专利名称：隧道掘进机钢筋排架安装装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种隧道掘进机(TBM)，尤其涉及一种开敞式硬岩隧道掘进机上的支护设备和不良地质或高地应力条件下的围岩支护用钢筋排架安装装置。
背景技术：
目前，随着我国隧洞工程的增多，硬岩隧道掘进机技术逐步引进，硬岩隧道掘进机在一些地质复杂的各大隧洞工程中得到应用，这对TBM掘进和支护提出了较高的需求。尤其是常规的TBM支护设备和支护手段应对顶拱不良地质条件下的坍塌和高地应力下的围岩破坏效果较差，制约TBM在不良地质和高地应力地质洞段的掘进效率。如附图1和附图2所示，现有的TBM主要包括刀盘1、护盾2、钢拱架安装器环形梁3、锚杆钻机行走环形梁4、推进油缸5、撑靴6、主梁7、钢筋网储存仓8等部件。TBM掘进过程中，利用现有的支护设备进行支护的手段有安装钢筋网片、施工预应力锚杆、施工钢拱架，喷射混凝土。但上述常规的支护设备和支护手段在应对顶拱塌方和高地应力条件下围岩板裂化方面主要存在以下问题1、不良地质或高地应力围岩板裂化地层，围岩在护盾内易发生大块岩石的坍塌， 塌落体出露护盾后有直接掉落的趋势，安装钢筋网片由于网片刚度不足容易被挤压下沉或破坏，一方面网片安装困难，甚至不能正常安装钢筋网片，制约TBM的掘进；另一方面网片下沉，即使后续施工锚杆或拱架也难以将塌方体支撑至原开挖面之外，导致支护后侵占隧洞净空。2、围岩出露护盾后呈大块度塌方或板裂化时，因网片刚度和整体性不足，往往在大块岩碴的挤压下，拱架或锚杆之间的网片变形或破坏，甚至直接散架，失去支撑作用，造成塌方体掉落砸损设备和人员，围岩一旦失去支撑，岩体的破坏将持续向深层发展，再进行二次支护难度大，实施困难，严重制约TBM进度。3、在围岩破碎和围岩塌方深度较大的部位施工预应力锚杆，因塌孔或卡钻问题， 锚杆成孔困难，难以实施预应力锚杆。
实用新型内容针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题是提供一种在不良地质洞段和高应力围岩板裂化部位，能够支撑塌落碴体，抑制围岩进一步破坏，保证施工安全和TBM顺利掘进的隧道掘进机钢筋排架安装装置。为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种隧道掘进机钢筋排架安装装置，包括护盾、主梁，钢拱架安装器环形梁，在护盾外侧设有与护盾弧度一致的弧形板，所述弧形板与护盾之间沿主梁轴向上间隔设置多块隔板构成钢筋排架安装仓。进一步地，所述弧形板靠近钢拱架安装器环形梁的一侧为指型。进一步地，所述弧形板的长度与护盾相同。[0013]进一步地，所述弧形板和隔板均为钢板，弧形板由隔板焊接固定与护盾上。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果1、在不良地质或高地应力围岩板裂化洞段，可利用钢筋排架与拱架构成钢筋排架支撑结构，该结构较现有的钢筋网与锚杆或拱架结构的刚度、承载力以及完整性等方面更强，能够有效地约束围岩或塌方体沿隧洞径向方向的发展，抑制围岩的进一步破坏。2、钢筋排架的刚度较钢筋网片更强，在安装过程中，能够承载更多的塌落岩体，防止了塌落石碴和支护结构发生较大幅度下沉，保证后续拱架能够贴近原开挖边线进行支撑，从而确保了支撑结构的顺利安装。3、钢筋排架支撑结构较现有的网片与锚杆及拱架结构更加稳定、牢固，一次安装成功率高，大大提高了 TBM在不良地质和高地应力地段掘进的安全性和掘进效率。
图1为现有的隧道掘进机的结构示意图；图2为图1的A-A剖视图；图3为本实用新型实施例的结构示意图；图4为图3的A-A剖视图；图5为图4沿B-B方向的剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施方式
对本实用新型作进一步的描述。实施例一参见图3 图5，一种隧道掘进机钢筋排架安装装置，包括刀盘1、护盾2、钢拱架安装器环形梁3、锚杆钻机行走环形梁4、推进油缸5、撑靴6、主梁7，钢筋网储存仓8，还包括设于护盾2外侧与护盾2弧度和长度相一致的弧形板9 (长度指弧形板9弧面沿圆周方向的长度)，作为优选，所述弧形板9为钢板，厚2cm，所述弧形板9与护盾2之间沿主梁7轴向上间隔设有多块隔板10构成钢筋排架安装仓，作为优选，所述隔板10为钢板，厚2cm隔板之间间隔14cm，隔板高5cm，弧形板9通过隔板10焊接固定于护盾2外侧，作为优选，靠近护盾2尾端(即靠近钢拱架安装器环形梁3 —侧)的钢板也做成指型，方便对钢筋排架的抽出ο本实施例在掘进过程中，作业人员提前将Φ 14钢筋排架从护盾2尾端插入弧形板9与护盾2及隔板10之间的空腔，当TBM掘进至不良地质或高地应力围岩板裂化地质洞段时，人工将出露空腔的钢筋排架一端抽出约5(Tl00Cm，然后利用钢拱架安装器环形梁3 上的拱架安装器安装钢拱架，安装的钢拱架将钢筋排架被抽出的一端撑紧至洞壁，随着TBM 向前掘进，利用钢筋排架与洞壁以及拱架之间的摩阻力使钢筋排架端头固定于洞壁，TBM 钢筋排架安装系统(随TBM掘进前移)与钢筋排架被固定的一端发生相对运动，完成钢筋排架安装仓内的钢筋排架被拖出并铺设在岩面上，然后每间距5(Tl00Cm安装一榀钢拱架，钢筋排架与钢拱架形成了一种强有力的围岩支撑系统，实现支护围岩及塌方体的作用。实施例二 本实施例与实施例一的不同之处在于，采用Φ22、的钢筋替换Φ 14的钢筋排架，其承载力和刚度更大，可以根据围岩塌方的具体情况，进行选用。
权利要求1.一种隧道掘进机钢筋排架安装装置，包括护盾(2)、主梁(7)，钢拱架安装器环形梁 (3)，其特征在于在护盾(2)外侧设有与护盾(2)弧度一致的弧形板(9)，所述弧形板(9)与护盾(2)之间沿主梁(7)轴向上间隔设置多块隔板(10)构成钢筋排架安装仓。
2.根据权利要求1所述的隧道掘进机钢筋排架安装装置，其特征在于所述弧形板(9) 靠近钢拱架安装器环形梁(3)的一侧为指型。
3.根据权利要求1所述的隧道掘进机钢筋排架安装装置，其特征在于所述弧形板(9) 的长度与护盾(2)相同。
4.根据权利要求1或2或3所述的隧道掘进机钢筋排架安装装置，其特征在于所述弧形板(9)和隔板(10)均为钢板，弧形板(9)由隔板(10)焊接固定与护盾(2)上。
专利摘要本实用新型公开了一种隧道掘进机钢筋排架安装装置，包括护盾、主梁，钢拱架安装器环形梁，在护盾外侧设有与护盾弧度一致的弧形板，所述弧形板与护盾之间沿主梁轴向上间隔设置多块隔板构成钢筋排架安装仓。本实用新型在不良地质或高地应力围岩板裂化洞段，可利用钢筋排架与拱架构成钢筋排架支撑结构，该结构较现有的钢筋网与锚杆或拱架结构的刚度、承载力以及完整性等方面更强，能够有效地约束围岩或塌方体沿隧洞径向方向的发展，钢筋排架支撑结构较现有的钢筋网片与锚杆及拱架结构更加稳定、牢固，一次安装成功率高，大大提高了TBM在不良地质和高地应力地段掘进的安全性和掘进效率。
文档编号E21D9/06GK202194664SQ20112031265
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者刘星亮, 蒋于波, 袁亮 申请人:四川二滩国际工程咨询有限责任公司