Tbm安装间高低台阶制作及施工方法
【专利摘要】本发明提供一种TBM安装间高低台阶制作及施工方法，制作方法如下：根据TBM投产的工期要求确定的TBM同步安装的最小长度及其部件安装所需的最小空间尺寸确定安装间的最小净长度；根据TBM主机段长度及其部件安装所需最小空间尺寸要求确定安装间低台阶段的最小净长度；根据TBM后配套结构段长度及其部件运输和安装最小距离要求确定高台阶段最小净长度；根据TBM主机段最大高度及其安装所需的最小空间尺寸加上桥机结构尺寸及安装桥机所需的最小距离确定安装间低台阶段的净空高度；该种TBM安装间高低台阶制作及施工方法，即可以安全快速的施工，又可满足TBM快速组装的需要。
【专利说明】TBM安装间高低台阶制作及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种TBM安装间高低台阶制作及施工方法，属于机械【技术领域】。
【背景技术】
[0002]隧洞硬岩掘进机(简称TBM)通常采用洞外组装或洞内组装方式。由于隧洞轴线设计或地型条件限制，很多情况下必须采用TBM洞内组装技术。由于TBM主机和后配套结构尺寸通常不一致，为尽量减小安装间开挖支护工程量，按惯例TBM安装间通常的设计方案为:TBM主机和后配套台车段设计成高度和宽度不同的两个洞室，洞室间采用渐变段连接，两个洞室仰拱顶面处于同一高程。该类设计存在以下主要问题:
1、由于存在渐变段，增加了安装间开挖支护的施工难度，特别在施工地质条件复杂区内布置特大断面安装间时尤为明显。
[0003]2、为满足设备组装要求，两个洞室需分别设置用于安装TBM主机和后配套台车的起吊设备。
[0004]3、由于安装间仰拱顶面处于同一高程，TBM后配套组装过程中需二次增设后配套加高结构，这降低了 TBM和后配套同步安装时的灵活性，TBM安装效率较低。
[0005]如何在保证安装间结构安全的前提下，合理设置安装间的结构形式，满足安装间快速施工和TBM快速组装的需求是必须综合考虑的因素。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种TBM安装间高低台阶制作及施工方法，即可以安全快速的施工，又可满足TBM快速组装。
[0007]为解决以上技术问题，本发明提供如下技术方案:一种TBM安装间高低台阶制作及施工方法，所述安装间包括低台阶段和高台阶段，低台阶段顶部安装TBM主机及其部件，高台阶段顶部安装TBM后配套设备，所述制作方法如下:
A、根据TBM投产的工期要求确定的TBM同步安装的最小长度及其部件安装所需的最小空间尺寸确定安装间的最小净长度；
B、根据TBM主机段长度及其部件安装所需最小空间尺寸要求确定安装间低台阶段的最小净长度；
C、根据TBM后配套结构设备长度及其部件运输和安装最小距离要求确定高台阶段最小净长度；
D、根据TBM主机段最大高度及其安装所需的最小空间尺寸加上桥机结构尺寸及安装桥机所需的最小距离确定安装间低台阶段的净空高度；
E、根据TBM后配套支撑滚轮底缘面(或后配套台车行走轨道顶面)与TBM主机底护盾底托最低点的高度差(简称后配套加高高度差)，确定安装间高低台阶的净高度差。由低台阶段的净空高度减去后配套加高高度差，得出安装间高台阶段的净空高度；
F、根据TBM主机大件摆放以及部件转运所需卸车区域要求，确定安装间的净宽度及与TBM掘进隧道轴线的偏移量；
所述施工方法如下:
A、根据围岩情况和结构计算结果，以及TBM安装间辅助设备布置的空间需求，确定安装间的最终断面大小及支护形式；
B、采用预裂爆破及控制爆破技术完成高低台阶的开挖；
C、高低台阶接合面处如出现损伤，采用现浇砼或砼预制块补齐；
D、安装间低台阶段预埋H型钢滑道，满足TBM主机步进需要；
E、安装间高台阶段预埋暗轨，满足TBM后配套组装需要；
F、TBM主机步进进入始发洞后，安装间低台阶设钢支撑结构并铺设轨道。
[0008]本发明涉及的这种TBM安装间高低台阶制作及施工方法，根据后配套加高高度差，将安装间设计成顶拱高度一致，底板设计成高低台阶型结构，采用全通式移动桥机，可同时满足TBM主机和后配套安装需要。施工中采用预裂爆破及控制爆破技术完成高低台阶开挖施工，由于高低台阶位于安装间降低的部位，施工简单易行，安全有保障。
[0009]本发明提供的这种安装间高低台阶设计及施工方法，可以有效避免安装间TBM主机段及TBM后配套组装段设计成顶拱高度不同的两个洞室，由于取消了两个断面间的连接段结构，代之以高低台阶形式布置，极大的降低了施工难度。由于TBM后配套安装段采用高台阶布置，TBM后配套设备运输到安装间后，可以直接通过移动式桥机吊运到指定部位进行组装，减少了一套起吊设备。可直接利用开挖形成的高台阶面，省略了常规后配套组装时必须采用的二次加高结构，极大的提高了 TBM的安装效率和组装的灵活性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明一种TBM安装间的高低台阶结构正视图；
图2为本发明一种TBM安装间的高低台阶截面图。
【具体实施方式】
[0011]如图1和图2所示，安装间2连接始发洞I，安装间2与正常隧道连接的连接段3，桥机工作边线4，高台阶5，低台阶6，后配套设备7，TBM主机8，护盾底托9，仰拱混凝土 10。
[0012]根据TBM投产的工期要求确定的TBM同步安装的最小长度(同步安装的主机段和后配套结构段)及其部件运输和安装所需的最小距离要求(安装TBM使用桥机宽度的1/2+桥机至边墙最小净距要求)确定安装间的最小净长度。
[0013]根据TBM主机8长度及其安装最小距离要求(安装TBM的桥机宽度的1/2+桥机至刀盘前方一侧安装间边墙最小净距要求)确定安装间低台阶段的最小净长度。
[0014]根据TBM后配套设备7结构长度及其安装最小距离要求(安装TBM的桥机宽度的1/2+桥机至后配套尾端一侧安装间边墙最小净距要求)确定高台阶段最小净长度。
[0015]根据TBM主机8高度(TBM主机护盾顶至底护盾底托最低点的距离)及其安装最小距离(按桥机工作空间高度要求确定)加上桥机结构尺寸及安装桥机所需的最小距离(按组装桥机的起吊设备要求确定)确定安装间低台阶段的净空高度。
[0016]根据TBM后配套设备7活动轮底缘面(或后配套台车轨道轨顶面)与TBM主机底护盾底托9最低点的高度差，确定安装间高低台阶洞室的净高差。由低台阶的净空高度减去高低台阶的净高差，得出安装间高台阶的净空高度。
[0017]根据TBM主机8大件摆放以及部件转运所需卸车区域等要求，确定安装间的净宽度及与TBM掘进隧道轴线的偏移量(按厂家提供的参数确定)。
[0018]根据围岩地质情况和隧洞结构计算结果，以及TBM安装间后配套设备7布置的空间需求，确定安装间的最终断面大小及支护形式。
[0019]安装间可按上下台阶法施工。施工到底层高地台阶区域时，先采用预裂爆破形成高低台阶结合面，再采用预留保护层的控制爆破，分别完成高低台阶开挖。
[0020]如果高低台阶接合面处如出现损伤，采用现浇砼或砼预制块补齐。
[0021]安装间低台阶段浇筑仰拱砼并预埋H型钢(选用H300型钢)滑道，满足TBM主机步
进需要。
[0022]安装间高台阶段浇筑仰拱砼并预埋后配套轨道及机车运行轨道(选用标准P43钢轨，暗轨形式)，满足TBM后配套设备运输到安装间内直接进行组装的需要。
[0023]TBM主机步进进入始发洞后，安装间低台阶架设TBM后配套台车加高钢轨枕。并在其上铺设后配套轨道及机车运行轨道(选用标准钢轨)延伸至始发洞内的5m始发段入口处，满足TBM后配套组装完可立即步进至始发洞I段的需要。
[0024]在安装间内高低台阶仰拱顶面设置向两侧倾斜的散水面，使安装间内的水自流至在两侧设置的排水边沟内，通过排水边沟汇集至集水井后通过泵站抽排出安装间。
[0025]本发明所述的【具体实施方式】并不构成对本申请范围的限制，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种TBM安装间高低台阶制作及施工方法，其特征在于，所述安装间包括低台阶段和高台阶段，低台阶段顶部安装TBM主机及其部件，高台阶段顶部安装TBM后配套设备，所述制作方法如下: A、根据TBM投产的工期要求确定的TBM同步安装的最小长度及其部件安装所需的最小空间尺寸确定安装间的最小净长度； B、根据TBM主机长度及其部件安装所需最小空间尺寸要求确定安装间低台阶段的最小净长度； C、根据TBM后配套设备长度及其部件运输和安装最小距离要求确定高台阶段最小净长度； D、根据TBM主机最大高度及其安装所需的最小空间尺寸加上桥机结构尺寸及安装桥机所需的最小距离确定安装间低台阶段的净空高度； E、根据TBM后配套设备的支撑滚轮底缘面(或后配套台车行走轨道顶面)与TBM主机底护盾底托最低点的高度差(简称后配套加高高度差)，确定安装间高低台阶的净高度差，由低台阶段的净空高度减去后配套加高高度差，得出安装间高台阶段的净空高度； F、根据TBM主机大件摆放以及部件转运所需卸车区域要求，确定安装间的净宽度及与TBM掘进隧道轴线的偏移量； 所述施工方法如下: A、根据围岩情况和结构计算结果，以及TBM安装间后配套设备布置的空间需求，确定安装间的最终断面大小及支护形式； B、采用预裂爆破及控制爆破技术完成高低台阶的开挖； C、高低台阶接合面处如出现损伤，采用现浇砼或砼预制块补齐； D、安装间低台阶段预埋H型钢滑道； E、安装间高台阶段预埋暗轨； F、TBM主机步进进入始发洞后，安装间低台阶设置钢支撑结构并铺设轨道。
【文档编号】E21D9/00GK103485789SQ201310443816
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】邓银启, 冯兴龙, 陈方明, 杨凡 申请人:葛洲坝新疆工程局（有限公司）