CN109488318B - 一种tbm装置过竖井的施工实现方法及建筑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TBM装置过竖井的施工实现方法及建筑装置，其包括以下步骤：在TBM机头进入竖井后，在机头两侧建筑混凝土挡墙；在混凝土挡墙内侧注入豆砾石和混凝土浆；在TBM设备空推后整体回填豆砾石和混凝土浆。本发明TBM装置过竖井的施工实现方法及建筑装置由于采用了在竖井内的TBM机头两侧建筑的混凝土挡墙，隔离了竖井内底部的空间，先行在混凝土挡墙内侧注入豆砾石和混凝土浆，这样就加快了竖井内的施工过程，而对于挡墙外以及其他空间的豆砾石和混凝土浆灌注，可以在不影响TBM装置继续施工的情况下进行整体填充，由此实现了对整个工期的缩短，施工效率更高。

Description

一种TBM装置过竖井的施工实现方法及建筑装置

技术领域

本发明涉及一种TBM设备的施工实现方法及其建筑实现装置，尤其涉及的是一种过竖井的TBM设备施工实现方法及其建筑装置改进。

背景技术

现有技术中，TBM（Tunnel Boring Machine，全断面隧道掘进机，又叫盾构机），是用来进行隧道施工的一种大型设备，目前在实际应用中已经较为常见，通常其具有一前端的TBM机头，前端端面上设置针对不同岩质的多个切刀，可以别前进边切碎前方的硬岩。TBM机头后方常常拖带了类似火车车厢一样的后续工作部，可以分别实现撒水防尘和将碎岩泥土向后输送的输送带等结构，甚至可以设置其他附加的工作部，例如冷气制备；在TBM设备中同时会携带有用于铺设形成隧道管壁的预制管片，根据实际的需要和尺寸，可以设置多块，例如四至五块进行拼接，形成全封闭的隧道侧壁。在封闭的隧道管壁外侧通常是注入豆砾石（直径大小为5-10毫米的小石子）以及混凝土浆，以保证隧道的支撑强度。

预制管片的拼装施工通常是在TBM机头工作部通过后，以及，碎岩泥土运出后再进行。整个TBM设备在边碎岩前进过程中，边进行隧道侧壁的管片施工，边铺设铁轨前进，其施工速度远较开挖式的施工方式效率更高，安全性更好。

TBM设备的施工过程通常是在经过地质勘探后，确定了需要施工的隧道路线，在起始和终点端需要设置始发坑，而在路线上根据实际的需要在一定距离的线路轨迹上需要预先挖掘形成多个竖井，以便施工过程中能够确保路线的正确和利于对TBM设备的维护等。此外，在目前常见的隧道施工中，例如地铁隧道的施工中，TBM设备挖掘的隧道通常是复线，也即有来有回的两条并行的隧道线，在这种双线隧道的路线上，通常在竖井位置还会设置左右两线之间的必要之横通道，以便通过该竖井可以到达另一侧线路隧道。

但在竖井中由于其空间较大，无法及时形成完整的隧道管壁，往往会造成在竖井的前后施工周期过长，效率大大下降。导致这个问题的主要原因在于竖井内的空间较大，TBM机头在通过后，无法及时通过豆砾石和混凝土浆填充完毕整个竖井底部并将隧道管壁拼接完成，导致TBM机头无法推进，这样就会造成工期的延长。

此外，在这些竖井中，以及通过竖井后的较近区域内，TBM机头往往失去了对隧道侧壁的固定力，导致TBM机头在旋转前进的过程中，由于反向支撑力不足，形成施工效率下降，甚至直接造成TBM机头组件在竖井内的翻车事故。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TBM装置过竖井的施工实现方法及建筑装置，针对TBM装置过竖井的施工过程中容易出现的支撑力不足问题提供解决方案。

本发明的技术方案如下：

一种TBM装置过竖井的施工实现方法，其包括以下步骤：

A、在TBM机头进入竖井后，在机头两侧建筑混凝土挡墙；

B、 在混凝土挡墙内侧注入豆砾石和混凝土浆；

C、 在TBM设备空推后整体回填豆砾石和混凝土浆。

所述的施工实现方法，其中，所述混凝土挡墙的高度不高于所述TBM机头高度的一半。

所述的施工实现方法，其中，所述混凝土挡墙预先在所述竖井建设完毕时即进行建筑。

所述的施工实现方法，其中，所述TBM机头采用双线施工，在两线之间的竖井位置设置有横通道，其中第一侧线拼装全环管片通过横通道后，所述步骤A中还包括以下步骤：

A1、在另一侧线的TBM机头后设置反力架以平衡掘进推力；

A2、在第一侧线始发掘进后，拆除所述全环管片。

所述的施工实现方法，其中，所述反力架的两端支撑设置在TBM机头后侧通道的两侧壁内。

所述的施工实现方法，其中，所述通道的两侧壁内通过挖掘形成凹壁部，并形成支撑所述反力架的平台。

所述的施工实现方法，其中，所述反力架设置具有伸缩结构，并通过液压向侧壁内可伸缩支撑。

一种实现所述施工实现方法的建筑装置，其中，在所述竖井内预先设置的贴近所述TBM机头侧壁的混凝土挡墙，用于在所述TBM机头通过时在所述混凝土挡墙内侧注入豆砾石和混凝土浆。

所述的装置，其中，所述混凝土挡墙的高度不高于所述TBM机头高度的一半。

本发明所提供的一种TBM装置过竖井的施工实现方法及建筑装置，由于采用了在竖井内的TBM机头两侧建筑的混凝土挡墙，隔离了竖井内底部的空间，先行在混凝土挡墙内侧注入豆砾石和混凝土浆，这样就加快了竖井内的施工过程，而对于挡墙外以及其他空间的豆砾石和混凝土浆灌注，可以在不影响TBM装置继续施工的情况下进行整体填充，由此实现了对整个工期的缩短，施工效率更高。

附图说明

图1为本发明所述TBM装置过竖井的施工实现方法及建筑装置较佳实施例施工示意图。

图2为本发明所述TBM装置过竖井的施工实现方法及建筑装置较佳实施例的反力架示意图。

图3为图2所示反力架结构的侧视示意图。

具体实施方式

以下对本发明的较佳实施例加以详细说明。

本发明所提供的一种TBM装置过竖井的施工实现方法及建筑装置，其较佳的实施例如图1所示，是从TBM机头的施工前进方向角度的示意图，TBM机头110前端面在进入竖井120后，机头承受力不大，根据竖井的长度，TBM机头110最终会接触到前进方向上的侧壁，并继续进行挖掘施工。图1中竖井120仅为示意。按照现有技术原有的施工方法，在TBM机头进入竖井的另一侧侧壁后，竖井底板需要按照传统的填充工艺进行豆砾石和混凝土浆的填充，但由于竖井底部空间较大，这个填充量远大于普通的隧道管壁外侧空间。

本发明是在TBM机头进入竖井后，在机头的位置两侧分别建筑混凝土挡墙130，如图1所示，这个挡墙130也可以在竖井施工完毕后预先建筑完毕，这样做的好处是提前可以等待混凝土浆的硬化，但坏处是可能TBM机头的挖掘过程不精准或施工过程中的碎石崩塌可能会损坏这些预先建筑的混凝土挡墙。所述混凝土挡墙130可以沿隧道方向，在整个竖井中都浇筑完成。

当所述混凝土挡墙130硬化后，可以在所述混凝土挡墙130的内侧同时也是预定的隧道管片壁外侧空间131内，可以填充豆砾石及混凝土浆，由于挡墙的设置，这个填充量就不会太多，例如可以跟普通的隧道管壁外侧所需量差不多，一般会少，就可以完成隧道管片的拼接施工。

对于整个竖井内底部的豆砾石和混凝土浆填充灌注，可以在不影响TBM装置正常施工的情况下，在TBM机头推进即空推后，再在竖井120进行整体的回填豆砾石和混凝土浆。这种方式可以保证TBM装置的隧道施工进度，加快施工过程，减少在竖井内施工的时间，从而综合提升整个施工的效率。

优选的，所述混凝土挡墙的高度可以是不高于所述TBM机头高度也就是隧道管高度的一半，例如可以采用正好一半的高度，这样，在所述混凝土挡墙内侧的待填充空间140就非常少了，从而可以加快竖井内的施工效率。

在本发明所述施工实现方法中，还提供了一种建筑装置，即设置在所述竖井内预先设置的贴近所述TBM机头侧壁的混凝土挡墙130，可以用来在所述TBM机头通过时，在所述混凝土挡墙内侧注入豆砾石和混凝土浆，从而先行完成对隧道管壁的拼接施工。所述混凝土挡墙130的高度可以采用不高于所述TBM机头高度的一半。

在双线线路的TBM施工过程中，如图2和图3所示，竖井120位置会遇到横通道140，过横通道的施工方式，需要先在第一侧线150拼装好全环管片并通过横通道后，在另一侧线160的竖井位置，先将TBM机头空推过竖井，在接触到竖井的侧壁待掘进面后，在TBM机头110后设置反力架170，作为对TBM机头力量的平衡，以防止TBM机头在掘进时的推力过大导致翻车或发生事故。所述反力架170可以采用实心的金属柱体，其强度需要足以支持整个TBM机头的掘进力度。

所述反力架170可以穿过在TBM机头后侧的固定结构上，例如螺栓或挡片等结构，并在该位置对应的隧道侧壁上设置相应的凹壁部180，如图3所示。所述反力架170的两端伸入并插入固定在所述凹壁部180内，以形成足够的固定支撑力度。更佳的是，设置所述反力架170为内外套管的结构，并可以通过液压驱动内管的伸缩，从而可以使其端部向所述侧壁内伸出支撑。为保证足够强度，所述反力架170需要经过计算其所采用的粗细程度，此外，所述反力架170还可以设置为多根，并向不同的角度进行伸出到侧壁内进行支撑，如此可以保证所述TBM机头在掘进时的推进压力。

在所述TBM机头完全掘进进入正常的隧道施工后，也就是完全通过竖井之后，所述反力架可以收回或拆除，当然也可以在正常的隧道施工中依然使用反力架的支撑功能。所述第一侧线路中的TBM机头在经过横通道140后，所述第一侧线路中的隧道管片还可以根据需要重新拆除，以便形成与外界的通道开口。

本发明TBM装置通过对上述混凝土挡墙以及反力架的设置方式，可以实现在竖井内更快的施工，有效解决在竖井内施工较慢甚至停顿的问题，有效提升整体的施工效率。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种TBM装置过竖井的施工实现方法，其包括以下步骤：

在TBM机头进入竖井后，在机头两侧建筑混凝土挡墙；

在混凝土挡墙内侧注入豆砾石和混凝土浆；

在TBM设备空推后整体回填豆砾石和混凝土浆；

所述TBM机头采用双线施工，在两线之间的竖井位置设置有横通道，其中第一侧线拼装全环管片通过横通道后，包括以下步骤：

A1、在另一侧线的TBM机头后设置反力架以平衡掘进推力；

A2、在第一侧线始发掘进后，拆除所述全环管片。

2.根据权利要求1所述的施工实现方法，其特征在于，所述混凝土挡墙的高度不高于所述TBM机头高度的一半。

3.根据权利要求2所述的施工实现方法，其特征在于，所述混凝土挡墙预先在所述竖井建设完毕时即进行建筑。

4.根据权利要求1所述的施工实现方法，其特征在于，所述反力架的两端支撑设置在TBM机头后侧通道的两侧壁内。

5.根据权利要求4所述的施工实现方法，其特征在于，所述通道的两侧壁内通过挖掘形成凹壁部，并形成支撑所述反力架的平台。

6.根据权利要求4所述的施工实现方法，其特征在于，所述反力架设置具有伸缩结构，并通过液压向侧壁内可伸缩支撑。

7.一种实现如权利要求1所述施工实现方法的建筑装置，其特征在于，在所述竖井内预先设置的贴近所述TBM机头侧壁的混凝土挡墙，用于在所述TBM机头通过时在所述混凝土挡墙内侧注入豆砾石和混凝土浆。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述混凝土挡墙的高度不高于所述TBM机头高度的一半。

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