基于大坡度长距离斜井的TBM步进装置及TBM步进方法与流程

本发明申请涉及tbm施工，具体涉及一种基于大坡度长距离斜井的tbm步进装置及tbm步进方法。

背景技术：

1、隧洞施工主要采用钻爆法及盾构法，其中tbm掘进能够有效降低岩爆段的施工风险，更为可靠的面对突泥涌水等一系列复杂岩层，在隧洞断面成型后通过及时支护能有效提高施工安全性，并且相对钻爆法可极大的提高隧洞施工效率。然而在面对特长隧洞掘进施工时，为进一步的提高施工效率，多采用多台tbm进行分段掘进；为此，需要设置多个斜井将主洞掘进划分为多个标段，tbm分别从各斜井内步进至对应标段起点始发。

2、发明人所知晓的斜井的施作普遍采用钻爆法施工，并于标段起点即tbm始发位置处由钻爆法施作组装洞室，tbm经由斜井无轨运输至隧洞主洞的组装洞室处进行组装，由于洞内空间受限、tbm组装周期较长，且前期钻爆法施作斜井及组装洞室时占据直线工期，导致tbm入井组装始发效率低下。

3、公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种基于大坡度长距离斜井的tbm步进装置及tbm步进方法。旨在解决tbm入斜井及组装始发效率低下进而导致工期长的问题。

2、根据本公开的一个方面，提供一种基于大坡度长距离斜井的tbm步进装置，包括步进大车、对应嵌合于所述步进大车顶部的步进小车、关于所述步进大车中线左右对称设置且用于驱动所述步进小车沿所述步进大车滑动的若干步进油缸、用于支撑tbm鞍架及撑靴的步进支撑、对应铰接于所述步进支撑与所述步进小车间的步进连杆、对称地设于tbm两侧护盾处且用于举升tbm主机的举升机构、固定于tbm主大梁对应位置处的后支撑；tbm步进装置还包括用于支撑tbm桥架及后配套拖车的步进轨排、设于tbm桥架及后配套拖车底部对应位置处用于与所述步进轨排滑动接触且具有一定高度的滑动垫块；所述步进轨排包括横向支撑、设于所述横向支撑底部两侧的撑腿、对应卡设于所述横向支撑两侧且可沿横向支撑轴向移动的纵向支撑、设于所述纵向支撑顶部的步进轨道。

3、在本公开的一些实施例中，所述步进大车含槽型结构，所述步进小车与所述步进大车的槽壁间对应滑动接触。

4、在本公开的一些实施例中，所述步进油缸平行于所述步进大车中线设置且两端分别与所述步进大车和tbm主机间对应铰接，其铰接轴对应水平设置。

5、在本公开的一些实施例中，所述步进连杆与所述步进小车间铰接轴水平设置；所述步进连杆与所述步进支撑之间设有铰接座，所述铰接座两端与所述步进支撑和所述步进连杆间对应的铰接方向相互垂直。

6、在本公开的一些实施例中，所述举升机构包括若干举升油缸、设于所述举升油缸底部的步进撑板、设于若干举升油缸两侧的调整油缸。

7、在本公开的一些实施例中，所述滑动垫块的高度使得tbm桥架及后配套拖车的轮组与所述步进轨道间留存一定间隙。

8、在本公开的一些实施例中，tbm步进装置还包括设于tbm设备桥与对应后配套拖车间拉杆处且用于确保设备桥与对应后配套拖车间同轴度的固定板。

9、根据本公开的另一个方面，提供一种基于大坡度长距离斜井的tbm步进方法，基于上述tbm步进装置而实施，包括如下步骤：

10、（1）以钻爆法开挖斜井并施作斜井底板，同时将对应的tbm及所述tbm步进装置于井外进场组装，所述斜井的断面直径大于tbm刀盘直径；

11、（2）举升机构与后支撑收回，步进油缸复位，调整步进小车位于步进大车靠近步进油缸的一侧；

12、（3）步进油缸伸出推动所述步进小车沿所述步进大车滑动，并根据步进大车中线与斜井底板中线间夹角对应调整各所述步进油缸伸出长度；

13、（4）举升机构与后支撑伸出至所述步进小车相应脱离所述步进大车，并根据斜井底板坡度对应调整所述举升机构与斜井底板对应紧密贴合；步进油缸复位；

14、（5）根据tbm步进距离对应拆解末端的部分步进轨排并安装至步进轨排前端；举升机构与后支撑收回；

15、（6）重复步骤（2）～（5），直至tbm步进至斜井对应始发面位置处。

16、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（1）中，调整步进大车至其中线与斜井中线重合后，落放tbm底护盾至步进小车处，使tbm底护盾与步进小车间中线对应重合，且将二者相对固定；于tbm主机护盾两侧分别固定设置举升机构，落放tbm鞍架及撑靴于步进支撑处；并于tbm桥架及后配套拖车对应位置处设置步进轨排。

17、在本公开的一些实施例中，在所述步骤（3）中，根据tbm姿态变动对应于所述举升机构底部布设垫板调整tbm姿态。

18、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：

19、1. 斜井钻爆法施工的同时于洞外进行tbm的组装，待tbm主机组装完成且斜井开挖及斜井底板施作完工后，利用步进装置实现tbm的步进，可避免钻爆法占据直线工期的问题，极大的提高施工效率。

20、2. 步进小车嵌合于步进大车内切可相对步进大车滑动，由此通过二者间的相对运动，实现落放于步进小车处的tbm主机的步进前移，步进过程高效安全。

21、3. 步进连杆两端分别于步进小车及步进支撑间铰接设置，可充分适应步进大车的调向需求及斜井地面的平整度，确保步进装置的完整可靠，提高步进装置的适应性及步进安全性。

22、4. 步进轨排结构件之间采用螺栓连接，在tbm设备桥位置延伸步进轨排的同时拆除tbm末端轨排，实现二次利用，同时上部纵向支撑对应卡设于下部横向支撑处，使得纵向支撑于横向可自由滑动，由此，提高了纵向支撑的安装自由度，方便了步进轨道的定位安设。

23、5. 采用滑动垫块加垫的方式抬高拖车，使轮组脱离轨道，由此tbm向前步进时，轮组的滚动变为滑动垫块的滑动，由此增大了拖车与轨道间的摩檫力，减小后部拖车对主机的推力，进而降低打滑的风险。

24、6. 设备桥与后配套拖车间拉杆处固定设置的固定板，可避免拉杆受力后旋转，进而带动拖车或设备桥偏移跳道的问题，确保平稳步进。

技术特征：

1.一种基于大坡度长距离斜井的tbm步进装置，其特征在于，包括步进大车、对应嵌合于所述步进大车顶部的步进小车、关于所述步进大车中线左右对称设置且用于驱动所述步进小车沿所述步进大车滑动的若干步进油缸、用于支撑tbm鞍架及撑靴的步进支撑、对应铰接于所述步进支撑与所述步进小车间的步进连杆、对称地设于tbm两侧护盾处且用于举升tbm主机的举升机构、固定于tbm主大梁对应位置处的后支撑；

2.根据权利要求1所述的tbm步进装置，其特征在于，所述步进大车含槽型结构，所述步进小车与所述步进大车的槽壁间对应滑动接触。

3.根据权利要求1所述的tbm步进装置，其特征在于，所述步进油缸平行于所述步进大车中线设置且两端分别与所述步进大车和tbm主机间对应铰接，其铰接轴对应水平设置。

4.根据权利要求1所述的tbm步进装置，其特征在于，所述步进连杆与所述步进小车间铰接轴水平设置；所述步进连杆与所述步进支撑之间设有铰接座，所述铰接座两端与所述步进支撑和所述步进连杆间对应的铰接方向相互垂直。

5.根据权利要求1所述的tbm步进装置，其特征在于，所述举升机构包括若干举升油缸、设于所述举升油缸底部的步进撑板、设于若干举升油缸两侧的调整油缸。

6.根据权利要求1所述的tbm步进装置，其特征在于，所述滑动垫块的高度使得tbm桥架及后配套拖车的轮组与所述步进轨道间留存一定间隙。

7.根据权利要求1所述的tbm步进装置，其特征在于，还包括设于tbm设备桥与对应后配套拖车间拉杆处且用于确保设备桥与对应后配套拖车间同轴度的固定板。

8.一种基于大坡度长距离斜井的tbm步进方法，其特征在于，基于权利要求1所述的tbm步进装置而实施，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的tbm步进方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，调整步进大车至其中线与斜井中线重合后，落放tbm底护盾至步进小车处，使tbm底护盾与步进小车间中线对应重合，且将二者相对固定；于tbm主机护盾两侧分别固定设置举升机构，落放tbm鞍架及撑靴于步进支撑处；并于tbm桥架及后配套拖车对应位置处设置步进轨排。

10.根据权利要求8所述的tbm步进方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，根据tbm姿态变动对应于所述举升机构底部布设垫板调整tbm姿态。

技术总结本发明申请公开了一种基于大坡度长距离斜井的TBM步进装置及TBM步进方法。旨在解决TBM入斜井及组装始发效率低下进而导致工期长的问题。该方法是在斜井钻爆法施工的同时于洞外进行TBM的组装，待TBM主机组装完成且斜井开挖及斜井底板施作完工后，利用步进装置实现TBM的步进，可避免钻爆法占据直线工期的问题，极大的提高施工效率；同时步进装置中的步进小车嵌合于步进大车内切可相对步进大车滑动，由此通过二者间的相对运动，实现落放于步进小车处的TBM主机的步进前移，步进过程高效安全。技术研发人员：徐海峰,徐鹏祖,杨延栋,朱道君,徐鹏飞,倪泽武,段文堂,张万泉,韩愈,宋荣泂,梁佳洲,张颖,李亚文,蔡伯东受保护的技术使用者：中铁隧道局集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18