隧道不同部位、不同程度、不同类型塌腔采取针对性的处理措施。 2.2可靠性高。拱腰塌腔临空面为硬质岩创新“喷射混凝土稳定临空面+预埋排水盲管+模筑混凝土 +预埋注浆管注浆”，拱腰塌腔临空面为软弱围岩创新“换填混凝土+预埋注浆管注浆”相较于采用 方木或单纯的喷射混凝土处理塌腔，保证了塌腔回填密实，确保 TBM 顺利通过塌腔段。 2.3安全性高。拱顶塌腔创新“喷射混凝土稳定临空面+预埋排水盲管+关模封闭+回填混凝土+ 径向注浆”及“喷射混凝土封闭+回填混凝土+径向注浆”，保证塌腔回填与围岩成拱闭合，形成整 体受力体系。 2.4工效高。利用 TBM 护盾与撑靴间距离差进行塌腔的稳妥处理，实现 TBM 掘进与塌腔处理的同 步作业，避免长时间停机等待，有效提高了施工进度。 3. 适用范围 本工法适用于敞开式TBM隧道塌腔处理施工。 4.工法原理 本工法从改善围岩条件角度着手，确保与围岩形成整体受力闭环体系。针对不同部位、不同程 度塌腔处理总结出相应处理措施：①塌腔临空面集中出水点及散水部位预埋透水盲管引水，防止塌 腔进一步恶化，同时为塌腔处理创造有利条件；②喷射混凝土以稳定塌腔临空面，为预埋注浆管模 筑混凝土或回填混凝土创造安全作业条件；③模筑混凝土或回填混凝土完成后及时进行注浆加固， 以确保塌腔处理密实，与周边围岩形成整体，达到更好的受力条件。 5.施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 敞开式TBM隧道塌腔处理施工工艺流程见图5.1-1。 1 图5.1-1 敞开式TBM隧道塌腔处理施工工艺流程 5.2 操作要点 5.2.1 初期支护 敞开式TBM通过由于围岩破碎掉块形成的塌腔段，首先应加强初期支护，防止破碎体溜坍造成 塌腔进一步恶化。针对此现状，初期支护在常规钢筋排+拱架联合支护的基础上，加密拱架间距且拱 架之间采用型钢连接代替螺纹钢连接筋进行加强支护，拱顶塌腔处理，如有必要则施作超前管棚进 行棚护。塌腔揭露护盾后在初期支护完成后立即开展塌腔处理。 5.2.2 拱顶塌腔处理 （塌腔可见且高度小于2.5m） 对于可见塌腔，且塌腔高度小于2.5m 时，拱顶塌腔处理采取 “喷射混凝土稳定临空面+预埋排 水盲管+关模封闭+回填混凝土+回填注浆加固”。塌腔单次处理长度可根据塌腔围岩稳定性确定，同 时为保证塌腔处理过程中不影响TBM施工，一般处理长度为2～4m。 （1）塌腔临空面喷射混凝土 2 对于可见塌腔，且塌腔高度小于2.5m 时，为防止临空面不稳定造成持续垮塌，割开钢筋排作为 喷射混凝土作业窗口，人工站在TBM平台上在已支护初支面内手持喷头通过喷射混凝土作业窗口对 塌腔临空面喷射混凝土封闭，喷射混凝土应分层进行