CN208137953U - 一种双护盾tbm快速止浆装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双护盾TBM快速止浆装置,所述双护盾TBM快速止浆装置,包括衬砌管片和止浆环,所述衬砌管片用于衬砌隧道围岩以形成环形隧道管。所述止浆环环绕所述隧道管的外壁设置,所述止浆环由端头密封的柔性管构成,所述柔性管的管腔形成填充腔,回填材料充入所述柔性管填充腔使所述柔性管膨胀,膨胀后的所述止浆环的外周面挤压所述隧道围岩的内壁,其中,所述柔性管具有用于充入所述回填材料的接头。根据本实用新型实施例的双护盾TBM快速止浆装置,保证了衬砌管片与隧道围岩空腔的及时快速填充,加快了工程进度,减小了隧道围岩的初期变形。
Description
技术领域
本实用新型属于隧道围岩支护领域,尤其涉及一种双护盾TBM快速止浆装置。
背景技术
双护盾TBM具有地质适应性强、掘进速度快、安全性高、劳动强度低和处理岩爆能力强等优点,被广泛应用于公路和铁路隧道以及水工隧洞等工程领域。TBM掘进后,回填管片与围岩空腔是围岩支护的重中之重。传统的回填方法是采用填充豆粒石与灌注水泥砂浆相结合的方法。由于管片外径与围岩内径相差较大,最大间距达到15cm,且空腔内部无任何分割措施,导致豆粒石回填填充率低,质量差,在灌注的水泥砂浆时,水泥砂浆会沿豆粒石之间的孔隙流至TBM的后盾,造成水泥砂浆的大量流失,同时流失的砂浆会将后盾底部固结于隧道围岩,增加掘进机的向前推移的阻力,施工过程中,为了避免水泥砂浆的流失造成TBM后盾与围岩的粘结,通常将水泥砂浆注浆点设置在距后盾的距离远大于水泥砂浆的流动距离的位置,由于掘进侧为临空面,注浆压力升不高,导致豆粒石与砂浆凝结而成的胶结体结构的孔隙率大,质量差。
近几年,在全断面施工方法中提出将安装好的管片外围按12-20m分段,在分段的管片外围环向设置橡胶软管,给橡胶软管充入2Pa的气体,再吹填豆粒石和灌注水泥浆。在这种分段填充的方法中,由于分段的管片外围需环形设置整条橡胶软管,橡胶软管的安装难度大,同时橡胶软管遇到围岩棱角时,橡胶软管极易发生破坏,橡胶软管与围岩以及管片的摩擦力较小,注浆压力不能满足高注浆压力的要求,豆粒石与水泥浆的回填密实度比较低。基于上述情况,迫切需要提出双护盾TBM快速止浆装置,保证管片与围岩空腔的及时密封,实现管片与围岩空腔的快速回填,减小围岩初期变形。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型提出一种双护盾TBM快速止浆装置,所述双护盾TBM快速止浆装置能够实现管片与隧道围岩分段密封形成填充空间,阻止管片与围岩形成的填充空间在回填时回填材料的流失。
根据本实用新型实施例的双护盾TBM快速止浆装置,包括:衬砌管片,所述衬砌管片用于衬砌隧道围岩以形成环形隧道管;止浆环,所述止浆环环绕所述隧道管的外壁设置,所述止浆环由端头密封的柔性管,所述柔性管的管腔形成填充腔,回填材料充入所述柔性管填充腔使所述柔性管膨胀,膨胀后的所述止浆环的外周面挤压所述隧道围岩的内壁,其中,所述柔性管具有用于充入所述回填材料的接头。
根据本实用新型实施例的双护盾TBM快速止浆装置,由于止浆环预先设于衬砌管片,当衬砌管片组装完成并衬砌于隧道围岩时,向止浆环的填充腔内填充回填材料使得止浆环发生膨胀,膨胀后的止浆环挤压于隧道围岩的内壁,以阻止衬砌管片与隧道围岩空腔填充管片回填材料时,管片回填材料流向掘进端,加快了工程进度,减小了隧道围岩的初期变形。
在一些实施例中,所述衬砌管片上设有沿径向贯穿的注浆孔,所述接头从所述注浆孔伸出。
在一些实施例中,所述衬砌管片的外壁上设有环形的管片凹槽,所述止浆环粘接于所述管片凹槽。
在一些实施例中,所述管片凹槽的底面为弧面。
在一些实施例中,膨胀后的所述止浆环的径向尺寸略大于所述隧道管与所述隧道围岩之间的间隙。
在一些实施例中,所述止浆环包括多条所述柔性管,每条所述柔性管的管腔形成为子填充腔,多个所述子填充腔互不连通,多条所述柔性管沿隧道外壁环向搭接以形成所述止浆环。
在一些实施例中,每条所述柔性管两端均为通过热封或者缝制的方式密封端头。
在一些实施例中,向所述子填充腔内填充所述回填材料后,所述柔性管膨胀且相邻的两个所述柔性管的所述密封端头在所述衬砌管片环向连接口处挤压搭接。
在一些实施例中,所述膜带与所述衬砌管片一一对应设置,每条所述膜带的周向长度大于对应所述衬砌管片的周向长度。
在一些实施例中,所述回填材料为空气、水、水泥砂浆和水泥净浆中的任何一种。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本实用新型实施例一种双护盾TBM快速止浆装置的整体结构图;
图2为本实用新型实施例一种双护盾TBM快速止浆装置中管片与膜带配合关系示意图。
图3为本实用新型实施例一种双护盾TBM快速止浆装置在管片回填工艺中结构示意图。
附图标记:
双护盾TBM快速止浆装置100、
柔性管1,回填材料2,衬砌管片3,填充管道4,材料填充机5,接头6,管片凹槽7,注浆孔8、止浆环9、管片与围岩空腔10、管片回填材料11。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的双护盾TBM快速止浆装置100。
如图1-图3所示,根据本实用新型实施例的双护盾TBM快速止浆装置100包括衬砌管片3和止浆环9,衬砌管片3用于衬砌隧道围岩以形成环形隧道管,止浆环9止浆环环绕隧道管的外壁设置,止浆环9由端头密封的柔性管1组成,柔性管1的管腔形成填充腔,回填材料2充入柔性管1填充腔使柔性管1膨胀,膨胀后的止浆环9的外周面挤压隧道围岩内壁,其中,柔性管1具有用于充入回填材料2的接头6。
可以理解的是,止浆环9预先设于衬砌管片3,当衬砌管片3组装完成并衬砌于隧道围岩时,向止浆环9的填充腔内填充回填材料2使得止浆环9发生膨胀,膨胀后的止浆环9挤压于隧道围岩内壁,以阻止衬砌管片与围岩空腔10填充时,管片回填材料11流向掘进端,加快了工程进度,减小了隧道围岩的初期变形。
根据本实用新型实施例的双护盾TBM快速止浆装置,由于止浆环预先设于衬砌管片,当衬砌管片组装完成并衬砌于隧道围岩时,向止浆环的填充腔内填充回填材料使得止浆环发生膨胀,膨胀后的止浆环挤压于隧道围岩内壁,以阻止衬砌管片与隧道围岩空腔填充管片回填材料时,管片回填材料流向掘进端,加快了工程进度,减小了隧道围岩的初期变形。
在一些实施例中,衬砌管片3上设有沿径向贯穿的注浆孔8,接头6从注浆孔8伸出。由此,施工人员可以在隧道管内进行止浆环9的填充操作,这样的填充操作十分便捷
在一些实施例中,衬砌管片3的外壁上设有环形的管片凹槽7,止浆环9粘接于管片凹槽7。由此,在方便止浆环9的形成,同时还对止浆环9具有一定限位作用,防止了止浆环9的隧道移动。
在一些实施例中,管片凹槽7的底面为弧面。由此,增加了止浆环9与管片凹槽7的切合度,进一步提升了止浆环9的密封程度。当然,管片凹槽7还形成为其他与止浆环9外轮廓大致相同的形状。
在一些实施例中,膨胀后的止浆环9的径向尺寸略大于隧道管与隧道围岩之间的间隙。由此,膨胀后的止浆环9与隧道围岩之间具有挤压力,从而进一步提升了止浆环9的密封性。
在一些实施例中,止浆环9包括多条柔性管1,每条柔性管1的管腔形成为子填充腔,多个子填充腔互不连通,多条柔性管1沿隧道外壁环向搭接以形成止浆环9。每条柔性管1上均设有用于填充回填材料2的接头6。
可以理解的是,由于在衬砌管片3大多为弧形,因此在安装衬砌管片3时需要将多片衬砌管片3沿环向拼装,如果止浆环9为一个整体环形,则会导致止浆环9的安装较为不便。止浆环9由多条柔性管1沿环向搭接形成,在安装衬砌管片3前可以预先将柔性管1粘接于衬砌管片3的管片凹槽7。由此,当衬砌管片3安装完成后,多条柔性管1同时沿管片外围环向预搭接完毕。综上,止浆环9由多根柔性管1沿环向搭接形成,极大地方便了止浆环的安装,提高了施工效果。
在一些实施例中,每条柔性管1两端均为通过热封或者缝制的方式密封端头。可以理解的是,由于止浆环9由多根柔性管1沿环向搭接形成,因此每条柔性管1的环向两端必须保证良好的密封以防止回填材料2泄露。因此,柔性管1两端均为通过热封或者缝制的密封端头可保证子填充腔密封性,防止回填材料2泄露的现象发生。
具体地,每条柔性管1两端均为通过热封或者缝制的密封端头。更具体地,向子填充腔内填充回填材料2后,柔性管1膨胀且相邻的两个柔性管1的密封端头挤压搭接。由此,当所有柔性管1填充完毕后,全部的柔性管1可以形成为一条完成的止浆环9,并且环向相邻的两条柔性管1的端头之间没有缝隙,避免了管片与围岩空腔10中填充管片回填材料11时,管片回填材料11的泄露。
在一些实施例中,柔性管1与衬砌管片3一一对应设置,每条柔性管1的环向长度大于对应衬砌管片的环向长度。由此,可以进一步方便柔性管1的安装。当然,在本实用新型其他实施例中,一条柔性管1也可以对应多个衬砌管片3设置,或者在有的实施例中,多条柔性管1对应一个衬砌管片3设置。
在一些实施例中,回填材料2为空气、水、水泥砂浆和水泥净浆中的任何一种。由此,可以适用不同的工程地质条件。
在一些实施例中,回填材料2为空气、水、水泥砂浆和水泥净浆中的任何一种。具体地,当回填材料2为空气时,在一段管片与围岩空腔10完成管片回填材料11填充后,把空气排出,柔性管1又紧紧吸附于管片凹槽7,下一个灌浆循环的管片回填材料11重新回填柔性管1位置的管片与围岩空腔10并与上一个灌浆循环的管片回填材11连接成整体支护结构,当回填材料2为水泥砂浆或水泥净浆时,水泥浆通过水化反应形成固化的止浆环9结构,衬砌管片3与围岩灌浆循环支护结构通过止浆环9连接。
下面参考图1-图3描述本实用新型一个具体实施例的双护盾TBM快速止浆装置100。
如图1-图3所示一种双护盾TBM快速止浆装置100包括止浆环9和衬砌管片3。止浆环9由多条柔性管1沿衬砌管片3外围环向搭接形成,衬砌管片3外表面设有管片凹槽7,柔性管1预先粘结于管片凹槽7内部,柔性管1上接头6从注浆孔8伸出,材料填充机5通过填充管道4和接头6将回填材料2填充于柔性管1内部,柔性管1体积膨胀后,环向两端的端头相互紧密搭接形成止浆环9。柔性管1的长度略大于对应管片的外表面环形长度,以保证柔性管1端头相互紧密搭接,柔性管1的直径略大于管片与围岩空腔间隙,从而保证柔性管1在填充回填材料2后能紧密抵压隧道洞壁。
具体步骤如下:先在隧道洞外将柔性管1粘接于对应的衬砌管片3外表面凹槽内,采用双护盾TBM自带的管片运输系统和管片安装机,在尾盾内组装衬砌管片3并将衬砌管片3衬砌于隧道围岩内壁,采用填充管道4将材料填充机5连接于柔性管1的接头6后,将回填材料2按从下至上的顺序填充于柔性管1内部,回填材料2使柔性管1体积膨胀后使柔性管1端头相互紧密搭接形成止浆环9,以限制填充于管片与围岩空腔10填充管片回填材料11时,管片回填材料11流向掘进端。
本实施例的双护盾TBM快速止浆装置100,衬砌管片3和止浆环9相互密切配合,实现双护盾TBM掘进后,管片与围岩空腔10的及时分段密封,达到快速向管片与围岩空腔10内部快速填充管片回填材料11,形成围岩直接结构,实现隧道围岩及时快速支护的目的。柔性管1预先粘结于管片外表面凹槽,即降低了衬砌管片3的安装难度又利于管片的组装与衬砌。柔性管1膨胀后的直径略大于围岩与管片的间隙,进而可使体积膨胀的柔性管1形成椭圆体,增加了隧道洞壁与柔性管1的接触面积,提高管片与围岩空腔10的密封性;止浆环9由多条柔性管1在端头相互紧密搭接而成,即能保证止浆的效果又可简化止浆工艺,加快止浆环9形成速度,柔性管1中可以填充空气、水、水泥净浆或水泥砂浆等多种回填材料2,因此可以适用不同的地质条件。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨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,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种双护盾TBM快速止浆装置,其特征在于,包括:
衬砌管片,所述衬砌管片用于衬砌隧道围岩以形成环形隧道管;
止浆环,所述止浆环环绕所述隧道管的外壁设置,所述止浆环由端头密封的柔性管,所述柔性管的管腔形成填充腔,回填材料充入所述柔性管填充腔使所述柔性管膨胀,膨胀后的所述止浆环的外周面挤压所述隧道围岩的内壁,其中,所述柔性管具有用于充入所述回填材料的接头。
2.根据权利要求1所述的双护盾TBM快速止浆装置,其特征在于,所述衬砌管片上设有沿径向贯穿的注浆孔,所述接头从所述注浆孔伸出。
3.根据权利要求1所述的双护盾TBM快速止浆装置,其特征在于,所述衬砌管片的外壁上设有环形的管片凹槽,所述止浆环粘接于所述管片凹槽。
4.根据权利要求3所述的双护盾TBM快速止浆装置,其特征在于,所述管片凹槽的底面为弧面。
5.根据权利要求1所述双护盾TBM快速止浆装置,其特征在于,膨胀后的所述止浆环的径向尺寸略大于所述隧道管与所述隧道围岩之间的间隙。
6.根据权利要求1所述的双护盾TBM快速止浆装置,其特征在于,所述止浆环包括多条所述柔性管,每条所述柔性管的管腔形成为子填充腔,多个所述子填充腔互不连通,多条所述柔性管沿隧道外壁环向搭接以形成所述止浆环。
7.根据权利要求6所述的双护盾TBM快速止浆装置,其特征在于,每条所述柔性管两端均为通过热封或者缝制的方式密封端头。
8.根据权利要求7所述的双护盾TBM快速止浆装置,其特征在于,向所述子填充腔内填充所述回填材料后,所述柔性管膨胀且相邻的两个所述柔性管的所述密封端头在所述衬砌管片环向连接口处挤压搭接。
9.根据权利要求6所述的双护盾TBM快速止浆装置,其特征在于,所述柔性管与所述衬砌管片一一对应设置,每条所述柔性管的周向长度大于对应所述衬砌管片的周向长度。
10.根据权利要求1所述的双护盾TBM快速止浆装置,其特征在于,所述回填材料为空气、水、水泥砂浆和水泥净浆中的任何一种。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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