[发明专利]隧洞掘进机施工时的卡机脱困方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧洞硬岩掘进机，尤其是涉及隧洞掘进机施工时的卡机脱困方法。

背景技术

根据国、内外TBM（英文Tunnel Boring Machine的缩写；隧洞掘进机）掘进施工通过不良地质洞段时的相关实践资料显示，隧洞掘进机发生卡机事故时不得不停止掘进，然后采取超前处理措施（超前加固灌浆、超前导洞、旁洞等），以完成隧洞掘进机刀盘附近松散体的清理，必要时进行刀具更换，确保隧洞掘进机启动成功。上述卡机事故的处理时间一般需要2～5个月，甚至长达1年，相对于隧洞掘进机快速施工而言，严重影响了隧洞施工的工期。

发明内容

本发明目的在于提供一种隧洞掘进机施工时的卡机脱困方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述隧洞掘进机施工时的卡机脱困方法，按照下述步骤进行：

第一步、将所述隧洞掘进机的刀盘设置成由中心圆面板和沿所述中心圆面板外缘焊接的侧边面板构成；所述侧边面板的直径等于隧洞开挖直径，中心圆面板的直径小于隧洞设计直径；

第二步、所述隧洞掘进机的护盾采用沿径向设置的内、外两层结构，所述内、外两层护盾之间用螺栓连接；外层护盾直径按常规设计；内层护盾采取伸缩式结构，即：内层护盾通过沿径向设置的液压伸缩油缸与隧洞掘进机的针梁相连接；所述液压伸缩油缸收缩后内层护盾的直径小于隧洞的设计直径；

第三步、当隧洞掘进机的刀盘被卡时，沿中心圆面板与侧边面板的焊缝切割刀盘，抛弃侧边面板；然后卸下外层护盾，通过液压伸缩油缸回缩内层护盾，将内层护盾移动至已安装管片隧洞处的轨道位置，使用拖车将隧洞掘进机整机拖出隧洞外，采用常规钻爆法完成机头前洞体的扩挖和加固，将新的侧边面板运输至隧洞内，再将整机重新运输至隧洞内，在隧洞 内完成刀盘的焊接和内、外层护盾的连接、安装，即可重新掘进；

第四步、当外层护盾被卡时，松开或割断连接内、外层护盾的螺栓，抛弃外层护盾，通过液压伸缩油缸回缩内层护盾，切割刀盘的侧边面板，将内层护盾移动至管片已安装轨道处，使用拖车将隧洞掘进机整机拖出隧洞外，采用常规钻爆法完成机头前洞体的扩挖和加固后，将新的侧边面板和外层护盾运输至隧洞内，再将整机重新运输至隧洞内，在隧洞内完成刀盘的焊接和内、外层护盾连接安装，即可重新掘进，大大节省了卡机的处理时间，加快工程进度，降低成本；

第五步、当隧洞掘进机的主轴承损坏或达到使用寿命时，切割刀盘的侧边面板卸下外层护盾，使用拖车将隧洞掘进机整机拖出隧洞外，在隧洞外更换主轴承，隧洞内采用常规钻爆法完成机头前洞体的扩挖和加固后，将新的侧边面板运输至隧洞内，再将整机重新运输至隧洞内，在隧洞 内完成刀盘的焊接和外层护盾安装后即可重新掘进，大幅提高了隧洞掘进机整机的使用寿命；

第六步、对于计划使用后抛弃在隧洞内的隧洞掘进机，则可以仅抛弃刀盘的侧边面板 和外层护盾，最大限度的实现整机回收，降低工程成本。

所述外层护盾由外层撑靴盾和外层尾盾组成；所述内层护盾由内层撑靴盾和内层尾盾组成；所述内层撑靴盾通过第一液压伸缩油缸与所述隧洞掘进机的针梁相连接；所述内层尾盾通过第二液压伸缩油缸与所述隧洞掘进机的针梁相连接。

本发明优点在于当隧洞掘进机发生卡机事故时，在外层护盾的保护下，使得刀盘、内层护盾能够快速脱困，并能完成隧洞掘进机主轴承的快速更换，从而有效解决隧洞掘进机在软弱地层卡机的问题，充分发挥隧洞掘进机快速掘进的优势，并可延长隧洞掘进机的使用寿命。

附图说明

图1是本发明所述刀盘和内、外两层护盾安装在隧洞掘进机上的使用状态示意图。

图2是本发明所述刀盘的结构示意图。

图3是本发明所述外层护盾（外层尾盾）的结构示意图。

图4是本发明所述内层护盾（内层尾盾）的结构示意图。

图5是图1中A-A向内、外层尾盾组装为一体的结构示意图。

图6是图5中液压伸缩油缸收缩后的结构示意图。

具体实施方式

如图1-6所示，本发明所述隧洞掘进机施工时的卡机脱困方法，按照下述步骤进行：

第一步、将隧洞掘进机的刀盘设置成由中心圆面板1和沿中心圆面板1外缘焊接的侧边面板2构成；侧边面板2的直径等于隧洞开挖直径，中心圆面板1的直径小于隧洞设计直径；