CN108708752B - Tbm隧道施作管片的临时支撑装置及豆砾石回填灌浆的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道施工技术领域,具体涉及TBM隧道施作管片的临时支撑装置及豆砾石回填灌浆的方法,该临时支撑装置包括固定台座和支撑条,支撑条前端与固定台座固接,支撑条有多个,支撑条在同一圆周上平行、间隔布置;支撑条的底部安装有滚轮;该方法包括安装临时支撑装置、施作管片、吹填豆砾石、抽离支撑装置、补充回填豆砾石等工序,该方法施工工艺简单,可显著提高施工质量。该临时支撑装置可以稳定管片位置,减小管片发生上浮或下沉对豆砾石填充层厚度的影响,避免因豆砾石厚度不均匀,引起的应力集中现象,提高TBM隧道结构的整体安全性;尤其适用在地质环境条件复杂,地下水水位较高的场合使用。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域,尤其涉及TBM隧道施作管片的临时支撑装置及豆砾石回填灌浆的方法。
背景技术
随着社会经济需求的增大和科技技术的发展进步,护盾式TBM在隧道工程掘进中的应用越来越多,在采用护盾式TBM施工时,通常需要先预制管片衬砌,待管片衬砌安装完成后,其外弧面与围岩间就会存在一定的空隙,此时需要采用豆砾石回填灌浆将二者连接,进而起到传力、防渗和承压能力,但是采用现有的豆砾石回填灌浆方法主要存在的问题是顶部豆砾石回填不饱满、管片上浮或者下沉,造成豆砾石填充层厚度不均匀分布,从而增大了工程建设的投资与风险,大大降低了工程质量,埋下了安全隐患。此外,豆砾石填充层的不均匀分布也会导致地层抗力系数在隧道横截面上不同位置处的取值存在差异。而地层抗力系数对管片环的内力,尤其是弯矩的影响较大,会进一步对管片的结构设计产生重要影响。
发明内容
本发明旨在提供TBM隧道施作管片的临时支撑装置及豆砾石回填灌浆的方法,该临时支撑装置可防止管片位置发生偏移,避免影响支护体系受力;该方法能减小管片位置发生上浮或下沉对豆砾石填充层厚度的影响,保证设计的支护体系抗力系数得到完全发挥,避免因豆砾石厚度不均匀,引起的应力集中现象,提高TBM隧道结构的整体安全性。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
TBM隧道施作管片的临时支撑装置,包括固定台座和支撑条,支撑条前端与固定台座固接,支撑条有多个,支撑条在同一圆周上平行、间隔布置;支撑条的底部安装有滚轮。
进一步的,所述支撑条的顶面为圆弧面。
进一步的,所述固定台座的顶面为圆弧面。
进一步的,所述支撑条和固定台座的底面均为圆弧面,支撑条的底面与固定台座的底面齐平。
优选地,支撑条横截面的中心角为2°,固定台座横截面的中心角为45°-55°;支撑条的厚度为0.12m-0.14m,固定台座的厚度为0.35m-0.45m。
优选地,支撑条的底部从头到尾挨个设有一排滚轮。
优选地,支撑条有5-16个。
进一步的,固定台座上设有用于与隧道掘进机连接的连接装置。
利用上述临时支撑装置施工时豆砾石回填灌浆的方法,包括以下步骤:
步骤一、在已开挖的洞室内的拱底处设置所述临时支撑装置;
步骤二、安装管片,将管片放置在所述临时支撑装置上;
步骤三、对管片与围岩间的空隙进行豆砾石回填灌浆;
步骤四、隧道掘进机带动所述临时支撑装置前进,将支撑条从管片下方抽离;同时补充吹填豆砾石。
进一步的,支撑条的顶部涂有润滑油。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1,TBM隧道施工中,在豆砾石回填灌浆之前,利用本发明的临时支撑装置,可以稳定管片位置,减小管片发生上浮或下沉对豆砾石填充层厚度的影响,避免因豆砾石厚度不均匀,引起的应力集中现象,提高TBM隧道结构的整体安全性;尤其适用在地质环境条件复杂,地下水水位较高的场合使用。
2,支撑条下方设置滚轮,减小与围岩的摩擦力,确保豆砾石回填以后,临时支撑装置能够顺利脱离管片,进行下一环施工;
3,固定台座通过锁紧装置与掘进机相连,与TBM施工同时进行,保证施工进度,降低施工成本。
4,本发明通过安装临时支撑装置、施作管片、吹填豆砾石、抽离支撑装置、补充回填豆砾石等工序,循环施工;施工工艺简单,可显著提高施工质量。
附图说明
图1是本发明的三维图一;
图2是本发明的三维图二;
图3是固定台座的三维图;
图4是施作管片时临时支撑装置与管片相对位置的三维图;
图5是施作管片时的断面图;
图中:1-固定台座、2-支撑条、3-滚轮、4-连接装置、5-高强螺栓、6-管片、7-围岩、11-凹槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本发明进行进一步详细说明。
如图1、2所示,本发明公开的TBM隧道施作管片的临时支撑装置,包括固定台座1和支撑条2,支撑条2前端与固定台座1固接,支撑条2有多个,支撑条2在同一圆周上平行、间隔布置;支撑条2的底部安装有滚轮3。
为保证钢制支撑块与管片6紧密贴合,支撑条2的顶面为圆弧面,该弧面的直径与要施作的管片6的外径相等。作为优选,支撑条2的底面也为圆弧面。固定台座1的顶面和底面均为圆弧面。支撑条2的底面与固定台座1的底面齐平。如图3所示,固定台座1上有用于安装支撑条2的凹槽11,所述支撑条2装在凹槽11中并通过高强螺栓5与固定台座1固接。凹槽11位于固定台座1的底面,凹槽11贯穿固定台座1的前、后端面。
为便于与隧道掘进机连接,固定台座1上设有用于与隧道掘进机连接的连接装置4。连接装置4设置在固定台座1的前端面为宜。连接装置4可为锁钩,安全钩、拉钩等可锁紧的连接装置。
支撑条2和固定台座1的尺寸可以根据需要合理设置,支撑条2的个数也可根据实际情况合理设置。对不同半径的管片,在固定台座1上布置不同数量的支撑条2。通常情况下,支撑条2有5-16个可满足需要。支撑条2和固定台座1的材质均可选择钢制铁块。
在另一个实施例中,支撑条2有11个;支撑条2横截面的中心角为2°,固定台座1横截面的中心角为45°-55°;支撑条2的厚度为0.12m-0.14m,固定台座1的厚度为0.35m-0.45m;高强螺栓5直径30mm。
在另一个实施例中,支撑条2的底部从头到尾挨个设有一排滚轮3。
本发明的临时支撑装置可以布置在TBM掘进机中,形成一体化施工,通过安装临时支撑装置、施作管片、吹填豆砾石、抽离支撑装置、补充回填豆砾石等工序,循环施工。施工工艺简单,可显著提高施工质量。
如图4、5所示,利用上述临时支撑装置施工时豆砾石回填灌浆的方法,包括以下步骤:
步骤一、在已开挖的洞室内的拱底处设置所述临时支撑装置。
步骤二、安装管片6,将管片6放置在所述临时支撑装置上;
步骤三、对管片6与围岩7间的空隙进行豆砾石回填灌浆;
步骤四、隧道掘进机带动所述临时支撑装置前进,将支撑条2从管片6下方抽离;同时补充吹填豆砾石,使管片6与围岩7空隙间的豆砾石回填均匀。通过连接装置4将所述临时支撑装置与隧道掘进机连接,使临时支撑装置能与隧道掘进机共同前进;
重复上述步骤二至四,进行循环施工。
为减小支撑条2与管片6间的摩擦力,支撑条2的顶部涂有润滑油。支撑条2底部安装滚轮也是为了在抽离支撑装置时,减小与围岩7之间的摩擦力,确保豆砾石回填以后,支撑装置能够顺利脱离管片,进行下一环施工。
步骤一之前,进行施工准备:根据管片的半径,在固定台座1上布置一定数量的支撑条2。
如图4、5所示,支撑条2在管片6与围岩6之间呈环向布置,对管片6起到临时支撑作用;由于支撑条2对衬砌管片的临时支撑作用,减小了管片发生上浮或下沉对豆砾石填充层厚度的影响,保证豆砾石回填均匀。
本发明的临时支撑装置可以布置在TBM掘进机中,形成一体化施工,通过安装临时支撑装置、施作管片、吹填豆砾石、抽离支撑装置、补充回填豆砾石等工序,循环施工。施工工艺简单,可显著提高施工质量。
当然,本发明还可有其它多种实施方式,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.TBM隧道施作管片的临时支撑装置,其特征在于:包括固定台座(1)和支撑条(2),支撑条(2)前端与固定台座(1)固接,支撑条(2)有多个,支撑条(2)在同一圆周上平行、间隔布置;支撑条(2)的底部安装有滚轮(3);所述支撑条(2)的顶面为圆弧面;固定台座(1)上设有用于与隧道掘进机连接的连接装置(4)。
2.根据权利要求1所述的临时支撑装置,其特征在于:所述固定台座(1)的顶面为圆弧面。
3.根据权利要求2所述的临时支撑装置,其特征在于:所述支撑条(2)和固定台座(1)的底面均为圆弧面,支撑条(2)的底面与固定台座(1)的底面齐平。
4.根据权利要求2所述的临时支撑装置,其特征在于:支撑条(2)横截面的中心角为2°,固定台座(1)横截面的中心角为45°-55°;支撑条(2)的厚度为0.12m-0.14m,固定台座(1)的厚度为0.35m-0.45m。
5.根据权利要求1所述的临时支撑装置,其特征在于:支撑条(2)的底部从头到尾挨个设有一排滚轮(3)。
6.根据权利要求4所述的临时支撑装置,其特征在于:支撑条(2)有5-16个。
7.利用权利要求1-6中任一项权利要求所述的临时支撑装置施工时豆砾石回填灌浆的方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、在已开挖的洞室内的拱底处设置所述临时支撑装置;
步骤二、安装管片(6),管片(6)放置在所述临时支撑装置上;
步骤三、对管片(6)与围岩(7)间的空隙进行豆砾石回填灌浆;
步骤四、隧道掘进机带动所述临时支撑装置前进,将支撑条(2)从管片(6)下方抽离;同时补充吹填豆砾石。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:支撑条(2)的顶部涂有润滑油。
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双护盾全断面掘进机施工管片安装衬砌技术要点;赵弟厚;;山西水利(第03期);全文 * |
沙明元.斜井工程隧道掘进机施工技术.北京: 中国铁道出版社,2016,(第1版),全文. * |
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Publication number | Publication date |
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CN108708752A (zh) | 2018-10-26 |
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