CN106220076B - Tbm撑靴混凝土预制块装置及撑紧撑靴的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种TBM撑靴混凝土预制块装置及利用其撑紧撑靴的方法，预制块由钢筋和混凝土制成，形状与撑靴外形相匹配，其还包括固定钢筋件，固定钢筋件的一端预埋在TBM撑靴混凝土预制块装置内部，当TBM掘进施工中遇到岩石不稳定或出现塌方时，TBM撑靴混凝土预制块装置通过固定钢筋件另一端固定到撑靴上，撑靴油缸将撑靴通过TBM撑靴混凝土预制块装置固定在隧道洞壁上，能够快速、高效、安全、稳定的恢复掘进施工，提高了施工企业施工生产效率和节约施工成本。

Description

TBM撑靴混凝土预制块装置及撑紧撑靴的方法
技术领域
本发明涉及一种地下和隧道施工设备领域，尤其涉及一种全断面隧道掘进机TBM撑靴混凝土预制块装置及撑紧撑靴的方法。
背景技术
目前TBM施工中处理撑靴撑紧处洞壁岩石塌方的方式为在塌方处垫木块、沙袋，洞内掘进施工时，撑靴撑紧处岩石不稳定及局部塌方时撑靴无法撑紧，导致掘进时设备向后侧滑，影响施工效果及施工进度。
本发明正是为了改善上述缺点，提供了一种新型撑靴混凝土预制块装置，解决了TBM设备在洞内掘进施工时出现撑靴撑紧处岩石不稳定及局部塌方时撑靴无法撑紧问题。
发明内容
为了克服现有技术中全断面隧道掘进机撑靴无法撑紧的问题，本发明提供了一种TBM撑靴混凝土预制块装置，其特征在于：其由钢筋和混凝土制成，其中混凝土所采用的原料为强度等级为52 .5的高品质硅酸盐水泥、石英砂、粉煤灰、聚羧酸减水剂、钢纤维、水，其质量比为：1:1:0.5:0.09:0.18:0.18；钢筋采用的原料为预应力混凝土用精轧螺纹钢筋，其中：碳含量为0.15%-0.3%，硅含量1.7%-1.9%，锰含量1.0%-1.2%，磷含量小于0.014%，硫含量小于0.02%；TBM撑靴混凝土预制块装置的形状与撑靴外形相匹配，其还包括固定钢筋件，固定钢筋件的一端预埋在TBM撑靴混凝土预制块装置内部，当TBM掘进施工中遇到岩石不稳定或出现塌方时，TBM撑靴混凝土预制块装置通过固定钢筋件另一端固定到撑靴上，撑靴油缸将撑靴通过TBM撑靴混凝土预制块装置固定在隧道洞壁上。
优选地，TBM撑靴混凝土预制块装置通过将固定钢筋件另一端焊接在撑靴上而固定。
优选地，TBM撑靴混凝土预制块装置的外侧形状与隧道洞壁的曲率半径相同或相近。
根据本发明的另一个方面，提供了一种利用前述的TBM撑靴混凝土预制块装置撑紧撑靴的方法，包括以下步骤：
1）在TBM施工前按照撑靴形状做出与撑靴外形相匹配的TBM撑靴混凝土预制块装置；
2）当TBM掘进施工中遇到岩石不稳定或出现塌方时，将做好的TBM撑靴混凝土预制块装置运到洞内；
3）将TBM撑靴混凝土预制块装置通过吊装工具吊起；
4）TBM撑靴混凝土预制块装置通过固定钢筋件固定到撑靴上；
5）将撑靴通过撑靴油缸撑紧洞壁，开始掘进；
6）当越过岩石不稳定或塌方处，将TBM撑靴混凝土预制块装置拆卸。
优选地，还根据隧道洞壁的曲率半径设计TBM撑靴混凝土预制块装置的外侧形状。
因在TBM施工时，洞内岩石的稳定性变化不确定性大，时常会出现局部洞壁岩石塌方或大面积洞壁岩石塌方现象。当出现洞壁塌方而导致撑靴不能撑紧时，通常采用的处理方法是在塌方处垫木块或沙袋，然后再撑紧撑靴，这样的处理方法会导致TBM在掘进时因无法撑紧向后侧滑，达不到效果且误工。
在TBM施工前按照撑靴图纸做出与撑靴外形相匹配的混凝土预制块装置，其由钢筋和混凝土制成，其中混凝土所采用的原料为强度等级为52 .5的高品质硅酸盐水泥、石英砂、粉煤灰、聚羧酸减水剂、钢纤维、水，其质量比为：1:1:0.5:0.09:0.18:0.18；钢筋采用的原料为预应力混凝土用精轧螺纹钢筋，其中：碳含量为0.15%-0.3%，硅含量1.7%-1.9%，锰含量1.0%-1.2%，磷含量小于0.014%，硫含量小于0.02%；当TBM掘进施工时遇到岩石不稳定或出现塌方而导致撑靴无法撑紧洞壁时，可将做好的撑靴混凝土预制块装置运到洞内，并安装固定在撑靴上，然后再将撑靴撑紧洞壁，即可开始掘进，利用本发明的材料及配比制成的混凝土预制块装置可为撑靴提供足够的撑紧力，直至撑靴越过岩石不稳定或塌方处，然后卸下混凝土预制块。
与现有技术相比，利用此发明能够快速、高效、安全、稳定的恢复掘进施工，提高了施工企业施工生产效率和节约施工成本。
附图说明
图1为本发明的TBM撑靴混凝土预制块装置的示意图；
图中所示：1、混凝土预制块，2、固定钢筋件，3、撑靴，4、撑靴油缸。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如图所示，本发明提供了一种TBM撑靴混凝土预制块装置，其特征在于：其由钢筋和混凝土制成，其中混凝土所采用的原料为强度等级为52 .5的高品质硅酸盐水泥、石英砂、粉煤灰、聚羧酸减水剂、钢纤维、水，其质量比为：1:1:0.5:0.09:0.18:0.18；钢筋采用的原料为预应力混凝土用精轧螺纹钢筋，其中：碳含量为0.15%-0.3%，硅含量1.7%-1.9%，锰含量1.0%-1.2%，磷含量小于0.014%，硫含量小于0.02%；TBM撑靴混凝土预制块1的形状与撑靴3外形相匹配，其还包括固定钢筋件2，固定钢筋件2的一端预埋在TBM撑靴混凝土预制块1装置内部，当TBM掘进施工中遇到岩石不稳定或出现塌方时，TBM撑靴混凝土预制块装置通过固定钢筋件2另一端固定到撑靴3上，撑靴油缸4将撑靴3通过TBM撑靴混凝土预制块装置固定在隧道洞壁上。
优选地，TBM撑靴混凝土预制块装置通过将固定钢筋件另一端焊接在撑靴上而固定；
优选地，TBM撑靴混凝土预制块装置的外侧形状与隧道洞壁的曲率半径相同或相近。
根据本发明的另一个方面，提供了一种利用前述的TBM撑靴混凝土预制块装置撑紧撑靴的方法，包括以下步骤：
1）在TBM施工前按照撑靴形状做出与撑靴外形相匹配的TBM撑靴混凝土预制块装置；
2）当TBM掘进施工中遇到岩石不稳定或出现塌方时，将做好的TBM撑靴混凝土预制块装置运到洞内；
3）将TBM撑靴混凝土预制块装置通过吊装工具吊起；
4）TBM撑靴混凝土预制块装置通过固定钢筋件固定到撑靴上；
5）将撑靴通过撑靴油缸撑紧洞壁，开始掘进；
6）当越过岩石不稳定或塌方处，将TBM撑靴混凝土预制块装置拆卸。
优选地，还根据隧道洞壁的曲率半径设计TBM撑靴混凝土预制块装置的外侧形状。
与现有技术相比，利用此发明能够在局部洞壁岩石塌方或大面积洞壁岩石塌方导致撑靴不能撑紧时，可将做好的撑靴混凝土预制块装置运到洞内，并安装固定在撑靴上，然后再将撑靴撑紧洞壁，即可开始掘进，直至撑靴越过岩石不稳定或塌方处，然后卸下混凝土预制块装置，能够快速、高效、安全、稳定的恢复掘进施工，提高了施工企业施工生产效率和节约施工成本。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，不能解释为以此限定本发明的范围，凡在本发明的权利要求书要求保护的范围内所做出的等同的变形和改变的实施方式均在本发明所要求保护的范围内。

Claims (3)

1.一种TBM撑靴混凝土预制块装置，其特征在于：其由钢筋和混凝土制成，其中混凝土所采用的原料为强度等级为52 .5的硅酸盐水泥、石英砂、粉煤灰、聚羧酸减水剂、钢纤维、水，其质量比为：1:1:0.5:0.09:0.18:0.18；钢筋采用的原料为预应力混凝土用精轧螺纹钢筋，其中：碳含量为0.15%-0.3%，硅含量1.7%-1.9%，锰含量1.0%-1.2%，磷含量小于0.014%，硫含量小于0.02%；TBM撑靴混凝土预制块装置的形状与撑靴外形相匹配，其还包括固定钢筋件，固定钢筋件的一端预埋在TBM撑靴混凝土预制块装置内部，当TBM掘进施工中遇到岩石不稳定或出现塌方时，TBM撑靴混凝土预制块装置通过固定钢筋件另一端固定到撑靴上，撑靴油缸将撑靴通过TBM撑靴混凝土预制块装置固定在隧道洞壁上；TBM撑靴混凝土预制块装置通过将固定钢筋件另一端焊接在撑靴上而固定。
2.根据权利要求1所述的TBM撑靴混凝土预制块装置，其特征在于：TBM
撑靴混凝土预制块装置的外侧形状与隧道洞壁的曲率半径相同或相近。
3.利用权利要求1或2所述的TBM撑靴混凝土预制块装置撑紧撑靴的方法，包括以下步骤：
1）在TBM施工前按照撑靴形状做出与撑靴外形相匹配的TBM撑靴混凝土预制块装置；
2）当TBM掘进施工中遇到岩石不稳定或出现塌方时，将做好的TBM撑靴混凝土预制块装置运到洞内；
3）将TBM撑靴混凝土预制块装置通过吊装工具吊起；
4）TBM撑靴混凝土预制块装置通过固定钢筋件固定到撑靴上；
5）将撑靴通过撑靴油缸撑紧洞壁，开始掘进；
6）当越过岩石不稳定或塌方处，将TBM撑靴混凝土预制块装置拆卸；
在步骤1）中，还根据隧道洞壁的曲率半径设计TBM撑靴混凝土预制块装置的外侧形状。
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