[發明專利]敞開式TBM掘進中連續供應支撐的施工方法

在審

• 申請號: 201811312564.3
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109555529A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 李樹忱;支斌;趙世森;王鵬程;萬澤恩;李陽;馬鵬飛;周慧穎;王曼靈;段壯
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明公開了敞開式TBM掘進中連續供應支撐的施工方法，包括如下步驟：在TBM內部，設置儲存箱，在儲存箱的頂部和兩側均設置有供給口，在儲存箱中設置卷軸，并在卷軸上纏繞支撐材料；TBM掘進開始后，分別從儲存箱的頂部和兩側的供給口處牽引出支撐材料，分別固定在隧道端部的頂部和側壁上；TBM掘進繼續，支撐材料被不斷牽引出，罩在新挖掘的隧道頂部和兩側壁上，在TBM的尾部固定鉆孔機，鉆孔機在設定位置處鉆孔，在鉆孔處打入螺釘，將支撐材料進行固定。隨著TBM的正常掘進，支撐材料可以被從供應口拉出，連續供應到后方，對隧道的頂壁和側壁進行支撐，在不移除巖塊的情況下，保證TBM的正常掘進，不影響隧道施工的進度，也可以保障工人們的安全。

技術領域

本發明屬于TBM隧洞工程技術領域，具體涉及一種敞開式TBM隧道施工中對破碎巖體進行連續支撐的施工方法，具體涉及一種利用卷材來連續供應支撐的隧道掘進方法。

背景技術

近幾年，隧道的發展逐漸引入了TBM，它是利用回轉刀具開挖，同時破碎洞內圍巖及掘進，形成整個隧道斷面的一種新型、先進的隧道施工機械。它具有速度快、質量優、費用低、施工安全等優點，具有很好的生態環境、經濟和社會效益，現已成為我國今后長大隧道設計施工最主要的施工方法。

而在這些傳統的隧道掘進機工作過程中，敞開式TBM的刀盤旋轉切割開挖面，形成隧道橫截面，同時會在隧道的頂部和側壁產生較多的碎巖，如果碎巖坍塌，就會掉落并擱置在隧道掘進的軌道上，影響正常的施工。為了盡量避免隧道頂部和側壁的碎巖的坍塌，需要在確保工人安全的同時安排工人來對隧道頂部和側壁進行支撐。工人支撐時，首先需要移除坍塌的碎石，由于隧道頂部和側壁有較多的未坍塌的碎石，如果TBM繼續掘進，會導致更多碎石的坍塌，會非常危險。所以，在工人移除碎石和支撐過程中，必須中斷隧道的掘進，造成工作效率的急劇下降。而且，即使中斷隧道的掘進，工人在移除碎石和支撐隧道頂部和側壁的過程也是非常危險的。

為了解決這種問題，提出了一種在不移除巖塊的基礎上進行襯砌支撐的方法，在敞開式TBM切削開挖面后，由TBM機形成襯砌段，并且將形成的襯砌段與隧道壁之間的空隙用填充材料進行充填。采用這種方法，可以消除巖石塊落在隧道橫截面的危險并且可以保證安全工作，但是如果坍塌情況不嚴重，采用這種支撐方法會導致工作量相對較大，持續時間長，影響隧道掘進效率，并且成本較高。

發明內容

針對上述現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是提供一種敞開式TBM掘進中連續供應支撐的施工方法。該施工方法中使用廉價卷材來連續供應支撐隧道掘進后的隧道頂壁和側壁，采用該種施工方法，隧道中的碎石塊不會坍塌到開挖軌道上，并且不會影響開挖的進度。

為了解決以上技術問題，本發明的技術方案為：

敞開式TBM掘進中連續供應支撐的施工方法，包括如下步驟：

在TBM內部，設置儲存箱，在儲存箱的頂部和兩側均設置有供給口，在儲存箱中設置卷軸，并在卷軸上纏繞支撐材料；

TBM掘進開始后，分別從儲存箱的頂部和兩側的供給口處牽引出支撐材料，分別固定在隧道端部的頂部和側壁上；

TBM掘進繼續，支撐材料被不斷牽引出，罩在新挖掘的隧道頂部和兩側壁上，在TBM的尾部固定鉆孔機，鉆孔機在設定位置處鉆孔，在鉆孔處打入螺釘，將支撐材料進行固定。

優選的，所述供給口為條狀供給口。

進一步優選的，儲存箱頂部的供給口垂直于掘進方向設置，儲存箱兩側的供給口沿豎向設置。供給口采用這種設置方式，便于將支撐材料引出后，直接平鋪在隧道的頂壁和側壁上，便于支撐。

優選的，儲存箱內至少設置有三個卷軸，包括第一卷軸、第二卷軸和第三卷軸，第一卷軸水平設置，其安裝位置與儲存箱頂部的供給口相對應；第二卷軸和第三卷軸均豎向設置，分別與儲存箱的兩側的供給口相對應。