一种在大倾角隧道中TBM逆坡回退的施工方法与流程

本发明涉及隧道施工，具体涉及一种在大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法。

背景技术：

1、隧道掘进机(tbm)作为一种高效的隧道开挖设备，在各类隧道建设项目中得到了广泛应用。然而，在隧道掘进过程中，tbm时常会遭遇复杂多变的地质条件，如坚硬岩石、地下水涌入等，这些因素会对掘进作业造成极大的挑战。当tbm面临无法继续前进的情况时，回退技术成为了一种必要的应对策略。

2、传统的tbm回退技术主要依赖于设备自身的机械撑靴系统来提供支撑力，在平缓坡度的隧道中尚能勉强应对。然而，在大坡度隧道中，由于重力和地质条件的影响，tbm在逆坡回退过程中面临着巨大的困难和风险。特别是在收回撑靴期间，tbm很容易因重力作用而沿隧道掘进方向下滑，这不仅会对设备造成损坏，还会严重威胁施工人员的安全。

3、目前，尚缺乏针对大坡度隧道逆坡回退的有效施工技术和方法。尽管有些方案提出了整机原路返回、退回到隧道进口端组装场地等思路，但这些方案在实际应用中仍存在诸多限制和不足。例如，撑靴回退和夹轨器回退等两阶段回退方法虽然在一定程度上能够解决问题，但在大倾角隧道中实施起来却非常困难。

4、因此，现有技术有待改进。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是缺乏针对大坡度隧道逆坡回退的有效施工技术和方法，目的在于提供一种在大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法，采用对应的技术手段，解决大坡度隧道逆坡回退困难的问题，具有实施容易、回退安全稳定的有益效果。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法，其包括以下步骤，

4、s1、准备阶段：对tbm进行全面的机械检查，排出机械隐患，并检查隧道内的环境，排出环境隐患，启动台车上的tbm的abs系统，进入预备模式，并对abs系统进行检查，排出系统隐患；

5、s2、开始阶段：工作人员通过操作tbm控制机械撑靴，使机械撑靴与隧道壁分离，工作人员时刻控制机械撑靴，确保机械撑靴能够在需要时迅速、准确地伸出并抵紧隧道壁；

6、s3、回退阶段：工作人员启动为tbm提供回退的动力的拖拉油缸，当拖拉油缸回缩到设定行程时，立即控制机械撑靴伸出并抵紧隧道壁，防止tbm因重力沿隧道掘进方向下滑，然后控制拖拉油缸伸出，准备进行下一轮的回退作业；

7、s4、结束阶段：tbm完成全部回退操作后，工作人员关闭abs系统，断开abs系统与台车的连接，对tbm进行全面的检查和维护，确保tbm能够在下一次掘进操作中正常工作。

8、进一步的，在本发明中，上述步骤s1中，检查隧道内的环境包括通过人工或者传感器的方式采集坡度、地质条件的数据，分析判断坡度、地质条件是否符合tbm逆坡回退的要求，对tbm进行全面的机械检查的项目包括abs系统和机械撑靴，分析判断是否均处于良好工作状态。

9、进一步的，在本发明中，上述步骤s1中的检查包括对abs系统进行全面的自检，确保abs系统能够正常工作，为回退阶段提供必要的支持。

10、进一步的，在本发明中，上述步骤s3中，回退阶段中对机械撑靴进行实时监控检查，确认其状态良好，能够继续支持tbm的重量。

11、进一步的，在本发明中，上述步骤s3中，通过传感器持续关注tbm的位置，分析判断tbm是否因重力或其它因素而发生滑动或偏移。

12、进一步的，在本发明中，上述步骤s4中，检查和维护后清理隧道内的施工现场，移除所有可能影响后续施工的设备和材料。

13、进一步的，在本发明中，上述abs系统设置有两台，分别为第一abs系统和第二abs系统，所述拖拉油缸设置有两台，分别为第一拖拉油缸和第二拖拉油缸。

14、进一步的，在本发明中，上述abs系统负责监控车轮速度，并根据速度信号判断车轮的抱死状态，当车轮趋于抱死时，所述abs系统控制制动压力，避免车轮完全抱死，从而提高制动效果和行车安全性。

15、进一步的，在本发明中，上述拖拉油缸负责提供机械运动所需的动力，在所述拖拉油缸中，液体从油口进入液压缸，推动活塞前进或后退，从而实现机械运动。

16、进一步的，在本发明中，上述tbm连接有撑紧油缸，所述撑紧油缸与所述机械撑靴连接，通过所述撑紧油缸的伸缩实现抵紧松开隧道壁，所述tbm依靠所述机械撑靴与隧道壁的摩擦力来平衡推进力，使掘进机稳定作业。

17、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

18、本发明的大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法中，通过采用abs系统和拖拉油缸技术，以机械撑靴为着力点，利用拖拉油缸提供前进动力，循环反复的实现回退操作。这种方法不仅解决了有限空间内tbm的安装和拆卸困难问题，还能够在确保人员和设备安全的前提下实现快速、高效的回退作业。同时，该方法还具有广泛的应用前景和显著的社会经济效益，具体而言，带来如下效果：

19、1)通过abs系统的精确控制，避免了tbm在逆坡回退过程中因重力作用而下滑的风险，从而确保了施工人员和设备的安全。

20、2)通过循环回退的方式，实现了tbm的连续、快速回退，大大缩短了回退时间，提高了施工效率。

21、3)由于回退过程更加高效，减少了项目延期和额外资源的投入，从而降低了施工成本。

22、4)不仅适用于大倾角隧道，还可以根据具体项目的地质条件、隧道坡度等因素进行灵活调整和优化，具有广泛的适用性。

技术特征：

1.一种大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法，其特征在于，步骤s1中，检查隧道内的环境包括通过人工或者传感器的方式采集坡度、地质条件的数据，分析判断坡度、地质条件是否符合tbm逆坡回退的要求，对tbm进行全面的机械检查的项目包括abs系统和机械撑靴，分析判断是否均处于良好工作状态。

3.根据权利要求1所述的大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法，其特征在于，步骤s1中的检查包括对abs系统进行全面的自检，确保abs系统能够正常工作，为回退阶段提供必要的支持。

4.根据权利要求1所述的大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法，其特征在于，步骤s3中，回退阶段中对机械撑靴进行实时监控检查，确认其状态良好，能够继续支持tbm的重量。

5.根据权利要求1所述的大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法，其特征在于，步骤s3中，通过传感器持续关注tbm的位置，分析判断tbm是否因重力或其它因素而发生滑动或偏移。

6.根据权利要求1所述的大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法，其特征在于，步骤s4中，检查和维护后清理隧道内的施工现场，移除所有可能影响后续施工的设备和材料。

7.根据权利要求1所述的大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法，其特征在于，所述abs系统设置有两台，分别为第一abs系统和第二abs系统，所述拖拉油缸设置有两台，分别为第一拖拉油缸和第二拖拉油缸。

8.根据权利要求7所述的大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法，其特征在于，所述abs系统负责监控车轮速度，并根据速度信号判断车轮的抱死状态，当车轮趋于抱死时，所述abs系统控制制动压力，避免车轮完全抱死，从而提高制动效果和行车安全性。

9.根据权利要求7所述的大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法，其特征在于，所述拖拉油缸负责提供机械运动所需的动力，在所述拖拉油缸中，液体从油口进入液压缸，推动活塞前进或后退，从而实现机械运动。

10.根据权利要求1所述的大倾角隧道中tbm逆坡回退的施工方法，其特征在于，所述tbm连接有撑紧油缸，所述撑紧油缸与所述机械撑靴连接，通过所述撑紧油缸的伸缩实现抵紧松开隧道壁，所述tbm依靠所述机械撑靴与隧道壁的摩擦力来平衡推进力，使掘进机稳定作业。

技术总结本发明公开了一种在大倾角隧道中TBM逆坡回退的施工方法，涉及隧道施工技术领域。本发明通过准备阶段、开始阶段、回退阶段、结束阶段四个步骤，工作人员通过操作TBM控制机械撑靴，启动为TBM提供回退的动力的拖拉油缸，当拖拉油缸回缩到设定行程时，立即控制TBM机械撑靴伸出并抵紧隧道壁，防止TBM因重力沿隧道掘进方向下滑，然后控制拖拉油缸伸出，准备进行下一轮的回退作业，直至完成全部回退操作。本发明的在大倾角隧道中TBM逆坡回退的施工方法不仅解决了有限空间内TBM的安装和拆卸困难问题，还能够在确保人员和设备安全的前提下实现快速、高效的回退作业，降低了施工成本，具有广泛的适用性。技术研发人员：肖瑞,刘震中,任继红,任小强,陈志领,吴小强受保护的技术使用者：中国水利水电第五工程局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15