一种护盾式tbm中u型梁安装装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种TBM隧洞支护技术，具体涉及一种护盾式TBM中U型梁安装装置及方法。
【背景技术】
[0002]TBM隧洞施工方法由于具有施工速度快、施工环境粉尘小等优势，在水电引水隧洞、公铁交通隧道的施工中得到了广泛应用。在TBM施工过程中，随着刀盘不断向前掘进，开挖面自TBM护盾后方不断被揭露，此时需在围岩揭露区进行一次支护作业。一次支护效率不仅关系围岩的稳定及人员的安全，还直接影响到TBM的掘进速度。现在护盾式TBM的U型梁安装器位于护盾内侧，U型梁的组装均在安装器内侧进行。由于安装器尺寸小于围岩开挖内尺寸，导致拼装完成的整环U型梁弧度与开挖洞壁不匹配，严重影响了 U型梁的安装效率与工作性能。因此，急需研发一种U型梁的安装装置及方法，以改善U型梁的拼装效率及工作性會泛。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种护盾式TBM中U型梁安装装置及方法，以解决护盾式TBM中U型梁安装器弧度与开挖洞壁不匹配的问题，本发明可以解决TBM安装器与开挖洞壁不匹配导致U型梁无法紧贴洞壁、接头连接不牢的问题，能够显著改善U型梁的受力状态，充分发挥其支护性能；同时能够有效提高U型梁的安装效率，进而提高TBM的掘进效率。
[0004]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]—种护盾式TBM中U型梁安装装置，包括设置于隧洞中的U型梁安装器，所述的U型梁安装器为圆筒状，U型梁安装器的外沿上固定有若干弧形钢板，所述的弧形钢板组成曲率半径等于U型梁安装器外径的圆筒，弧形钢板的外侧设有若干U型梁，相邻的U型梁通过接头连接。
[0006]进一步地，U型梁安装器与隧洞顶部的围岩开挖壁面之间设有保护盾。
[0007]进一步地，所述的弧形钢板共十二个。
[0008]进一步地，每个弧形钢板的两端与其曲率中心连线的夹角均为30°。
[0009]进一步地，所述的U型梁共六个。
[0010]进一步地，所述的弧形钢板通过焊接方式与U型梁安装器的外沿固定。
[0011 ] 一种护盾式TBM中U型梁安装方法，包括以下步骤:
[0012]步骤一:在U型梁安装器的后方焊接若干弧形钢板，弧形钢板组成曲率半径等于U型梁安装器外径的圆筒；
[0013]步骤二:将其中一节U型梁放置在最下端的弧形钢板上;接着旋转U型梁安装器将放置在弧形钢板上的U型梁转至一侧，让出邻接U型梁的安装空间；在让出的安装空间上将邻接U型梁放置在弧形钢板上，两相邻的弧形钢板通过接头连接;依此将一环内所有U型梁及接头安装完成，形成整环U型梁；
[0014]步骤三:将组装完成的整环U型梁拖出，通过调整接头使整环U型梁与围岩开挖壁面紧密贴合。
[0015]进一步地，U型梁安装器与隧洞顶部的围岩开挖壁面之间设有保护盾。
[0016]进一步地，所述的弧形钢板共十二个，每个弧形钢板的两端与其曲率中心连线的夹角均为30° ;整环U型梁包括六个U型梁。
[0017]进一步地，步骤二中旋转U型梁安装器时，每次的旋转方向相同，每次的旋转弧度为一节U型梁及一个接头的弧度之和。
[0018]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0019]本发明装置通过在U型梁安装器后方固定弧形钢板，改变了整环U型梁的连接弧度，解决了 U型梁安装器与U型梁弧度不匹配导致U型梁组装困难，组装完成后无法紧贴洞壁、接头连接不牢的问题，该装置能够显著改善U型梁的受力状态，充分发挥其支护性能；同时能够有效提高U型梁的安装效率，进而提高TBM的掘进效率。
[0020]进一步地，在U型梁安装器与隧洞顶部的围岩开挖壁面之间设置保护盾，可以防止围岩揭露区塌方与落石，有效保护了支护施工人员及机械设备的安全。
[0021]本发明方法在U型梁安装器的后方焊接若干弧形钢板，弧形钢板组成曲率半径等于U型梁安装器外径的圆筒;然后将其中一节U型梁放置在最下端的弧形钢板上;接着旋转U型梁安装器将放置在弧形钢板上的U型梁转至一侧，让出邻接U型梁的安装空间；在让出的安装空间上将邻接U型梁放置在弧形钢板上，两相邻的弧形钢板通过接头连接;依此将一环内所有U型梁及接头安装完成，形成整环U型梁；最后将组装完成的整环U型梁拖出，通过调整接头使整环U型梁与围岩开挖壁面紧密贴合，可以解决TBM安装器与开挖洞壁不匹配导致U型梁无法紧贴洞壁、接头连接不牢的问题。能够显著改善U型梁的受力状态，充分发挥其支护性能；同时能够有效提高U型梁的安装效率，进而提高TBM的掘进效率。
[0022]进一步地，旋转U型梁安装器时，每次的旋转方向相同，每次的旋转弧度为一节U型梁及一个接头的弧度之和，保证了安装精度。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的U型梁安装正式图；
[0024]图2为本发明的U型梁安装侧视图。
[0025]其中，1、U型梁安装器;2、弧形钢板;3、U型梁;4、接头;5、保护盾;6、围岩开挖壁面。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明作进一步详细描述:
[0027]参见图1至图2，一种护盾式TBM中U型梁安装装置，包括设置于隧洞中的U型梁安装器l，u型梁安装器1与隧洞顶部的围岩开挖壁面6之间设有保护盾5，所述的U型梁安装器1为圆筒状，U型梁安装器1的外沿上焊接固定有十二个弧形钢板2，每个弧形钢板2的两端与其曲率中心连线的夹角均为30°，所述的弧形钢板2组成曲率半径等于U型梁安装器1外径的圆筒，弧形钢板2的外侧设有六个U型梁3，相邻的U型梁3通过接头4连接。
[0028]一种护盾式TBM中U型梁安装方法，包括以下步骤:
[0029]步骤一:在U型梁安装器1与隧洞顶部的围岩开挖壁面6之间设置保护盾5，在U型梁安装器1的后方焊接十二个弧形钢板2，每个弧形钢板2的两端与其曲率中心连线的夹角均为