CN107269287B - 一种敞开式tbm钢瓦片安装支护系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种敞开式TBM钢瓦片安装支护系统及方法，包括护盾（1）、位于护盾（1）内的主梁（2）和设置在隧道壁上的钢拱架（3），在所述护盾（1）内侧等距环形布置有多个托架系统（4），在所述托架系统（4）上设置钢瓦片（5），在所述托架系统（4）与主梁（2）之间设置有与主梁（2）连接的钢瓦片支撑系统。本发明通过钢拱架和钢瓦片能够进行有效的连续支护，防止岩石的塌落对设备和人员造成伤害，提高了施工的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种敞开式TBM钢瓦片安装支护系统及方法。
背景技术
现目前，制约开敞式TBM隧道施工进度和安全的一个重要的技术问题就是，遇到断层破碎带以及蚀变带等不良地质时，一旦开挖洞段露出TBM护盾，会出现大量塌落碎石和流沙，不仅对TBM设备和作业人员安全带来威胁，而且大量塌落的石渣堆积洞底，大大增加了洞底清渣量，常常导致TBM停机等待清渣完毕后才能掘进，不仅降低了TBM设备利用率，影响施工质量，还带来了施工安全问题，增加了施工成本。分析原因主要是以往敞开式TBM施工支护方法存在缺陷，即施工中遇到断层破碎带或蚀变带等不良地质时，采取的支护方式即钢拱架、钢筋网、钢筋排和锚杆支护等不能连续有效支护，当TBM向前掘进时TBM护盾与围岩出现间断，刚露出护盾的破碎围岩仅靠钢筋排不能及时连续、有效封闭，造成石渣掉落，而且拱架间距过小钢筋排安装也存在一定难度。
发明内容
本发明的第一个目的就是提供一种能有效封闭围岩，减少石渣掉落的敞开式TBM钢瓦片安装支护系统。
本发明的第二个目的就是提供一种能够快速方便对钢瓦片进行安装支护的方法。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种敞开式TBM钢瓦片安装支护系统，包括护盾、位于护盾内的主梁和设置在隧道壁上的钢拱架，其特征是：在所述护盾内侧等距环形布置有多个托架系统，在所述托架系统上设置钢瓦片，在所述托架系统与主梁之间设置有与主梁连接的钢瓦片支撑系统。
其中，所述托架系统包括设置在护盾内侧的T型托架，在所述T型托架上横向设置有一端与T型托架连接的槽钢，所述槽钢的另一端通过螺栓与设置在护盾内侧的U型托架连接。
进一步，所述钢瓦片支撑系统包括设置在护盾与主梁之间且平行布置的环形支撑梁和支撑油缸底座，在所述环形支撑梁与支撑油缸底座之间设置有多个两端分别连接环形支撑梁与支撑油缸底座的支撑油缸，所述主梁两侧设置有滑道，所述滑道分别通过推动补偿油缸与支撑油缸底座内侧连接。
在本发明中，所述钢瓦片包括钢板，在所述钢板的其中一个端面的一端设置有三个角钢，所述三个角钢沿钢板的长度方向平行且具有一定间隔布置。
一种敞开式TBM钢瓦片安装支护方法，所述方法包括如下步骤：1）将钢瓦片放入T型托架上，并将槽钢穿入U型托架内，用螺栓将槽钢和U型托架连接，T型托架、槽钢和U型托架共同支撑钢瓦片；
2）将钢瓦片带角钢端与钢拱架的内侧焊接；
3）TBM向前掘进，钢瓦片逐渐脱离托架系统且上移，移出一定距离后，使用支撑油缸将其支撑，钢瓦片支撑系统随着TBM掘进位置保持不变，直至钢瓦片完全脱离护盾；
4）钢瓦片脱离护盾后，立即用钢拱架和钢瓦片支撑系统将其支撑牢固，尽量贴近岩面；
5)钢拱架拼装完成后，将下一循环的钢瓦片放入，进行继续掘进；
6）重复上述步骤，完成钢瓦片安装支护。
由于采用了上述技术方案，本发明通过钢拱架和钢瓦片能够进行有效的连续支护，防止岩石的塌落对设备和人员造成伤害，提高了施工的安全性。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的托架系统结构示意图；
图3为本发明钢瓦片施工示意图；
图4为钢瓦片结构示意图；
图5为图4的仰视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或替代，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1：如图1所示，一种敞开式TBM钢瓦片安装支护系统，包括护盾1、位于护盾1内的主梁2和设置在隧道壁上的钢拱架3，其特征是：在所述护盾1内侧等距环形布置有多个托架系统4，在所述托架系统4上设置钢瓦片5，在所述托架系统4与主梁2之间设置有与主梁2连接的钢瓦片支撑系统。
如图2、3所示，所述托架系统包括设置在护盾1内侧的T型托架6，在所述T型托架6上横向设置有一端与T型托架6连接的槽钢7，所述槽钢7的另一端通过螺栓8与设置在护盾1内侧的U型托架9连接。
其中，上述钢瓦片支撑系统包括设置在护盾1与主梁2之间且平行布置的环形支撑梁10和支撑油缸底座11，在所述环形支撑梁10与支撑油缸底座11之间设置有多个两端分别连接环形支撑梁10与支撑油缸底座11的支撑油缸12，所述主梁2两侧设置有滑道13，所述滑道13分别通过推动补偿油缸14与支撑油缸底座11内侧连接。
如图4、5所示，所述钢瓦片包括钢板15，在所述钢板15的其中一个端面的一端设置有三个角钢16，所述三个角钢16沿钢板15的长度方向平行且具有一定间隔布置。
一种敞开式TBM钢瓦片安装支护方法，其特征是：所述方法包括如下步骤：1）将钢瓦片5放入T型托架6上，并将槽钢7穿入U型托架9内，用螺栓8将槽钢7和U型托架9连接，T型托架6、槽钢7和U型托架9共同支撑钢瓦片5；
2）将钢瓦片5带角钢16端与钢拱架3的内侧焊接；
3）TBM向前掘进，钢瓦片5逐渐脱离托架系统4且上移，移出一定距离后，使用支撑油缸12将其支撑，钢瓦片支撑系统随着TBM掘进位置保持不变，直至钢瓦片5完全脱离护盾；
4）钢瓦片5脱离护盾1后，立即用钢拱架3和钢瓦片支撑系统将其支撑牢固，尽量贴近岩面；
5)钢拱架3拼装完成后，将下一循环的钢瓦片5放入，进行继续掘进；
6）重复上述步骤，完成钢瓦片安装支护。
Claims (4)
1.一种敞开式TBM钢瓦片安装支护系统，包括护盾（1）、位于护盾（1）内的主梁（2）和设置在隧道壁上的钢拱架（3），其特征是：在所述护盾（1）内侧等距环形布置有多个托架系统（4），在所述托架系统（4）上设置钢瓦片（5），在所述托架系统（4）与主梁（2）之间设置有与主梁（2）连接的钢瓦片支撑系统；所述钢瓦片支撑系统包括设置在护盾（1）与主梁（2）之间且平行布置的环形支撑梁（10）和支撑油缸底座（11），在所述环形支撑梁（10）与支撑油缸底座（11）之间设置有多个两端分别连接环形支撑梁（10）与支撑油缸底座（11）的支撑油缸（12），所述主梁（2）两侧设置有滑道（13），所述滑道（13）分别通过推动补偿油缸（14）与支撑油缸底座（11）内侧连接。
2.如权利要求1所述的敞开式TBM钢瓦片安装支护系统，其特征是：所述托架系统包括设置在护盾（1）内侧的T型托架（6），在所述T型托架（6）上横向设置有一端与T型托架（6）连接的槽钢（7），所述槽钢（7）的另一端通过螺栓（8）与设置在护盾（1）内侧的U型托架（9）连接。
3.如权利要求2所述的敞开式TBM钢瓦片安装支护系统，其特征是：所述钢瓦片包括钢板（15），在所述钢板（15）的其中一个端面的一端设置有三个角钢（16），所述三个角钢（16）沿钢板（15）的长度方向平行且具有一定间隔布置。
4.一种包括权利要求2或3所述敞开式TBM钢瓦片安装支护系统的敞开式TBM钢瓦片安装支护方法，其特征是：所述方法包括如下步骤：1）将钢瓦片（5）放入T型托架（6）上，并将槽钢（7）穿入U型托架（9）内，用螺栓（8）将槽钢（7）和U型托架（9）连接，T型托架（6）、槽钢（7）和U型托架（9）共同支撑钢瓦片（5）；
2）将钢瓦片（5）带角钢（16）端与钢拱架（3）的内侧焊接；
3）TBM向前掘进，钢瓦片（5）逐渐脱离托架系统（4）且上移，移出一定距离后，使用支撑油缸（12）将其支撑，钢瓦片支撑系统随着TBM掘进位置保持不变，直至钢瓦片（5）完全脱离护盾；
4）钢瓦片（5）脱离护盾（1）后，立即用钢拱架（3）和钢瓦片支撑系统将其支撑牢固，尽量贴近岩面；
5)钢拱架（3）拼装完成后，将下一循环的钢瓦片（5）放入，进行继续掘进；
6）重复上述步骤，完成钢瓦片安装支护。
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