[發明專利]一種TBM應急防涌水系統

在審

• 申請號: 201910487923.7
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110185495A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 劉軍生;張建博;翟永清;倪志華;韓禎武;燕云濤;張偉
• 申請（專利權）人: 新疆額爾齊斯河流域開發工程建設管理局
• 主分類號: E21F17/107
• 分類號: E21F17/107;E21D9/087
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 陳超

本發明是一種TBM應急防涌水系統，屬于隧道掘進技術領域。方案為在掘進的TBM尾部隧道洞壁設置環向凹槽，環向凹槽中放置有橡膠充水壩，橡膠充水壩外部有固定帶，固定帶通過錨固件固定于環向凹槽外圍，橡膠充水壩通過既有TBM供水管連接支管供水，支管上裝閥，橡膠充水壩至少設置上下的兩層，每層有單獨充水口、放水口。充水囊模塊化，便于修復，擋水能力突出，運行安全可靠；擋水高度和運行狀態持續可控；充、排時間短，運行管理簡單；使用壽命長，綜合效益高。

技術領域

本發明屬于隧道掘進技術領域，涉及大量涌水時TBM的應急防水系統。

背景技術

TBM是一種隧道掘進的專用工程機械，現代TBM集機、電、液、傳感、信息技術于一體，具有開挖切削巖體、輸送石碴、拼裝隧道拱架、錨桿布設、噴錨支護、測量導向糾偏等功能。TBM已廣泛應用于地鐵、鐵路、公路、市政、水工隧洞等工程。

TBM的工作原理就是一個鋼結構組件沿隧道軸線邊向前推進邊對巖體進行削切作用。這個鋼結構組件的殼體稱為“盾殼”，盾殼對開挖出的巖體起臨時支護的作用，承受周圍的圍巖壓力。

在施工過程中會出現涌水情況。當某隧洞段屬于地下水貧水區，滲流量小，大多以滲水、滴水為主，局部為線狀流水，設計最大出水量一般為100-200m³/h。當隧洞段屬于富水區段，可能出現多次突發性超大涌水，最大單點涌水量達到貧水區的兩三倍甚至是10倍以上，遠超設計涌水量，且流速大，長期無衰減，對TBM設備造成極大影響。

發明內容

本發明提出一種TBM應急防涌水系統。專門應對TBM施工出現的突發性超大涌水。

本發明的技術方案：一種TBM應急防涌水系統，在掘進的TBM尾部隧道洞壁設置環向凹槽，環向凹槽中放置有橡膠充水壩，橡膠充水壩外部有固定帶，固定帶通過錨固件固定于環向凹槽外圍，通過既有TBM供水管上連接支管為橡膠充水壩供水，支管上裝閥，橡膠充水壩至少設置上下的兩層，每層單獨充水、放水。

優選的是，橡膠充水壩充滿水的高度為隧道高度的1/4～1/2。常用的是下層充滿水時達到1/4隧道高度、上下層都充滿水時達到1/2隧道高度.

進一步的是，橡膠充水壩不充水時縮入環向凹槽內，并在環向凹槽上部覆蓋防護蓋，防護蓋與環向凹槽的弧度相適應。

所述閥采用電磁閥，電磁閥由控制器控制，控制器連接壓力感應器或水位感應器或水速感應器或視頻動態捕捉器，壓力感應器或水位感應器或水速感應器或視頻動態捕捉器探測涌水信號，信號由控制器接收、處理，當滿足設定條件時控制電磁閥打開為橡膠充水壩充水，充滿水關閉電磁閥，當設定條件消除時，橡膠充水壩的放水口打開放出水。

本發明的有益效果：兼具橡膠壩和土石壩的優點，不使用時不占空間。橡膠充水囊模塊化，便于修復，擋水能力突出，運行安全可靠；擋水高度和運行狀態持續可控；清污、排淤能力強；充、排時間短，運行管理簡單；使用壽命長，綜合效益高；抗震能力強，對基礎的適應性高，可以根據不同的涌水情況來擋水。

附圖說明

圖1是洞內無水時雙層橡膠充水壩處于塌壩狀態示意圖；

圖2是圖1狀態的截面示意圖；

圖3是洞內出現涌水且來不及抽排，第一層橡膠充水壩處于工作狀態示意圖；

圖4是圖3狀態的截面示意圖；

圖5是洞內遭遇突涌水且來不及抽排，第一、第二層橡膠充水壩同時處于工作狀態示意圖；

圖6是圖5狀態的截面示意圖；

圖7是本發明俯視示意圖；