[发明专利]一种适用于长大山岭隧道的多模闭式TBM及其施工方法

说明书

本发明公开了一种适用于长大山岭隧道的多模闭式TBM及其施工方法，解决了现有技术中盾构/TBM功能单一、适应性不佳的问题。本发明包括主机及后配套系统，所述后配套系统包括渣土运输系统和注浆系统，所述盾体内设有主驱动，主驱动与刀盘之间形成舱室，舱室上设有泥浆循环管路，泥浆循环管路与泥浆循环系统相连接，主驱动上设有伸缩封闭装置和中心螺旋机，盾体底部设有底部预留螺旋机，中心螺旋机的前端位于伸缩封闭装置内，中心螺旋机和底部预留螺旋机与渣土运输系统或泥浆循环系统相连接。本发明以闭式TBM模式为主模式，泥水模式、高密度模式、土压平衡模式、排水泄压模式为辅助模式多模闭式TBM，可适应多种工况，实现模式快速切换，提高掘进效率。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是指一种适用于长大山岭隧道的多模闭式TBM及其施工方法。

背景技术

目前根据已有隧道机械化（盾构/TBM）施工应用经验，以盾构为代表的机械化施工设备依靠其带压安全掘进，稳定开挖面等特点在浅埋短距离隧道中广泛应用，以硬岩TBM为代表的机械化工法设备依靠其快速高效掘进的施工特点在长距离、大埋深山岭隧道中应用越来越多。

当长距离、大埋深山岭隧道遇到突泥突砂、局部高水压、破碎带等难以分辨的复杂地层时，为保证工程施工进度及施工安全，对隧道掘进机掘进高效、安全、可靠性等功能提出了较高的要求，单一功能的盾构/TBM已无法满足工程的需求。因此一种全新的既可以降低施工安全风险又可以节约施工成本的隧道掘进机及其施工工法亟待被提出。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种适用于长大山岭隧道的多模闭式TBM及其施工方法，解决了现有技术中盾构/TBM功能单一、适应性不佳的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种适用于长大山岭隧道的多模闭式TBM，包括主机及后配套系统，所述主机包括盾体，盾体的前端设有刀盘，所述后配套系统包括渣土运输系统和注浆系统，所述盾体内设有主驱动，主驱动与刀盘之间形成舱室，舱室上设有泥浆循环管路，泥浆循环管路与泥浆循环系统相连接，主驱动上设有伸缩封闭装置和中心螺旋机，盾体的底部设有底部预留螺旋机，中心螺旋机的前端位于伸缩封闭装置内，中心螺旋机和底部预留螺旋机与渣土运输系统或泥浆循环系统相连接。

所述伸缩封闭装置包括伸缩油缸和密封套，密封套与主驱动滑动连接，伸缩油缸的一端与主驱动相连接、另一端与密封套相连接，密封套的前端设有溜渣槽，溜渣槽位于中心螺旋机的前端。

所述刀盘的背部固定设有刀盘刮板，中心螺旋机的前端通过关节轴承与密封套相连接。

所述渣土运输系统包括设备皮带机和连续皮带机，设备皮带机的前端与中心螺旋机或底部预留螺旋机相对应，设备皮带机的后端与连续皮带机相对应。

所述注浆系统包括豆砾石系统、回填灌浆系统和同步双液注浆系统，豆砾石系统、回填灌浆系统和同步双液注浆系统可进行独立工作。

所述泥浆循环系统包括泥浆循环设备和泥浆管延伸装置，泥浆循环管路的前端连接有进浆管路和排浆管路，进浆管路和排浆管路均与舱室相连通；泥浆循环管路的后端连接有泥浆循环设备和泥浆管延伸装置。

所述中心螺旋机的上预留有泥浆稀释箱，泥浆稀释箱与泥浆循环管路相连通。

一种适用于长大山岭隧道的多模闭式TBM的施工方法，包括如下施工模式：1、当隧道处于稳定围岩洞段，掘进机无压掘进时，采用闭式TBM模式；2、当隧道处于软弱围岩，突泥突水、富水砂层洞段，掘进机高压掘进时，采用泥水平衡模式：3、当隧道处于软弱围岩，突泥突水裂隙及突泥突水裂隙发育洞段，掘进机低压掘进时，可采用高密度模式或土压平衡模式；4、当隧道处于局部极高水压力状态，掘进机停机泄压，采用排水泄压模式。