[发明专利]一种TBM弧形顶护盾及利用该顶护盾进行围岩支护的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种TBM（隧道掘进机）隧道开挖施工技术，具体是一种经过改进的TBM弧形顶护盾以及借助该顶护盾在隧道开挖时进行钢筋排支护的方法。 

背景技术

以往制约开敞式TBM隧道施工进度和安全的一个重要的技术问题就是，遇到断层破碎带不良地质洞段时，一旦开挖洞段出露TBM顶护盾，会产生大量塌落碎石，不仅会对TBM设备安全和作业人员安全带来威胁，而且大量塌落的岩石堆积洞底，大大增加了洞底清渣量，常常使TBM停机等待清渣完毕后才能掘进。这样，就降低了TBM掘进作业利用率，降低了TBM施工进尺，增加了TBM施工工期和成本。主要原因是以往开敞式TBM施工支护技术方法存在缺陷，即施工遇到破碎带时，采取钢拱架、钢筋网和锚杆支护，随TBM向前掘进，TBM顶护盾与支护之间间断而不连续，形成刚出露顶护盾破碎岩石洞段不能及时连续支撑而形成塌落。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种带有存储仓的TBM弧形顶护盾； 

本发明进一步提出了采用上述顶弧盾进行隧道开挖的支护方法。

为解决上述技术问题，本发明顶护盾所采取的技术方案是：一种TBM弧形顶护盾，其包括弧形护盾，其关键技术在于：所述弧形护盾的上面设有长度与弧形护盾一致的一系列并排焊合在一起的角钢，所述角钢和弧形护盾之间构成若干个相互隔开的可容纳钢筋排的储存隔仓。 

本发明TBM隧道开挖支护方法借助上述的顶护盾完成，其步骤为： 

1)当施工遇到破碎带时，将钢筋排插入顶护盾的储存隔仓内，随着TBM向前掘进，钢筋排逐渐露出储存隔仓，此时钢筋排露出的部分采用钢拱架和锚杆支撑和固定；

2）继续掘进，待钢筋排露出顶护盾前，插入下一节钢筋排，并继续采用钢拱架和锚杆支撑和固定；

3）重复上述步骤，即可构成钢筋排、锚杆和钢拱架的联合支护系统，对开挖隧道实现连续不间断支护。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本顶护盾在原TBM弧形顶护盾上方设置钢筋排储存夹层，形成若干储存隔仓。当施工遭遇破碎带时，将钢筋排插入储存夹层隔仓，并用锚杆、拱架支撑形成联合支护系统，随TBM向前掘进和顶护盾前移，钢筋排外端被钢拱架和锚杆支撑，里端则逐渐从储存隔仓中释出，在完全伸出之前再插入下一钢筋排，这样，TBM顶护盾和钢筋排就不间断连续地支撑破碎洞段。因此，可防止断层破碎带岩石的塌落。 

附图说明

图1是本发明顶护盾的结构示意图； 

图2是本发明施工时的状态示意图；

图3是图2中钢筋排的结构示意图；

其中，1、刀盘；2、钢拱架；3、钢筋排；4、顶护盾，4-1、弧形护盾，4-2、角钢，4-3、储存隔仓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

参见附图1，本发明包括弧形护盾4-1，其特征在于：所述弧形护盾4-1的外侧设有多个焊合在一起的角钢4-2，所述角钢4-2和弧形护盾4-1之间构成若干个相互隔开的可容纳钢筋排的储存隔仓4-3。 

参见附图2和附图3，施工方法如下： 

1)当施工遇到破碎带时，将钢筋排3插入顶护盾的储存隔仓4-3内，随着TBM掘进，钢筋排3逐渐露出储存隔仓4-3，此时钢筋排3露出的部分采用钢拱架和锚杆支撑和固定；

2）继续掘进，待钢筋排3露出顶护盾前，插入下一节钢筋排，并继续采用钢拱架和锚杆支撑和固定；

3)重复上述步骤，即可构成钢筋排、锚杆和钢拱架的联合支护系统，对开挖隧道实现连续不间断支护。

本发明可用于开敞式TBM施工通过断层破碎带防止岩石塌落；也可用于中等以下岩爆洞段施工支护，防止岩爆对设备和人员造成伤害。