一种TBM掘进蛇形运转的衬砌处理方法及应用方法与流程

本发明属于tbm施工，尤其涉及一种tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法及应用方法。

背景技术：

1、在隧道工程tbm施工过程中常会遇到洞段一侧围岩节理发育、岩体破碎等不良地质情况，围岩的软硬不均容易使tbm左、右两侧撑靴受力不均，加上两侧围岩变形的差异性，最终导致tbm掘进段产生所谓的“蛇形运动”。当“蛇形运动”过大时，容易导致初期支护侵限、二次衬砌净空不足等施工难题，轻则需要欠挖处理，重则需要对初期支护进行拆换，造成tbm施工效率降低、安全风险增大、材料投入增加等不利影响。现有技术在解决tbm偏移造成的初期支护侵限问题上经济等投入较大，且侵限问题得到不良好处理，亟需一种新的技术来解决tbm掘进蛇形运动造成的侵限问题，保障tbm施工高效率及低成本掘进。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法及应用方法，通过进行tbm施工段衬砌断面调整，能够减少tbm蛇形运动处理的工程量，提高处理效率，降低安全风险，同时无需过多的经济投入。

2、本发明是这样实现的，一种tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法，所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法包括：

3、设置试验段，利用tbm掘进机于试验段上施工，并采用3d激光断面扫描仪对初期支护断面进行测量；

4、通过将3d激光断面扫描仪对初期支护断面的测量结果与设计断面参数对比，确定二次衬砌实际净空状况和欠厚情況；

5、确定新增加衬砌台车的内轮廓；确定所述内轮廓的过渡方式并计算过渡范围高度；

6、同时通过优化衬砌台车的内轮廓、内轮廓的过渡方式以及过渡范围高度加工衬砌台车并进行tbm施工段衬砌断面调整。

7、基于确定的新增加衬砌台车的内轮廓以及过渡方式、过渡范围高度加工衬砌台车；

8、采用所述加工后的衬砌台车进行衬砌施工。

9、进一步，所述测量包括：测量断面纵向间距1m。

10、进一步，所述确定新增加衬砌台车的内轮廓之前还需进行：统计边墙初期支护侵限高度、拱部初期支护侵限厚度。

11、进一步，所述新增加衬砌台车的内轮廓计算公式如下：

12、

13、其中，r衬表示衬砌台车内轮廓半径；r建限表示建筑限界要求衬砌最小内净空半径；r接限表示接触网限界要求衬砌最小内净空半径；δ表示施工误差。

14、进一步，所述内轮廓的过渡方式包括：将内轨顶面以上适当范围内的衬砌内轮廓采取弧形相切过渡。

15、进一步，所述过渡范围高度计算公式如下：

16、h弧≥h统；

17、其中，h过表示内轨顶面以上衬砌内轮廓弧形相切过渡高度；h统表示边墙初期支护侵限高度统计值。

18、本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法的步骤。

19、本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法的步骤。

20、本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于执行所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法的步骤。

21、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

22、第一、本发明通过进行tbm施工段衬砌断面调整，能够减少tbm蛇形运动处理的工程量，提高处理效率，降低安全风险，同时无需过多的经济投入。同时本发明提供了一种计算机设备包括存储器和处理器，可以执行tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法的步骤。同时，提供了一种计算机可读存储介质和一种信息数据处理终端，可用于存储有计算机程序和将信息数据处理终端用于执行所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法的步骤。

23、第二，本发明能够避免在施工过程中对初期支护进行拆换，减少tbm蛇形运动对tbm掘进段正常的衬砌施工带来的严重影响，在保证工程质量的前提下，提高工程效率。

24、第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：

25、(1)本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：

26、通过进行tbm施工段衬砌断面调整，能够减少tbm蛇形运动处理的工程量，提高处理效率，降低安全风险，同时无需过多的经济投入。

27、(2)本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：

28、通过激光扫描-衬砌测量-衬砌施工等技术手段，避免在施工过程中对初期支护进行拆换，减少tbm蛇形运动对tbm掘进段正常的衬砌施工带来的严重影响，填补了国内由于tbm外蛇形运动造成衬砌侵限问题的空白。

技术特征：

1.一种tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法，其特征在于，所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法包括以下步骤：

3.如权利要求2所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法，其特征在于，所述测量包括：测量断面纵向间距1m。

4.如权利要求2所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法，其特征在于，所述确定新增加衬砌台车的内轮廓之前还需进行：统计边墙初期支护侵限高度、拱部初期支护侵限厚度。

5.如权利要求2所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法，其特征在于，所述新增加衬砌台车的内轮廓计算公式如下：

6.如权利要求2所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法，其特征在于，所述内轮廓的过渡方式包括：将内轨顶面以上适当范围内的衬砌内轮廓采取弧形相切过渡。

7.如权利要求2所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法，其特征在于，所述过渡范围高度计算公式如下：

8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7任意一项所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7任意一项所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法的步骤。

10.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于执行如权利要求1-7任意一项所述tbm掘进蛇形运转的衬砌处理方法的步骤。

技术总结
本发明属于TBM施工技术领域，公开了一种TBM掘进蛇形运转的衬砌处理方法及应用方法，包括：通过将3D激光断面扫描仪对初期支护断面的测量结果与设计断面参数对比，确定二次衬砌实际净空状况和欠厚情況；同时通过优化衬砌台车的内轮廓、内轮廓的过渡方式以及过渡范围高度加工衬砌台车并进行TBM施工段衬砌断面调整。本发明通过进行TBM施工段衬砌断面调整，能够减少TBM蛇形运动处理的工程量，提高处理效率，降低安全风险，同时无需过多的经济投入。本发明能够避免在施工过程中对初期支护进行拆换，减少TBM蛇形运动对TBM掘进段正常的衬砌施工带来的严重影响，在保证工程质量的前提下，提高工程效率。

技术研发人员：马亮,王毅,安学刚,张民庆,马超峰,马伟斌,杨昌宇,王唤龙,司景钊,刘建兵,田四明,高存成,陈文義,李红军,尤显明,贾大鹏,吴川,郭小雄
受保护的技术使用者：中铁隧道局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14