[01063787]深埋复杂地层TBM建造长距离斜井成套技术与装备

针对TBM施工长距离斜井深埋超长、连续下坡、富水高压、地层多变等重大技术难题，采用理论研究与技术开发、技术集成、试验示范等手段相结合的方法，开展了斜井双模式TBM成套装备，TBM施工斜井新型组合式管片支护结构技术、安全快速施工技术、实时监测与安全评估技术等关键技术的研究及示范，形成了TBM施工斜井的成套装备与技术体系，建成了首条采用TBM建造的长距离斜井，开创了斜井安全、快速、高效施工新模式。主要技术创新点： 1.成功研发了全球首台斜井双模式TBM。首创了TBM斜井施工新工艺，创新了长距离大坡度斜井全断面掘进、管片支护、渣土连续输送、物料多级倒运及掘进模式可转换等技术与装备。TBM最大掘进能力1000m/月，最大破岩能力200MPa，适应最大坡度-14°，具备开式和闭式两种掘进模式并可在掘进过程中相互转换。 2.首创了斜井TBM施工新型组合式管片支护结构。发明了应对高水压的泄水降压式管片、控制软岩大变形的管片加锚索(杆)组合支护结构，形成了可抵御连接缝两侧差异变形最大11.1mm的管片连接技术，实现了深埋管片结构水压力不超过0.5MPa，保障了复杂环境下结构安全。 3.首次研发了长距离斜井TBM快速施工技术。创新了斜井TBM斜向始发、连续下坡快速掘进、不良地质段处置、TBM地下拆解技术，提升了斜井安全高效建设水平。实现了斜井TBM施工平均月进度546.4m，最高月进度639m的快速掘进记录，TBM地下拆解整机完好率为97％。 4.创建了斜井TBM施工与支护结构实时监测与安全评估技术。开发了TBM、围岩、结构和环境综合监测平台，实现了TBM土仓压力、围岩水土压力、结构应力应变等27种关键物理力学参数的监测。 知识产权：获得授权专利20件，其中发明专利16件；发表学术论文20篇，其中SCI/EI发表7篇；出版专著3部，企业级技术标准2部、省部级工法4项。 应用推广及效益：项目成果成功应用于神东补连塔煤矿斜井工程建设，施工斜井埋深0-280m，坡度5.5°，斜长2745m，实现了斜井安全、优质、快速、高效建设，实现了斜井施工技术与装备重大创新和技术突破，推动了TBM工法的技术进步，直接经济效益7.38亿元，社会效益显著，在国家大型煤炭基地矿井建设中、交通市政领域建设中具有广阔的推广应用前景。成果总体达到国际先进水平，部分方法达到国际领先水平。