一種tbm盾尾支護的設(shè)備及支護方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及TBM設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種TBM盾尾支護的設(shè)備及支護方法。本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中預防巖爆的設(shè)備安裝時間長，安裝強度低，后期易被破壞的問題。本發(fā)明設(shè)計一種TBM盾尾支護設(shè)備，包括TBM護盾、在TBM尾部設(shè)置的護盾存儲倉，TBM護盾包括沿隧道頂部形狀分布的一定數(shù)量的排架、和將各排架相連接的一定數(shù)量的格柵拱架，且處于排架最外端端部的格柵拱架與排架間固定連接。本發(fā)明的有益效果在于：能快速、安全的通過巖爆區(qū)，解決了輕微、中等巖爆發(fā)生時帶來災難性后果的問題。
【專利說明】
一種TBM盾尾支護的設(shè)備及支護方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及TBM設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種TBM盾尾支護的設(shè)備及支護方法。
【背景技術(shù)】
[0002]巖爆，是一種巖體中聚積的彈性變形勢能在一定條件下的突然猛烈釋放，導致巖石爆裂并彈射出來的現(xiàn)象。一般情況下發(fā)生在圍巖級別為I類圍巖中。發(fā)生巖爆的條件是巖體中有較高的地應力，并且超過了巖石本身的強度，同時巖石具有較高的脆性度和彈性，在這種條件下，一旦地下工程活動破壞了巖體原有的平衡狀態(tài)，巖體中積聚的能量釋放就會導致巖石破壞，并將破碎巖石拋出。
[0003]TBM，又稱全斷面隧道挖掘機。掘進、支護、出渣等施工工序并行連續(xù)作業(yè)，是機、電、液、光、氣等系統(tǒng)集成的工廠化流水線隧道施工裝備，具有掘進速度快、利于環(huán)保、綜合效益高等優(yōu)點，可實現(xiàn)傳統(tǒng)鉆爆法難以實現(xiàn)的復雜地理地貌深埋長隧洞的施工，在中國鐵道、水電、交通、礦山、市政等隧洞工程中應用正在迅猛增長。按具體的使用狀況又分為兩種，在中國，將用于巖石地層的稱為TBM，用于軟土地層的稱為盾構(gòu)機。
[0004]工作中，一旦地下工程破壞了巖體的平衡，強大的能量把巖石破壞，并將破碎巖石拋出。現(xiàn)階段中，預防巖爆的方法是應力解除法、注水軟化法和使用錨栓-鋼絲網(wǎng)-混凝土支護。
[0005]但是，在TBM掘進過程中，現(xiàn)有的預防巖爆的方法多采用錨栓-鋼絲網(wǎng)支護，在具體工況中，錨栓-鋼絲網(wǎng)安裝時間長，鋼絲網(wǎng)強度低，后期易被破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中預防巖爆的設(shè)備安裝時間長，安裝強度低，后期易被破壞的問題。
[0007]在本發(fā)明中，設(shè)計一種TBM盾尾支護設(shè)備，包括TBM護盾、在TBM尾部設(shè)置的護盾存儲倉，所述TBM護盾包括沿隧道頂部形狀分布的一定數(shù)量的排架、和將各排架相連接的一定數(shù)量的、與盾洞頂部形狀相匹配的格柵拱架，且處于排架最外端端部的格柵拱架與所述排架間固定連接。
[0008]所述排架包括至少三根鋼筋和與各鋼筋垂直焊接的盤條，所述盤條直徑8?15mm，長10?20cm，間距25?30cm。
[0009]所述排架間的間距為2?3cm。
[0010]所述格柵拱架間的間距為90cm。
[0011]所述排架長度大于50cmo
[0012]所述格柵拱架與所述排架由錨桿錨固。
[0013]所述排架長度大于所述護盾存儲倉的長度為20?30cm。
[0014]所述格柵拱架由直徑22mm螺紋鋼與直徑8mm或直徑1mm的圓鋼制成。
[0015]一種TBM盾尾支護方法，包括如下步驟: (1)備料:TBM護盾可向外滑動延伸的設(shè)置于TBM護盾存儲倉內(nèi)，并使護盾向護盾存儲倉外延伸20?30cm安置；
(2)形成支撐線:在拱部圍巖破碎有輕微或中等巖爆的情況下，使用格柵拱架或鋼拱架將鋼筋排頂至圍巖面，然后使用錨桿將格柵拱架或鋼拱架固定；
(3)形成支撐面:在TBM不需要停機等待的條件下，排架逐漸自護盾存儲倉內(nèi)拉出，在該過程中，每隔90cm使用焊機將排架與格柵拱架或鋼拱架焊接牢固。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:
(1)解決TBM掘進過程中發(fā)生輕微、中等巖爆的方法，保證TBM掘進機和作業(yè)人員安全的情況下快速通過巖爆區(qū)域，使用特制的鋼筋排架與格柵拱架或鋼拱架，在TBM護盾內(nèi)加工儲存?zhèn)}，在巖爆地段使用此支護系統(tǒng)能快速、安全的通過；
(2)在TBM掘進過程中拱部出現(xiàn)巖爆時，圍巖在護盾內(nèi)已經(jīng)成為松散題或是形成蹋腔時，通過觀察皮帶機上的石渣大小、護盾壓力來預測前方是否有巖爆發(fā)生；
(3)整個過程TBM不需要停機等待，TBM向前掘進時由于鋼筋排尾部都已固定，護盾前時移護盾內(nèi)的鋼筋排就會慢慢露出，破碎的圍巖就被直接擋在鋼筋排內(nèi)，既不會掉落傷人、傷機，又不影響掘進速度，解決了輕微、中等巖爆發(fā)生時帶來災難性后果的問題。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡圖；
圖2是本發(fā)明立體方向結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明主視方向結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明俯視方向結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明右視方向結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明左視方向結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明圖3中A面的示意圖；
圖中各部件名稱:1.TBM主機;2.TBM護盾;21.排架;22.格柵拱架;3.連接件;4.軌道;5.巖體;6.護盾存儲倉。
【具體實施方式】
[0018]實施例:一種TBM盾尾支護設(shè)備，參見圖1至圖7，包括TBM護盾2、在TBM尾部設(shè)置的護盾存儲倉6，TBM護盾2包括沿隧道頂部形狀分布的11組排架21、和將各排架21相連接的三組以上與盾洞頂部形狀相匹配的格柵拱架22，且處于排架21最外端端部的格柵拱架22與排架21間固定連接。
[0019]排架21包括至少三根鋼筋和與各鋼筋垂直焊接的盤條，盤條直徑10mm，長15cm，間距27cm。
[0020]排架21間的間距為4cm。
[0021]格柵拱架22間的間距為90cmo
[0022]排架21長度大于50cm。
[0023]格柵拱架22與排架21由錨桿錨固。
[0024]排架21長度大于護盾存儲倉6的長度為25cm。
[0025]格柵拱架22由直徑22mm螺紋鋼與直徑8mm圓鋼制成。上述各距離長度的設(shè)定一方面限制落石的下落，一方面最大限度的節(jié)省材料。
[0026]利用本實施例中設(shè)備的一種TBM盾尾支護方法，包括如下步驟:
(1)備料:TBM護盾2可向外滑動延伸的設(shè)置于TBM護盾存儲倉內(nèi)，并使護盾向護盾存儲倉6外延伸20?30cm安置；
(2)形成支撐線:在拱部圍巖破碎有輕微或中等巖爆的情況下，使用格柵拱架22或鋼拱架將鋼筋排頂至圍巖面，然后使用錨桿將格柵拱架22或鋼拱架固定；
(3)形成支撐面:在TBM不需要停機等待的條件下，排架21逐漸自護盾存儲倉6內(nèi)拉出，在該過程中，每隔90cm使用焊機將排架21與格柵拱架22或鋼拱架焊接牢固。
[0027]最后需說明的是，以上者僅系本發(fā)明部分實施例，并非用以限制本發(fā)明，依據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及特征，稍加變化修飾而成者，亦應包括在本發(fā)明范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種TBM盾尾支護的設(shè)備，其特征在于:包括TBM護盾(2)、在TBM尾部設(shè)置的護盾存儲倉(6 )，所述TBM護盾(2 )包括沿隧道頂部形狀分布的一定數(shù)量的排架(21)、和將各排架(21)相連接的一定數(shù)量的、與盾洞頂部形狀相匹配的格柵拱架(22)，且處于排架(21)最外端端部的格柵拱架(22 )與所述排架(21)間固定連接。2.如權(quán)利要求1所述的TBM盾尾支護的設(shè)備，其特征在于:所述排架(21)包括至少三根鋼筋和與各鋼筋垂直焊接的盤條，所述盤條直徑8?15mm，長10?20cm，間距25?30cmo3.如權(quán)利要求1所述的TBM盾尾支護的設(shè)備，其特征在于:所述排架(21)間的間距為3?5cm ο4.如權(quán)利要求1所述的TBM盾尾支護的設(shè)備，其特征在于:所述格柵拱架(22)間的間距為90cm。5.如權(quán)利要求1所述的TBM盾尾支護的設(shè)備，其特征在于:所述排架(21)長度大于50cm。6.如權(quán)利要求1所述的TBM盾尾支護的設(shè)備，其特征在于:所述格柵拱架(22)與所述排架(21)由銷桿銷固。7.如權(quán)利要求1所述的TBM盾尾支護的設(shè)備，其特征在于:所述排架(21)長度大于所述護盾存儲倉20?30cmo8.如權(quán)利要求1所述的TBM盾尾支護的設(shè)備，其特征在于:所述格柵拱架(22)包括搭接而成的由直徑22mm螺紋鋼和圓鋼，所述圓鋼直徑8mm或I Omm。9.一種TBM盾尾支護方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)備料:TBM護盾(2)可向外滑動延伸的設(shè)置于TBM護盾存儲倉內(nèi)，并使護盾向護盾存儲倉(6)外延伸20?30cm安置； (2)形成支撐線:在拱部圍巖破碎有輕微或中等巖爆的情況下，使用格柵拱架(22)或鋼拱架將鋼筋排頂至圍巖面，然后使用錨桿將格柵拱架(22)或鋼拱架固定； (3)形成支撐面:在TBM不需要停機等待的條件下，排架(21)逐漸自護盾存儲倉(6)內(nèi)拉出，在該過程中，每隔90cm使用焊機將排架(21)與格柵拱架(22)或鋼拱架焊接牢固。
【文檔編號】E21D9/06GK105822314SQ201610343190
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】游金虎, 葉康慨, 徐虎城, 趙毅, 焦俊奇, 文斌, 柴家南, 孫振川, 鄭清君, 張永攀
【申請人】中鐵隧道集團有限公司, 中鐵隧道股份有限公司, 盾構(gòu)及掘進技術(shù)國家重點實驗室