Tbm掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种TBM掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构。适用于深埋硬岩地下工程领域。
【背景技术】
[0002]根据目前国际上的普遍共识，岩爆一般可以分为3种类型，即应变型岩爆、断裂型岩爆和岩柱型岩爆，其中对工程影响最突出的是断裂型岩爆。断裂型岩爆最早在上世纪80年代初期被发现和认识，其中的滑移型机理被认为是断裂构造受到高应力作用以后发生滑移错动、导致能量释放冲击围岩，当形成围岩破坏时，称为断裂滑移型岩爆，其中的能量释放被称为微震事件。这是国际上普遍报道的一种岩爆类型，破坏力极大，主要是与刚性断裂相关，与很多构造地震发震原理相似地，这种刚性断裂的某些部位(如起伏体等咬合部)等具备积累高应力的条件，当咬合部破坏时，断裂发生滑移并适当能量，所导致的岩爆即为断裂滑移型岩爆。
[0003]根据上述岩爆的发生机理，对于岩爆风险的控制方法主要是降低应力或能量集中程度，比如应力解除爆破、应力释放孔、表面喷水等，但由于断裂滑移型岩爆的预测难度高，技术难度较大，岩爆风险控制难度较高，国际上专门针对断裂型岩爆的应力解除工程实例极少，断裂滑移型岩爆风险很难得到有效的控制。特别是TBM掘进条件下掌子面后方数十米范围内没有施工空间，无法对这一范围内的围岩状态采取任何有效的干预措施，使得TBM掘进条件下无法对岩爆实现有效的控制。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:针对上述存在的问题，提供一种施工方便、成本较低、简单有效的TBM掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:一种TBM掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构，具有TBM掘进隧洞和位于TBM掘进隧洞前方的断裂，其特征在于:所述TBM掘进隧洞掌子面后方数十米处接有向周边开挖的横通道，经横通道向断裂方向开挖有辅助洞，通过辅助洞往前方断裂钻设高压注水孔，并且高压注水孔穿过断裂I?2m。
[0006]所述TBM掘进隧洞与辅助洞平行。
[0007]所述TBM掘进隧洞与辅助洞之间的距离为I?1.D为TBM掘进隧洞直径。
[0008]所述辅助洞和横通道的直径均为d，d取3?5m。
[0009]所述辅助洞利用钻爆法开挖形成。
[0010]所述高压注水孔具有2?3个。
[0011]本实用新型的有益效果是:本实用新型利用钻爆法开挖隧洞的优势，通过高压注水解除TBM掘进隧洞前方的岩爆风险，保证TBM的安全掘进。既利用了 TBM快速掘进的优势，又利用了钻爆法灵活的特点，降低断裂中围岩应力和能量集中水平，实现对岩爆风险的有效解除，与其它岩爆风险主动控制措施相比，可以极大地减少人力物力成本，且简单有效。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，在TBM掘进隧洞I前方具有断裂2，在TBM掘进隧洞掌子面后方数十米处向周边开挖直径为d (3?5m)的横通道3，利用横通道3开挖一条平行于TBM掘进隧洞I的辅助洞4，辅助洞4利用钻爆法开挖形成。辅助洞4与TBM掘进隧洞I之间的距离大约为I?1.ro(D为TBM掘进隧洞I直径)，辅助洞的直径d同样为3?5m，以方便开挖施工。利用辅助洞4向前方断裂2钻设高压注水孔5，钻孔个数2?3个为宜，要求钻孔穿过断裂I ?2m0
[0014]除在断裂2附近以外，高压注水孔5的其他部位全部采用水泥浆将注水管和围岩进行封堵，避免注水过程中的渗漏。
[0015]通过注水将断裂2张开，以促使断裂2发生错动，释放积累的高能量。本实施范例中满足要求的水压力为20MPa可将断裂2张开0.12mm，选择的压力泵具备25MPa压力下保持120L/min的注水能力。
[0016]当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的范围内，做出的变化、改添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种TBM掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构，具有TBM掘进隧洞(I)和位于TBM掘进隧洞前方的断裂(2)，其特征在于:所述TBM掘进隧洞(I)掌子面后方数十米处接有向周边开挖的横通道(3)，经横通道(3)向断裂(2)方向开挖有辅助洞(4)，通过辅助洞(4)往前方断裂(2)钻设高压注水孔(5)，并且高压注水孔(5)穿过断裂I?2m。
2.根据权利要求1所述的TBM掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构，其特征在于:所述TBM掘进隧洞⑴与辅助洞⑷平行。
3.根据权利要求2所述的TBM掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构，其特征在于:所述TBM掘进隧洞(I)与辅助洞⑷之间的距离为I?l.0T，D为TBM掘进隧洞(I)直径。
4.根据权利要求1或3所述的TBM掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构，其特征在于:所述辅助洞⑷和横通道⑶的直径均为d，d取3?5m。
5.根据权利要求1所述的TBM掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构，其特征在于:所述辅助洞(4)利用钻爆法开挖形成。
6.根据权利要求1所述的TBM掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构，其特征在于:所述高压注水孔(5)具有2?3个。
【专利摘要】本实用新型涉及一种TBM掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构。本实用新型的目的是提供一种施工方便、成本较低、简单有效的TBM掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构。本实用新型的技术方案是：一种TBM掘进隧洞断裂滑移型岩爆风险解除结构，具有TBM掘进隧洞和位于TBM掘进隧洞前方的断裂，其特征在于：所述TBM掘进隧洞掌子面后方数十米处接有向周边开挖的横通道，经横通道向断裂方向开挖有辅助洞，通过辅助洞往前方断裂钻设高压注水孔，并且高压注水孔穿过断裂1～2m本实用新型适用于深埋硬岩地下工程领域。
【IPC分类】E21D9-00
【公开号】CN204457781
【申请号】CN201520004547
【发明人】刘宁, 周晓明, 房郭敏, 王恒乐
【申请人】中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月5日