CN114109403B - 一种斜井tbm接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种斜井TBM接收方法，包括以下步骤：步骤一，开挖接收洞室，布置吊机；步骤二，确认斜井隧洞经支护后的最小直径d；步骤三，斜井TBM掘进至与接收洞室交界处，在吊机辅助下，拆除可拆分的刀盘的周边部件，拆除可拆分的护盾的外围部件；步骤四，已拆除的刀盘的周边部件和护盾的外围部件从接收洞室运输出洞或是下一个施工地点；步骤五，在推进系统和防溜车装置交替作用下，斜井TBM从斜井隧洞内退回至始发洞室，从始发洞室运输出洞或是下一个施工地点。采用本发明的接收方法无需配置吨位很高的吊机，可降低吊机配置成本；可最大限度降低接收洞室尺寸，减少开挖工作量；无需附加的拆机装置，成本大大降低，且后退过程快、拆机效率高。

Description

一种斜井TBM接收方法

技术领域

本发明涉及斜井TBM接收技术领域，具体涉及一种斜井TBM接收方法。

背景技术

斜井TBM的应用可以解决大坡度向上隧洞开挖难题，但斜井TBM接收的便利性也是影响斜井TBM推广使用的关键环节。申请公布号为CN112412478A的中国发明专利申请公开了一种隧道斜井施工系统及施工方法，其中公开了设置在斜井顶部的转换洞室（即接收洞室），接收洞室上部设有起吊机构，起吊机构包括设置在接收洞室内的水平导轨和安装在水平导轨上的起重机。同时设置一个“跷跷板”式的接收装置，在起重机的辅助作用下，通过跷跷板的作用，将TBM设备分段转移至接收洞室内。

以上方式可用于将斜井TBM拆机作业或转换成平洞TBM，当然也可用于斜井TBM的接收工作。但是，对于中等以上直径的斜井TBM，此种接收方式中，比如7m直径的斜井TBM，开挖的接收洞室往往达到40×13×13m，同时需设置100吨以上的吊机和“跷跷板”式拆机装置，存在开挖洞室大、成本高、大件运输困难、拆机周期长等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种斜井TBM接收方法，以解决现有斜井TBM接收方法通过“跷跷板”式的接收装置分段转移至接收洞室内，而导致接收洞室尺寸大、开挖工作量大、配套设备成本高、拆机周期长的问题。

为实现上述目的，本发明中的斜井TBM接收方法采用如下技术方案：

一种斜井TBM接收方法，包括以下步骤：

步骤一，开挖接收洞室，在接收洞室内布置吊机；

步骤二，根据支护方式的不同，确认开挖的斜井隧洞经支护后的最小直径d；

步骤三，斜井TBM掘进至与接收洞室交界处，在吊机的辅助下，拆除可拆分的刀盘的周边部件，拆除可拆分的护盾的外围部件，拆除后留下的刀盘、护盾的直径小于d；

步骤四，已拆除的刀盘的周边部件和护盾的外围部件放置在接收洞室内，从接收洞室运输出洞或者是运输至下一个施工地点；

步骤五，在斜井TBM的推进系统和防溜车装置的交替作用下，斜井TBM从斜井隧洞内退回至始发洞室，最后从始发洞室运输出洞或者是运输至下一个施工地点；

在斜井TBM从斜井隧洞内退回至始发洞室的过程中，当防溜车装置上的拖拉油缸推出、防溜车撑靴撑紧洞壁时，主撑靴收回、推进油缸收回，将刀盘及驱动箱部件拉回一个行程；当主撑靴撑紧洞壁时，防溜车撑靴收回，防溜车装置上的拖拉油缸收回，将防溜车装置前方的部件拉回一个行程，此过程中推进油缸随动伸出。

上述技术方案的有益效果在于：本发明的接收方法虽然也有接收洞室和吊机，但是斜井TBM掘进至与接收洞室交界处后，仅在吊机的辅助下，拆除可拆分的刀盘的周边部件，拆除可拆分的护盾的外围部件，拆下来的部件从接收洞室运输出洞或者是运输至下一个施工地点，而拆除后留下的刀盘、护盾的直径小于d，因此在推进系统和防溜车装置的交替作用下，可以从斜井隧洞原路退回，退回至始发洞室后，从始发洞室运输出洞或者是运输至下一个施工地点。

由于只拆卸刀盘的周边部件和护盾的外围部件，这些部件相对于斜井TBM来说尺寸都不大，因此无需配置吨位很高的吊机，可以降低吊机配置成本；同时，接收洞室的尺寸也无需太大，可以大大减少开挖工作量；并且，刀盘的周边部件和护盾的外围部件只通过吊机的辅助即可转移至接收洞室，剩余斜井TBM原路退回，因此无需设置“跷跷板”式的接收装置，可以降低附加设备成本。此外，由于斜井隧洞已经开挖并支护好，后退的过程是非常快的，一天可达几十米，总接收时间小于现有技术中的拆机方式，大大提高了拆机效率。

进一步地，定义斜井TBM的开挖直径为D，则接收洞室最小的长、宽、高分别为2D、0.7D和1.5D。

进一步地，为了方便吊机的移动，步骤一中布置吊机时，首先在接收洞室的洞壁上固定导轨，将吊机安装在导轨上。

进一步地，步骤三中，拆除后留下的刀盘、护盾的直径小于d减0.2m。

进一步地，为了边退边拆，提高拆机效率，步骤五中，在斜井TBM从斜井隧洞内退回至始发洞室的过程中，作业人员在后配套装置位置拆除二次风筒、拆除设备延伸的管线。

进一步地，为了边退边拆，提高拆机效率，步骤五中，在斜井TBM从斜井隧洞内退回至始发洞室的过程中，作业人员在推进系统和防溜车装置之间的位置拆除掘进过程中铺设的轨排，并通过物料运输系统运出洞外。

进一步地，步骤一中，配置10吨的吊机。

进一步地，步骤五中，斜井TBM在弧形始发台的辅助下，退回至始发洞室内。

附图说明

图1为本发明中斜井TBM接收方法的原理图（斜井TBM掘进至与接收洞室交界处）；

图2为本发明中斜井TBM接收方法的原理图（斜井TBM从斜井隧洞内退回）；

图3为图1中斜井TBM的可拆分的刀盘的主视图；

图中：1、接收洞室；2、导轨；3、吊机；4、可拆分的刀盘；41、刀盘边块；42、刀盘中心块；5、可拆分的护盾；51、护盾外围部件；6、主撑靴；7、推进油缸；8、拖拉油缸；9、防溜车撑靴；10、后配套装置；11、斜井隧洞。

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了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，可能出现的术语如“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实际的关系或者顺序。而且，术语如“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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明中斜井TBM接收方法的实施例1如图1和图2所示，本发明所针对的斜井TBM包括可拆分的刀盘4、可拆分的护盾5、推进系统、防溜车装置和若干节后配套装置10。其中，推进系统包括主撑靴6和推进油缸7，防溜车装置包括防溜车撑靴9和拖拉油缸8。斜井TBM接收方法具体包括以下步骤：

步骤一，开挖接收洞室1，在接收洞室1内布置吊机3。

具体地，定义斜井TBM的开挖直径为D，则接收洞室1最小的长、宽、高分别为2D、0.7D和1.5D。布置吊机3时，首先在接收洞室1的洞壁上固定导轨2，将吊机3安装在导轨2上，使其可沿导轨2移动，其中吊机3配置10吨的即可。

步骤二，由于围岩不稳定处已经进行支护工作，因此需要根据支护方式的不同，确认开挖的斜井隧洞11经支护后的最小直径d。

步骤三，如图1所示，斜井TBM掘进至与接收洞室1交界处，在吊机3的辅助下，拆除可拆分的刀盘4的周边部件，拆除可拆分的护盾5的外围部件，拆除后留下的刀盘、护盾的直径小于d－0.2m。其中，可拆分的刀盘4如图3所示，包括刀盘中心块42以及安装在刀盘中心块42外围的刀盘边块41。

步骤四，如图2所示，已拆除的刀盘的周边部件（即刀盘边块41）和护盾外围部件51放置在接收洞室1内，从接收洞室1运输出洞或者是运输至下一个施工地点。接收洞室1有连通地面的通道以及连通其他施工隧洞的通道，因此根据实际情况，可以直接将刀盘边块41和护盾外围部件51运输出洞，或者是运输至下一个施工地点，继续使用。

步骤五，如图2所示，在斜井TBM的推进系统和防溜车装置的交替作用下，斜井TBM从斜井隧洞11内退回至始发洞室，最后从始发洞室运输出洞或者是运输至下一个施工地点。具体地，在斜井TBM从斜井隧洞11内退回的过程中，当防溜车装置上的拖拉油缸8推出、防溜车撑靴9撑紧洞壁时，主撑靴6收回、推进油缸7收回，将刀盘及驱动箱部件拉回一个行程；当主撑靴6撑紧洞壁时，防溜车撑靴9收回，防溜车装置上的拖拉油缸8收回，将防溜车装置前方的部件拉回一个行程，此过程中推进油缸7随动伸出。如此交替循环，斜井TBM最终退回至始发洞室。

其中，在斜井TBM从斜井隧洞11内退回的过程中，作业人员在后配套装置10位置拆除二次风筒、拆除设备延伸的管线。同时，作业人员在推进系统和防溜车装置之间的位置拆除掘进过程中铺设的轨排，并通过物料运输系统运出洞外。这样通过边退边拆，待退到始发井后，该拆的都已经拆掉，可以提高拆机效率。

最后，由于斜井TBM在始发时，是通过始发洞室内的弧形始发台进入斜井隧洞，因此在退回的过程中，可以在弧形始发台的辅助下，退回至始发洞室内。始发洞室有连通地面的通道以及连通其他施工隧洞的通道，根据实际情况，可以选择将斜井TBM运输出洞，或者是运输至下一个施工地点，继续使用。

本发明的接收方法虽然也需要有接收洞室和吊机，但是由于只拆卸刀盘的周边部件和护盾的外围部件，这些部件相对于斜井TBM来说尺寸都不大，因此无需配置吨位很高的吊机，10吨的吊机远小于正常配置的吊机能力，可以降低吊机配置成本；同时，接收洞室的尺寸也无需太大，远小于正常接收洞室尺寸，可以大大减少开挖工作量；并且，刀盘的周边部件和护盾的外围部件只通过吊机的辅助即可转移至接收洞室，剩余斜井TBM原路退回，因此无需设置“跷跷板”式的接收装置，可以降低附加设备成本。此外，由于斜井隧洞已经开挖并支护好，后退的过程是非常快的，一天可达30米，总接收时间小于现有技术中的拆机方式，大大提高了拆机效率。

在斜井TBM接收方法的其他实施例中： 若弧形始发台已拆除，也可以安装始发架或者通过始发洞室内吊装设备的辅助，使斜井TBM退回至始发洞室内。

在斜井TBM接收方法的其他实施例中：配置的吊机也可以是其他吨位，但肯定会远小于现有正常配置的吊机能力。

在斜井TBM接收方法的其他实施例中：轨排可以不是在斜井TBM退回过程中拆除，而是单独另外拆。

在斜井TBM接收方法的其他实施例中：根据斜井TBM具体结构的不同，推进系统和防溜车装置的具体配合方式会有所不同。

在斜井TBM接收方法的其他实施例中：二次风筒、设备延伸的管线可以不是在斜井TBM退回过程中拆除，而是退到始发洞室再拆除。

在斜井TBM接收方法的其他实施例中：拆除后留下的刀盘、护盾的直径也可以小于d－0.3m或者其他数值，但总是要小于d的。

在斜井TBM接收方法的其他实施例中：步骤一中布置吊机时，在能够满足需要的情况下，也可以不设置导轨。

在斜井TBM接收方法的其他实施例中：接收洞室最小尺寸可以是其他数据，但肯定会远小于现有正常接收洞室尺寸。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种斜井TBM接收方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，开挖接收洞室，在接收洞室内布置吊机；

步骤二，根据支护方式的不同，确认开挖的斜井隧洞经支护后的最小直径d；

步骤三，斜井TBM掘进至与接收洞室交界处，在吊机的辅助下，拆除可拆分的刀盘的周边部件，拆除可拆分的护盾的外围部件，拆除后留下的刀盘、护盾的直径小于d；

步骤四，已拆除的刀盘的周边部件和护盾的外围部件放置在接收洞室内，从接收洞室运输出洞或者是运输至下一个施工地点；

步骤五，在斜井TBM的推进系统和防溜车装置的交替作用下，斜井TBM从斜井隧洞内退回至始发洞室，最后从始发洞室运输出洞或者是运输至下一个施工地点；

在斜井TBM从斜井隧洞内退回至始发洞室的过程中，当防溜车装置上的拖拉油缸推出、防溜车撑靴撑紧洞壁时，主撑靴收回、推进油缸收回，将刀盘及驱动箱部件拉回一个行程；当主撑靴撑紧洞壁时，防溜车撑靴收回，防溜车装置上的拖拉油缸收回，将防溜车装置前方的部件拉回一个行程，此过程中推进油缸随动伸出。

2.根据权利要求1所述的斜井TBM接收方法，其特征在于，定义斜井TBM的开挖直径为D，则接收洞室最小的长、宽、高分别为2D、0.7D和1.5D。

3.根据权利要求1或2所述的斜井TBM接收方法，其特征在于，步骤一中布置吊机时，首先在接收洞室的洞壁上固定导轨，将吊机安装在导轨上。

4.根据权利要求1或2所述的斜井TBM接收方法，其特征在于，步骤三中，拆除后留下的刀盘、护盾的直径小于d减0.2m。

5.根据权利要求1或2所述的斜井TBM接收方法，其特征在于，步骤五中，在斜井TBM从斜井隧洞内退回至始发洞室的过程中，作业人员在后配套装置位置拆除二次风筒、拆除设备延伸的管线。

6.根据权利要求1或2所述的斜井TBM接收方法，其特征在于，步骤五中，在斜井TBM从斜井隧洞内退回至始发洞室的过程中，作业人员在推进系统和防溜车装置之间的位置拆除掘进过程中铺设的轨排，并通过物料运输系统运出洞外。

7.根据权利要求1或2所述的斜井TBM接收方法，其特征在于，步骤一中，配置10吨的吊机。

8.根据权利要求1或2所述的斜井TBM接收方法，其特征在于，步骤五中，斜井TBM在弧形始发台的辅助下，退回至始发洞室内。