CN108412515B - 一种隧洞内tbm大部件运输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及TBM设备技术领域，尤其涉及一种隧洞内TBM大部件运输方法，包括以下步骤：在TBM掘进过程中，对围岩进行支护施工；将TBM退至预定位，在TBM与掌子面之间形成工作区域；在工作区域的围岩进行支护施工；在工作区域的侧壁上进行旁洞开挖和吊点施工；将TBM重新顶到掌子面；将大部件从TBM末端运输并放至旁洞内；将TBM移动至旁洞与大部件维修处对应的位置。本发明的发明目的在于提供一种隧洞内TBM大部件运输方法，本发明提供的技术方案在隧洞内侧壁挖掘有用于放置大部件的旁洞，解决了大部件运输困难，更换费用高，效率低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及TBM设备技术领域，尤其涉及一种隧洞内TBM大部件运输方法。
背景技术
随着我国经济和社会的发展，长大铁路、公路隧道、引水隧洞、城市地铁等重大地下工程建设项目越来越多，特长、大断面、地质条件复杂的隧道施工技术难度越来越大，而对开挖速度、安全、环保、质量和效益的要求也越来越高，因此，TBM被越来越多应用于长大隧道中。盾构是一种用于软土隧道暗挖施工的机械。硬岩掘进机，也称岩石掘进机，国内一般叫TBM，即是全断面岩石隧道掘进机，是以岩石地层为掘进对象。硬岩掘进机与盾构的主要区别就是不具备泥水，土压等维护掌子面稳定的功能。
在TBM掘进过程中，对于大部件损坏，需要进行维修甚至更换，由于大部件只能从TBM末端或侧面进入隧洞内，无法完成刀盘与TBM盾体之间的大部件更换。受限于隧洞内的空间，隧洞内TBM大部件维修或更换往往采用的是开挖竖井或开挖迂回导洞和扩大洞的方式，造成大部件运输困难，更换费用高，效率低的技术问题。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种隧洞内TBM大部件运输方法，本发明提供的技术方案在隧洞内侧壁挖掘有用于放置大部件的旁洞，解决了大部件运输困难，更换费用高，效率低的技术问题。
为了达到上述发明目的，本发明提供一种隧洞内TBM大部件运输方法，包括以下步骤：
S100、在TBM掘进过程中，对围岩进行支护施工；
S200、将TBM退至预定位，在TBM与掌子面之间形成工作区域；
S300、在工作区域的围岩进行支护施工；
S400、在工作区域的侧壁上进行旁洞开挖和吊点施工；
S500、将TBM重新顶到掌子面；
S600、将大部件从TBM末端运输并放至旁洞内；
S700、将TBM移动至旁洞与大部件维修处对应的位置。
优选的，在步骤S100中，所述围岩的等级为Ⅲ类以上；在步骤S100和S300中，所述支护的类型为钢拱架@900mm，系统锚杆Φ18@900mm*900mm，L＝1800mm，拱顶120度挂Φ8@150mm*150mm钢筋网的支护。
优选的，在步骤S200将TBM退至预定位前，完成以下前序工作：将步骤S100中的所述支护的钢筋网片和钢拱架拆除，将锚杆头外露部分切除；将隧洞连续皮带机托架拆除和重新张紧皮带。
优选的，在步骤S200中，将TBM退至预定位前，进行大部件旁洞施工放样，根据机头架与护盾分缝位置确定旁洞标高，利用喷漆标记开挖范围。
在步骤S400中，在工作区域的侧壁上进行旁洞开挖和吊点施工；优选的，根据大部件尺寸，旁洞选定在TBM掘进方向的盾体右下角，并紧挨TBM盾体之后。
在步骤S400中，在工作区域的侧壁上进行旁洞开挖，优选的，包括：先采用气动凿岩机成孔，然后用液压岩石劈裂机破裂的方法进行开挖。
在步骤S400中，在工作区域的侧壁上进行吊点施工，优选的，采用锚杆作为吊点，锚杆规格为Φ25，L＝3000mm，共布置5根。
在步骤S600中，将大部件从TBM末端运输并放至旁洞内，优选的，在运输过程中分为隧洞和TBM台车段运输以及TBM桥架段和主梁段运输；
隧洞和TBM台车段运输，通过工装，将大部件斜置于平板车上，缓慢将大部件运输至TBM第2节桥架末端；
TBM桥架段和主梁段运输，在TBM第2节桥架末端开始，利用TBM上的行走吊机把大部件往盾体方向转移，通过TBM后撑脚时，将后撑脚收缩到最大行程并将大部件平放便可通过。
本发明在隧洞内侧壁挖掘有旁洞，大部件放置在旁洞内，通过移动TBM设备，令大部件维修处与旁洞的位置相对应，无需开挖竖井、迂回导洞或扩大洞的方式即可达到运输大部件的效果，解决了大部件运输困难，更换费用高，效率低的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种隧洞内TBM大部件运输方法流程框图；
图2为本发明实施例一种隧洞内TBM大部件运输方法施工流程图；
图3为本发明实施例大部件旁洞开挖示意图一；
图4为本发明实施例大部件旁洞开挖示意图二；
图5为本发明实施例大部件吊点分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由于大部件只能从TBM末端或侧面进入隧洞内，无法完成刀盘与TBM盾体之间的大部件更换。受限于隧洞内的空间，隧洞内TBM大部件维修或更换往往采用的是开挖竖井或开挖迂回导洞和扩大洞的方式，造成大部件运输困难，更换费用高、效率低的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种隧洞内TBM大部件运输方法，能够在不影响TBM移动的基础上在隧洞内完成大部件的运输。在说明本发明实施例之前，先介绍现有的TBM设备，以帮助理解本发明实施例中的相关方案。
盾构，是一种用于软土隧道暗挖施工的机械，开挖面的稳定方法是它区别于硬岩掘进机的主要方面。硬岩掘进机，也称岩石掘进机，国内一般叫TBM(tunnel boringmachine)，即是全断面岩石隧道掘进机，是以岩石地层为掘进对象。硬岩掘进机与盾构的主要区别就是不具备泥水，土压等维护掌子面稳定的功能。
掌子面，是坑道施工中的一个术语，即开挖坑道不断向前推进的工作面。隧道的开挖使得支撑隧道洞身的围岩被挖掉，掌子面后方出现临空，围岩应力重新分布，导致围岩向隧道净空方向变形。软弱围岩隧道设置超前支护和初期支护的主要目的，就是抑制这些变形的发展，防止围岩出现围岩松弛现象。
在本发明实施例中，是在隧洞内侧壁上开挖旁洞，适用于围岩等级Ⅲ类以上的地质较好条件洞段。
如图1-2所示，本实施例提供了一种隧洞内TBM大部件运输方法，包括以下步骤：
S100、在TBM掘进过程中，对围岩进行支护施工。
根据设计，在掘进过程中围岩支护类型为钢拱架@900mm，系统锚杆Φ18@900mm*900mm，L＝1800mm，拱顶120度挂Φ8@150mm*150mm钢筋网支护。待TBM掘进至可以进行维修或更换TBM大部件的地段后(Ⅲ类以上的地质较好条件洞段)，TBM即停止掘进。
S200、将TBM退至预定位，在TBM与掌子面之间形成工作区域。
在将TBM退至预定位前，还需完成以下前序工作：S201、将步骤S100中的支护的钢筋网片和钢拱架拆除，将锚杆头外露部分切除；S202、将隧洞连续皮带机托架拆除和重新张紧皮带；S203、大部件旁洞施工放样。
其中，步骤S202中，对隧洞连续皮带机托架拆除和重新张紧皮带过程中，由于TBM8#台车段已安装的隧洞连续皮带机托架及托辊，需要根据TBM后退距离进行拆除，托架和托辊在拆除的同时进行皮带张紧。
步骤S203中，根据大部件尺寸，大部件旁洞选定在TBM掘进方向的盾体右下角，为了缩短TBM后退距离，大部件旁洞紧挨TBM盾体之后。在TBM第一次后退前进行大部件旁洞施工放样，根据机头架与护盾分缝位置确定旁洞标高，利用喷漆标记开挖范围。
S300、在工作区域的围岩进行支护施工。
完成步骤S200中的前序工作后，TBM退至预定位置，为工作区域围岩支护施工以及大部件旁洞施工腾出施工空间。
在工作区域的围岩进行支护施工，为下步工序安全作保障。支护形式为系统锚杆Φ18@900mm*900mm，L＝1800mm，拱顶120度挂Φ8@150mm*150mm钢筋网。
S400、在工作区域的侧壁上进行旁洞开挖和吊点施工。
请参见图3-4，在旁洞开挖过程中，大部件旁洞石方开挖量大约为15立方米，考虑到爆破开挖可能会对TBM设备造成损坏，石方开挖施工方式采用气动凿岩机成孔，然后用液压岩石劈裂机破裂的方法进行开挖。
请参见图5，在吊点施工过程中，大部件在预埋进旁洞的过程中需要设置吊点，根据大部件尺寸和重量，采用锚杆作为吊点，锚杆规格为Φ25，L＝3000mm，共布置5根。
目前掘进过程中隧洞系统锚杆规格为Φ18，L＝1800mm，设计抗拉力为40KN，根据隧洞内已完成的系统锚杆抗拉力试验结果，其抗拉力大于40KN，大部件重量约2吨，考虑到适当的增大安全系数，大部件吊点锚杆设计为Φ25，L＝3000mm。
S500、将TBM重新顶到掌子面。
S600、将大部件从TBM末端运输并放至旁洞内。
在运输过程中，分为隧洞和TBM台车段运输以及TBM桥架段和主梁段运输两个阶段。
其中，隧洞和TBM台车段运输阶段，根据隧洞净空、TBM台车净空及大部件尺寸，可利用平板车，通过工装，将大部件斜置于平板车上，缓慢将大部件运输至TBM第2节桥架末端。
其中，TBM桥架段和主梁段运输阶段，TBM桥架段和主梁段净空变小，平板车无法进入。在TBM第2节桥架末端开始，利用TBM上的行走吊机把大部件往盾体方向转移。通过TBM后撑脚时，将后撑脚收缩到最大行程并将大部件平放便可通过。
S700、将TBM移动至旁洞与大部件维修处对应的位置。
综上所述，本发明实施例在隧洞内侧壁挖掘有旁洞，大部件放置在旁洞内，通过移动TBM设备，令大部件维修处与旁洞的位置相对应，无需开挖竖井、迂回导洞或扩大洞的方式即可达到运输大部件的效果，解决了大部件运输困难，更换费用高，效率低的技术问题。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种隧洞内TBM大部件运输方法，其特征在于：包括以下步骤：
S100、在TBM掘进过程中，对围岩进行支护施工；
S200、将TBM退至预定位，在TBM与掌子面之间形成工作区域；
S300、在工作区域的围岩进行支护施工；
S400、在工作区域的侧壁上进行旁洞开挖和吊点施工；
S500、将TBM重新顶到掌子面；
S600、将大部件从TBM末端运输并放至旁洞内，在运输过程中分为隧洞和TBM台车段运输以及TBM桥架段和主梁段运输；
所述隧洞和TBM台车段运输包括通过工装将大部件斜置于平板车上，缓慢将大部件运输至TBM第2节桥架末端；
所述TBM桥架段和主梁段运输，在TBM第2节桥架末端开始，利用TBM上的行走吊机把大部件往盾体方向转移，通过TBM后撑脚时，将后撑脚收缩到最大行程并将大部件平放通过；
S700、将TBM移动至旁洞与大部件维修处对应的位置。
2.根据权利要求1所述的隧洞内TBM大部件运输方法，其特征在于：在步骤S100中，所述围岩的等级为Ⅲ类以上；在步骤S100和S300中，所述支护的类型为钢拱架@900mm，系统锚杆Φ18@900mm*900mm，L＝1800mm，拱顶120度挂Φ8@150mm*150mm钢筋网的支护。
3.根据权利要求2所述的隧洞内TBM大部件运输方法，其特征在于：在步骤S200将TBM退至预定位前，完成以下前序工作：将步骤S100中的所述支护的钢筋网片和钢拱架拆除，将锚杆头外露部分切除；将隧洞连续皮带机托架拆除和重新张紧皮带。
4.根据权利要求3所述的隧洞内TBM大部件运输方法，其特征在于：在步骤S200中，将TBM退至预定位前，进行大部件旁洞施工放样，根据机头架与护盾分缝位置确定旁洞标高，利用喷漆标记开挖范围。
5.根据权利要求4所述的隧洞内TBM大部件运输方法，在步骤S400中，在工作区域的侧壁上进行旁洞开挖和吊点施工；其特征在于：根据大部件尺寸，旁洞选定在TBM掘进方向的盾体右下角，并紧挨TBM盾体之后。
6.根据权利要求5所述的隧洞内TBM大部件运输方法，在步骤S400中，在工作区域的侧壁上进行旁洞开挖，其特征在于：包括：先采用气动凿岩机成孔，然后用液压岩石劈裂机破裂的方法进行开挖。
7.根据权利要求6所述的隧洞内TBM大部件运输方法，在步骤S400中，在工作区域的侧壁上进行吊点施工，其特征在于：采用锚杆作为吊点，锚杆规格为Φ25，L＝3000mm，共布置5根。
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