[实用新型]一种TBM应急防涌水系统

说明书

本实用新型是一种TBM应急防涌水系统，属于隧道掘进技术领域。方案为在掘进的TBM尾部隧道洞壁设置环向凹槽，环向凹槽中放置有橡胶充水坝，橡胶充水坝外部有固定带，固定带通过锚固件固定于环向凹槽外围，橡胶充水坝通过既有TBM供水管连接支管供水，支管上装阀，橡胶充水坝至少设置上下的两层，每层有单独充水口、放水口。充水囊模块化，便于修复，挡水能力突出，运行安全可靠；挡水高度和运行状态持续可控；充、排时间短，运行管理简单；使用寿命长，综合效益高。

技术领域

本发明属于隧道掘进技术领域，涉及大量涌水时TBM的应急防水系统。

背景技术

TBM是一种隧道掘进的专用工程机械，现代TBM集机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削岩体、输送石碴、拼装隧道拱架、锚杆布设、喷锚支护、测量导向纠偏等功能。TBM已广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水工隧洞等工程。

TBM的工作原理就是一个钢结构组件沿隧道轴线边向前推进边对岩体进行削切作用。这个钢结构组件的壳体称为“盾壳”，盾壳对开挖出的岩体起临时支护的作用，承受周围的围岩压力。

在施工过程中会出现涌水情况。当某隧洞段属于地下水贫水区，渗流量小，大多以渗水、滴水为主，局部为线状流水，设计最大出水量一般为100-200m³/h。当隧洞段属于富水区段，可能出现多次突发性超大涌水，最大单点涌水量达到贫水区的两三倍甚至是10倍以上，远超设计涌水量，且流速大，长期无衰减，对TBM设备造成极大影响。

发明内容

本发明提出一种TBM应急防涌水系统。专门应对TBM施工出现的突发性超大涌水。

本发明的技术方案：一种TBM应急防涌水系统，在掘进的TBM尾部隧道洞壁设置环向凹槽，环向凹槽中放置有橡胶充水坝，橡胶充水坝外部有固定带，固定带通过锚固件固定于环向凹槽外围，通过既有TBM供水管上连接支管为橡胶充水坝供水，支管上装阀，橡胶充水坝至少设置上下的两层，每层单独充水、放水。

优选的是，橡胶充水坝充满水的高度为隧道高度的1/4～1/2。常用的是下层充满水时达到1/4隧道高度、上下层都充满水时达到1/2隧道高度.

进一步的是，橡胶充水坝不充水时缩入环向凹槽内，并在环向凹槽上部覆盖防护盖，防护盖与环向凹槽的弧度相适应。

所述阀采用电磁阀，电磁阀由控制器控制，控制器连接压力感应器或水位感应器或水速感应器或视频动态捕捉器，压力感应器或水位感应器或水速感应器或视频动态捕捉器探测涌水信号，信号由控制器接收、处理，当满足设定条件时控制电磁阀打开为橡胶充水坝充水，充满水关闭电磁阀，当设定条件消除时，橡胶充水坝的放水口打开放出水。

本发明的有益效果：兼具橡胶坝和土石坝的优点，不使用时不占空间。橡胶充水囊模块化，便于修复，挡水能力突出，运行安全可靠；挡水高度和运行状态持续可控；清污、排淤能力强；充、排时间短，运行管理简单；使用寿命长，综合效益高；抗震能力强，对基础的适应性高，可以根据不同的涌水情况来挡水。

附图说明

图1是洞内无水时双层橡胶充水坝处于塌坝状态示意图；

图2是图1状态的截面示意图；

图3是洞内出现涌水且来不及抽排，第一层橡胶充水坝处于工作状态示意图；

图4是图3状态的截面示意图；

图5是洞内遭遇突涌水且来不及抽排，第一、第二层橡胶充水坝同时处于工作状态示意图；

图6是图5状态的截面示意图；

图7是本发明俯视示意图；