浅谈鄂北工程宝林隧洞小洞径敞开式TBM掘进过节理密集带施工技术

慕光明 任杰

中国水利水电第六工程局有限公司 辽宁 沈阳 110000

引言

专业的施工技术应用是工程建设安全和质量的重要保障。施工技术的针对性越强，其施工建设效果的精确性越高。从不同施工技术的合理应用角度分析，可知TBM掘进技术的应用需要重视原材料的合理应用以及技术操作方法的有效实施。

1 小洞径TMB施工技术的应用现状

小洞径TBM施工技术应用更多的是市、县一级主导的区域性供水工程或是大型调水工程的下游段，目前大部分采用小洞径TBM施工技术的工程建设，对小洞径TBM施工效率、安全、质量都提出了较高的水平要求，尤其是穿越复杂地质构造密集断层带的措施方面，对TBM设备配套的超前支护系统、常规支护系统的要求也同步提高，其中关于支护注浆原材料的凝结时间控制和锚杆的操作方法合理选择是两个较为关键的技术。现阶段具有适宜性的注浆原材料为新型聚氨酯材料，锚杆类型为超前自进式锚杆[1]。

2 技术应用的要点要点分析

在上文的叙述中已经提到，技术的实际应用中需要注重原材料的选择和操作中的技术的合理应用，具体来说，技术应用的要点有以下几方面内容。

（1）聚氨酯化学浆液的选择应用。聚氨酯浆液与传统的地下破碎带施工建设所应用的原材料存在显著差异，原材料的主要特点有：一是浆液本身的黏度水平较低，在注浆操作中的实际效果会因此而更佳。另外，这种性质的浆液还可以直接注入岩土层层次，并且具备良好的自我扩散效果，能够提升整体的填充效果。二是具备良好的黏合性特征，这会为浆液与松散状态下的岩体结构的结合提供保障。三是此种材料的具体固结时间具有可调节性。可调节范围也相对较大，最短可维持20s，最长则可以延长至5min。在整个凝结的过程中，原材料的自我凝结强度也会呈现大幅度快速增长的状态。四是此原材料的可塑性很强，即使由于掘进操作对其周围环境产生扰动效果，也不会影响材料的实际状态。另外，这种原材料在应用中还有非常典型的实际优势，主要表现为实际应用效果好，并且原材料内部成分中不包含有毒物质，符合小洞径TBM施工空间狭小的绿色环保要求。

（2）针对径向注浆小导管的参数设计要点。小导管的规格控制要求达到φ42，导管的应用主要是为了提升注浆结构主体的稳定性。常规情况下，所选用的小导管长度要达到4m。纵环向间距要达到1m。布置的具体形式为梅花形。在注浆施工中，原材料宜选择单液水泥浆。

3 施工技术的具体内容分析

（1）围岩加固技术。在此技术的应用背景下，需要首先重视的施工操作环节是钻孔环节，技术人员可在TBM刀盘隔仓内搭建专用的操作平台。以便为进一步的钻孔工作开展提供便利。另外，钻孔设备的合理选择也是非常关键的，一般建议选用风洞凿岩机设备进行施工建设。将外插角度控制在20°的范围内，关于角度的误差控制，要求偏差度不得高于3°。关于孔深度的控制范围，应当按要求达到3m。锚杆在具体施工中既发挥锚杆的推进作用，也可同时作为注浆管进行应用。在具体的注浆操作环节中，应当注意将锚杆与注浆泵进行准确连接，关于注浆操作的压力提升工作，需要参照掌子面浆液的渗透情况确认，常规情况下压力指标的控制范围在2至4MPa的范围内[2]。

（2）掘进操作技术。在具体的掘进施工环节中，掘进工作的频率是在单组的超前注浆加固工作完成后，便进行下一步的掘进操作。掘进的整体施工操作速度不宜过快，另外，施工中还需要对皮带区域的出渣情况进行及时的观察确认，且TBM机械设备的结构中，电机的电流值也要保持在稳定且科学的范围内，一旦发现电机设备的相关参数出现异常，则应当立即停止掘进工作，寻找异常情况的具体引发原因。掘进工作的连续开展长度不得超过3m，应当按照每3m一个阶段的频率进行同步额注浆加固操作。随后再进行掘进操作的工作。

（3）围岩支护技术。关于围岩支护技术的应用，是伴随着TBM技术应用所需要同步注重的施工环节。当围岩处露盾的阶段，就应当及时跟进支护操作。支护的具体流程为，第一，在混凝土初喷的操作环节就按照一个立拱的间距距离，分阶段对露出的部分进行喷涂封闭操作，避免围岩掉块现象频率的提高。在设置钢拱架结构时，应当选用I16工字钢作为基础原材料。拱架结构的间距最大值应当保持在90cm的范围内。第二，要进行针对性地网片铺设操作，此操作是在拱架背后进行的，为了确保铺设效果，需要对网格的规格进行严格控制。第三，锚杆的施作环节，需要应用交错锁定技术提高锚杆结构的稳定性，锚杆的规格应当选用φ22～25的规格。另外，受小洞径TBM施工空间狭小以及锚杆钻机平台的位置限制，锚杆的布设区域需要控制在与拱顶区域呈现150°的范围内，锚杆的长度控制要求，应进行实际松动圈检测，根据松动圈范围来合理设置锚杆长度，以减少锚杆接杆，提高施工效率。最后，对于埋深浅的地质破碎带，需进行补充地勘，根据补充地勘情况来优化支护方案设计[3]。

4 结束语

综合来讲，对于敞开式TBM技术的应用，需要施工人员从自身的施工技术水平出发进行全面提升，并且严格按照具体的施工环节控制好施工技术应用的要点，最终为取得良好的施工建设效果提供支持，并且体现出这一施工技术的典型优势。