游 勝

（北京振沖工程股份有限公司，北京 100102）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，隧道及地下工程施工技術(shù)也得到了更新，尤其是在特長隧道建設(shè)過程中，TBM施工技術(shù)越來越普遍。尤其是在長大隧道建設(shè)時，往往很難避免穿越圍巖破碎帶或者是軟弱圍巖，但TBM受限于自身設(shè)計領(lǐng)域，不適合在該種圍巖段之中進(jìn)行應(yīng)用。為此，在實際TBM技術(shù)應(yīng)用時，需要克服一系列問題，維護(hù)相關(guān)工作的全面開展。

1 施工對策及方案設(shè)計內(nèi)容

由于很多工程在建設(shè)過程中的施工工期有限，而且在TBM配套操作過程中，需要對鉆機(jī)進(jìn)行提前維修和安裝，消耗的時間較多。除此之外，前刀盤掌子面在工作時也無法進(jìn)行止?jié){墻制作，水泥將凝結(jié)時間也會得到延長，經(jīng)過貫通面中的縫隙進(jìn)入到渣倉凝固狀態(tài)，引發(fā)護(hù)盾被卡死等問題。為了確保TBM掘進(jìn)順利通過密集帶，經(jīng)過多種施工方案比較之后，決定使用超前自進(jìn)式錨桿，具體注漿材料的選擇以新型聚氨酯化學(xué)漿液應(yīng)用為主。當(dāng)圍巖固結(jié)之后，方可應(yīng)用TBM進(jìn)行掘進(jìn)操作，最終完成有效的徑向注漿加固操作。

1.1 新型聚氨酯化學(xué)漿液特點

整個新型聚氨酯化學(xué)漿液的應(yīng)用，可以將其分成兩組，即A和B，該種注漿材料在應(yīng)用過程中，可以展示出以下特點：第一，黏度較低，且可注性較高，能夠注入相應(yīng)的巖土層之中，并通過空隙實現(xiàn)良好的擴(kuò)散和充填操作。第二，黏合性較高，可與松散巖體形成良好的黏合狀態(tài)。第三，在材料固結(jié)時間研究上，可以對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，即20 s到5 min，自身強(qiáng)度增長較快，在0.5～1 h內(nèi)可以達(dá)到最高強(qiáng)度。第四，本身具備較強(qiáng)的塑性，還能承受TBM掘進(jìn)擾動影響。第五，遇水反應(yīng)后便會形成快速膨脹特性，進(jìn)而實現(xiàn)對水流通道的全面封堵操作。第六，自身滲透性極強(qiáng)，實際滲透范圍可以達(dá)到1.5～3 m。第七，在配套設(shè)施設(shè)計上比較簡單，操作安全性較高。第八，材料之中不包含有毒物質(zhì)，與環(huán)保要求相符。

1.2 超前注漿參數(shù)設(shè)計

由于圍巖破碎鉆孔成孔設(shè)計強(qiáng)度較差，相關(guān)工作人員可以采用Φ25自進(jìn)式錨桿，除了可以作為鉆桿進(jìn)行應(yīng)用之外，還能將其當(dāng)作注漿管進(jìn)行應(yīng)用。在應(yīng)用過程中，工作人員須將其布設(shè)在拱頂150°范圍內(nèi)，長度約為3.0 m，環(huán)向之間的距離保持在1 m左右。

1.3 徑向注漿小導(dǎo)管參數(shù)設(shè)計

為了對圍巖變形問題進(jìn)行全面控制，等到相關(guān)掘進(jìn)斷面支護(hù)工作完成之后，相關(guān)工作人員可以在拱墻范圍內(nèi)使用Φ42小導(dǎo)管，進(jìn)而完成徑向注漿補(bǔ)強(qiáng)加固操作。一般情況下，小導(dǎo)管長度在4 m左右，縱環(huán)向間距大約為1 m，布置形式為梅花形布置，而且在實際注漿材料應(yīng)用上，以單液水泥漿為主。

2 敞開式TBM掘進(jìn)過節(jié)理密集帶施工技術(shù)內(nèi)容

2.1 超前自進(jìn)式錨桿注化學(xué)漿液加固圍巖

在實際鉆孔操作過程中，相關(guān)工作人員可以借助于TBM刀盤隔倉內(nèi)搭建簡單的作業(yè)架，主要作用就是對掌子面前方圍巖進(jìn)行鉆孔操作。另外，鉆孔采用的機(jī)械以風(fēng)動鑿巖機(jī)為主，外插角度大約為20°，而且整個偏差不會超過3°，孔深能夠達(dá)到3 m。實際鉆桿選擇主要以Φ25 mm的自進(jìn)式注漿錨桿為主，同時將其作為注漿管，由于刀盤之中的作業(yè)空間有限，鉆桿長度不宜過長，以單節(jié)長度為1 m注漿錨桿應(yīng)用為主線，實現(xiàn)連接套燈的全面構(gòu)建。換句話說，工作人員需要在第一節(jié)前端套上鉆頭，當(dāng)?shù)谝还?jié)錨桿得到全面鉆進(jìn)之后，工作人員便可以在后續(xù)尾部連接上最后一節(jié)錨桿，直到錨桿達(dá)到相應(yīng)長度為止。另外，在實際注漿操作過程中，相關(guān)工作人員同樣需要將錨桿尾端和注漿泵連接在一起，并對配套啟動注漿泵進(jìn)行應(yīng)用，根據(jù)實際質(zhì)量配合比要求，開展全面的現(xiàn)場配置工作。在實際注漿壓力確定上，可以借助于TBM刀盤前方掌子面漿液滲透情況，將實際結(jié)果展示出來，最為常見的范圍是2～4 MPa。

2.2 TBM掘進(jìn)

當(dāng)1組超前注漿加固操作工作結(jié)束之后，TBM便開始了新一輪的掘進(jìn)操作，推進(jìn)速度應(yīng)保持在緩慢狀態(tài)之下，在實際工作過程中，還需要對皮帶出渣情況和TBM電機(jī)電流值等進(jìn)行觀察，一旦出現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即停機(jī)開展檢查操作，避免大面積坍塌問題出現(xiàn)。當(dāng)掘進(jìn)工作完成3 m注漿加固段之后，應(yīng)停下來開展1組超前注漿加固操作，之后再開展相應(yīng)的掘進(jìn)操作，維護(hù)TBM安全不受任何影響，并實現(xiàn)對密集帶的全面操作和處理。整體來看，通過TBM掘進(jìn)工作的實施，可以將密集帶施工操作進(jìn)行完整性優(yōu)化。

2.3 圍巖支護(hù)

在TBM往前推進(jìn)操作過程中，當(dāng)圍巖出露護(hù)盾時，應(yīng)開展及時有效的支護(hù)操作。首先，在具體初噴混凝土操作過程中，每掘進(jìn)1個立拱間距段之后，對于出露護(hù)盾圍巖及時進(jìn)行人工噴混凝土封閉操作，在降低圍巖掉塊同時，還要為立拱作業(yè)人員安全提供充分保障。其次，在鋼拱架架設(shè)操作過程中，工作人員可以采用I16工字鋼進(jìn)行，并對全環(huán)鋼拱架進(jìn)行設(shè)計，此時拱架之間的間距大約為90 cm，在局部破碎段之中可以對拱架進(jìn)行加密操作，將具體間距保持在45 cm，在實際縱向連接鋼筋應(yīng)用上，主要應(yīng)用的是Φ22螺紋鋼，環(huán)向間距為1 m，確?？v向交錯布置的全面實施。除此之外，在實際巖石開裂處應(yīng)額外增加I12工字鋼連接，維護(hù)拱架整體受力不受任何影響。再次，開展有效的網(wǎng)片鋪設(shè)操作。該項操作主要集中在拱架背后，沿著上半圓巖面對Φ8鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行鋪設(shè)操作，整個網(wǎng)格規(guī)格要求為15 cm×15 cm，并在網(wǎng)片之間搭接1～2個網(wǎng)格。最后，施作錨桿。在實際錨桿制作上，可以應(yīng)用Φ22螺紋鋼進(jìn)行，生產(chǎn)出“L”型的砂漿錨桿，在左右向交錯鎖定之后，開展定鋼拱架鎖定操作，將錨桿長度定格在3 m/根，環(huán)間距設(shè)置在1 m左右。

2.4 徑向注漿加固圍巖

為了避免深層圍巖出現(xiàn)松動變形問題，從而對支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，產(chǎn)生圍巖二次坍塌，當(dāng)具體TBM掘進(jìn)支護(hù)工作結(jié)束之后，相關(guān)工作人員還可以根據(jù)具體TBM設(shè)備平臺應(yīng)用情況，實現(xiàn)對徑向注漿加固操作。除此之外，在實際注漿孔操作過程中，可以應(yīng)用風(fēng)動鑿巖機(jī)開展有效的鉆孔操作，而且在注漿操作過程中，應(yīng)該以Φ42小導(dǎo)管應(yīng)用為主，讓作業(yè)方式與常見鉆爆隧道形式相符，將注漿壓力集中在0.8～1.5 MPa。

3 結(jié)語

綜上所述，從實際隧道TBM掘進(jìn)操作過程中可以看出，對于節(jié)理密集帶施工操作，敞開式TBM掘進(jìn)操作能夠展示出良好的掘進(jìn)效果。相關(guān)工作人員可以在敞開式TBM刀盤前和上部圍巖開展有效的聚氨酯化學(xué)漿液灌注操作，實現(xiàn)對地質(zhì)條件的充分改善，進(jìn)而將TBM保持在安全狀態(tài)下，順利通過軟弱破碎圍巖。