CN114086979A - 一种子母结构的硬岩tbm - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种子母结构的硬岩TBM，该硬岩TBM分为环形部分（称之为母TBM）和位于中心的小硬岩TBM（称之为子TBM）两部分。该TBM具有两种工作模式，一种模式是母TBM和子TBM结合在一起工作，类似于常规硬岩TBM。另一种模式是子TBM可从母TBM中分离出来，作为一台独立的TBM单独工作，子TBM先开挖一个小直径超前隧洞以释放地应力，然后母TBM进行扩挖。
Description
技术领域
本发明属于隧道开挖设备的技术领域，具体为一种适用于硬岩TBM法施工的掘进设备。
背景技术
硬岩TBM在复杂地质条件下掘进时，常会遇到岩爆、软岩大变形等施工难题，一种应对方法是超前开挖一个导洞以释放地应力，也可起到探明隧道前方地质情况的作用。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种子母结构的硬岩TBM ，有效的解决了背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种子母结构的硬岩TBM：包括硬岩TBM，硬岩TBM分为具有两个刀盘，一个是环形刀盘以形成母TBM，另一个是位于中心的小刀盘以形成子TBM，每个刀盘均配备有各自的驱动、推进和出渣系统；具有两种工作模式，一种模式是母TBM和子TBM结合在一起工作，类似于常规硬岩TBM。另一种模式是子TBM可从母TBM中脱离出来，作为一台独立的硬岩TBM单独掘进，子TBM先掘进母TBM后掘进。
优选的，从母TBM刀盘脱离出来时，子TBM刀盘可以是圆形、正方形、六边形或其它形状。
优选的，母TBM能够和子TBM结合在一起工作，母TBM的动力系统为母TBM和子TBM提供动力。
优选的，子TBM能够与母TBM分离，并可以通过安装边滚刀增大其刀盘直径，子TBM的刀盘转速可以不同于母TBM刀盘转速，子TBM具有刀盘驱动、多种可选择的出渣系统和推进系统。
优选的，子TBM采用遥控或无人操作方式。
优选的，子TBM具有单独的导向系统。
优选的，子TBM后带有钢壳防护装置。
优选的，子TBM连接有泥浆管路与防泥浆泄露装置；皮带机出渣装置。
优选的，子TBM上具有圆管顶管推进系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在实施的过程中，通过超前开挖导洞的方式，能够避免岩爆或降低岩爆的严重程度；超前探明前方地质状况；提前在软岩大变形地层中释放地应力。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的一种实施方式的整体结构正面视图；
图2为本发明的子硬岩TBM的三种结构和相配合的过渡区；
图3为母硬岩TBM和子硬岩TBM一起掘进时的示意图；
图4为母硬岩TBM和子硬岩TBM分开掘进时的示意图。
图中：1、子硬岩TBM；2、母硬岩TBM；3、子硬岩TBM的撑靴；4、第一子硬岩TBM刀盘和相配合的过渡区；5、第二子硬岩TBM刀盘和相配合的过渡区；6、第三子硬岩TBM刀盘和相配合的过渡区；7、皮带输送机或泥浆管路。
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做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。
由图1-4给出，本发明公开了一种子母结构的硬岩TBM，硬岩TBM分为环形部分（称之为母硬岩TBM2）和位于中心的小硬岩TBM（称之为子硬岩TBM1）两部分。硬岩TBM具有两种工作模式，一种模式是母硬岩TBM2和子硬岩TBM1结合在一起工作，类似于常规硬岩TBM。另一种模式是子硬岩TBM1可从母硬岩TBM2中脱离出来，作为一台独立的硬岩TBM单独工作，子硬岩TBM1先掘进母硬岩TBM2后掘进。
硬岩TBM分为环形部分（或称之为母硬岩TBM2）和位于中心的小硬岩TBM（或称之为子硬岩TBM1）两部分，子硬岩TBM1可以是圆形、正方形、六边形或其它形状。
母硬岩TBM2可以和子硬岩TBM1结合在一起工作，类似于常规硬岩TBM，母硬岩TBM2的推进系统（撑靴或推进油缸）为母硬岩TBM2和子硬岩TBM1提供推进力。
子硬岩TBM1可以从母硬岩TBM2中脱离出来，并安装刀盘过渡区，以便安装边滚刀。子硬岩TBM1具有自己独立的驱动系统和推进系统（撑靴或推进油缸），子硬岩TBM1先掘进，开挖出一个小直径的隧洞，以释放地应力，缓解岩爆程度或超前探明不良地质状况。子硬岩TBM1可采用皮带机或泥浆管路出渣。然后母硬岩TBM2进行扩挖。
子硬岩TBM1可采用遥控或无人操作方式，避免岩爆或其他不良地质危害操作人员。
子硬岩TBM1采用独立的导向系统，通过人工测量控制方向。
子硬岩TBM1后配套带有钢壳防护装置，防止小隧洞出现坍塌、岩爆损坏设备。
如果子硬岩TBM1采用泥浆管路出渣，则需要在子硬岩TBM1上增加防止泥浆泄露装置。
子硬岩TBM1可以采用圆管顶管推进系统。
如果子硬岩TBM1完成任务，还可以与母硬岩TBM2组合在一起，恢复全断面硬岩TBM状态。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种子母结构的硬岩TBM，其特征在于：包括硬岩TBM，硬岩TBM具有两个刀盘，一个是环形刀盘以形成母TBM，另一个是位于中心的小刀盘以形成子TBM，每个刀盘均配备有各自的驱动、推进和出渣系统；具有两种工作模式，一种模式是母TBM和子TBM结合在一起工作，另一种模式是子TBM可从母TBM中脱离出来，作为一台独立的硬岩TBM单独掘进，子TBM先掘进母TBM后掘进。
2.根据权利要求1所述的一种子母结构的硬岩TBM，其特征在于：子TBM的刀盘可以是圆形、正方形、六边形或其它形状。
3.根据权利要求1所述的一种子母结构的硬岩TBM，其特征在于：母TBM能够和子TBM结合在一起工作，母TBM的动力系统系统为母TBM和子TBM提供动力。
4.根据权利要求1所述的一种子母结构的硬岩TBM，其特征在于：子TBM能够与母TBM分离，并可以通过安装边滚刀增大其刀盘直径，子TBM的刀盘转速可以不同于母TBM刀盘转速，子TBM具有刀盘驱动、出渣和推进系统等。
5.根据权利要求1所述的一种子母结构的硬岩TBM，其特征在于：子TBM采用遥控或无人操作方式。
6.根据权利要求1所述的一种子母结构的硬岩TBM，其特征在于：子TBM具有单独的导向系统。
7.根据权利要求1所述的一种子母结构的硬岩TBM，其特征在于：子TBM后可以带有钢壳防护装置。
8.根据权利要求1所述的一种子母结构的硬岩TBM，其特征在于：子TBM连接有泥浆管路与防泥浆泄露装置；可以使用皮带机出渣装置。
9.根据权利要求1所述的一种子母结构的硬岩TBM，其特征在于：子TBM上具有圆管顶管推进系统。
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