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龙图腾网获悉中煤科工开采研究院有限公司申请的专利一种用于TBM掘进的协同超前主动加固方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121611455B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610141548.0，技术领域涉及：E21D9/00；该发明授权一种用于TBM掘进的协同超前主动加固方法是由杨鸿智;屈鸿飞;侯彪;李军臣设计研发完成，并于2026-02-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于TBM掘进的协同超前主动加固方法在说明书摘要公布了：本发明涉及隧道工程施工技术领域，公开了一种用于TBM掘进的协同超前主动加固方法，包括获取掘进工作面前方围岩的地质信息，依据超前治理区域长度制定钻孔方案，利用机载钻机或定向钻机施工钻孔；将波导管伸入钻孔，启动微波发生装置辐射围岩，利用热应力在岩体内部诱发连通裂隙网络；清理钻孔后伸入注浆管并密封，注入化学浆液；浆液沿裂隙网络渗透并在预定时间内固化，将破碎岩体胶结形成人工与天然复合顶板承载结构；TBM刀盘在复合结构保护下进行掘进。本发明利用微波致裂与注浆改性的协同作用，解决了低渗透围岩注浆困难及传统支护滞后的问题，提升了顶板稳定性与掘进安全性。

本发明授权一种用于TBM掘进的协同超前主动加固方法在权利要求书中公布了：1.一种用于TBM掘进的协同超前主动加固方法，其特征在于，包括以下步骤： 利用集成于全断面隧道掘进机上的探测设备获取掘进工作面前方围岩的地质信息，基于所述地质信息制定钻孔布置方案及改性工艺参数，并进行钻孔施工形成钻孔，其中，所述钻孔为超前钻孔23或定向钻孔15； 所述钻孔施工完成后，将波导管1伸入所述钻孔中，启动微波发生装置4，使微波能量辐射至所述钻孔周围的所述围岩，在所述围岩内部诱发生成裂隙网络，作业完成后对所述钻孔内部进行清理； 将注浆管9伸入经过清理后的所述钻孔中，利用封孔器21密封，启动注浆压力泵14，将化学浆液压入所述钻孔； 所述化学浆液在预定时间内固化，形成人工与天然复合顶板承载结构；其中，所述化学浆液选用纳米硅溶胶与水玻璃复合浆液，所述化学浆液的初始粘度低于30mPa·s，所述预定时间为30-120s，所述化学浆液固化形成具有三维网状结构且抗压强度大于15MPa的硅钙胶结物； 所述全断面隧道掘进机的刀盘7在所述人工与天然复合顶板承载结构的保护下进行掘进作业； 所述钻孔布置方案具体包括： 基于所述地质信息确定超前治理区域的纵向长度，判定所述纵向长度小于预设长度阈值为第一种情况，判定所述纵向长度大于或等于所述预设长度阈值为第二种情况，其中，所述预设长度阈值为10m； 判定为所述第一种情况时利用所述全断面隧道掘进机的机载钻机施工所述超前钻孔23，判定为所述第二种情况时利用定向钻机施工所述定向钻孔15； 所述机载钻机布置于所述全断面隧道掘进机的钻机平台8； 其中，所述微波发生装置4内设置有微波源，所述微波源连接有电源开关6，所述电源开关6用于连接电源与所述微波源，所述微波源连接有控制装置19，所述控制装置19用于调节所述微波源的输出功率； 所述微波源的输出路径上设置有环形器5，所述环形器5用于对传输的微波能量进行单向隔离并将反射波导向冷却液循环装置3，所述微波发生装置4的电路中设置有检波器2，所述检波器2用于对微波的入射电流及反射电流进行检测； 所述控制装置19将所述微波源的输出功率密度设定为0.5-2.0Wcm3，并将单次辐照时间设定为30-120s，所述微波源的输出功率为30kW及以上； 针对所述定向钻孔15，所述波导管1在所述定向钻孔15内执行由孔底向孔口方向的移动，并采用后退式分段的方式辐射所述微波能量； 所述微波源用于发射频率为915MHz的电磁波，所述微波能量用于使所述围岩内部水分汽化及矿物晶格产生膨胀，从而在所述围岩的矿物颗粒边界及裂隙尖端构建拉伸热应力； 所述波导管1尾部设置有螺纹接口16，所述螺纹接口16用于与所述微波发生装置4的输出端连接，所述波导管1前端管壁上开凿有微波孔17，所述微波孔17用于向外发射所述微波能量，所述微波孔17外部覆盖有介质护板18，所述介质护板18用于防止水汽及岩屑进入所述波导管1内部并允许所述微波能量穿透。

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