[发明专利]TBM隧洞混凝土喷射的滑模施工系统及方法

说明书

本发明提供了TBM隧洞混凝土喷射的滑模施工系统及方法，包括用于对整体系统进行支撑和搭载的支撑系统；所述支撑系统的喷砼车连接桥上搭载有用于带动模板系统沿着隧洞掘进方向移动的平移系统；所述平移系统上支撑安装有用于驱动模板系统沿着隧洞环向滑移的旋转滑动系统；所述旋转滑动系统上固定安装有用于对模板系统进行支撑和脱膜的升降脱模系统；所述升降脱模系统的顶端安装有用于模板系统；所述喷砼车连接桥上搭载有用于对混凝土进行喷射的混凝土喷射系统。达到改善作业环境、提高支护效率、增强支护效果、提升支护质量、节约工程成本、方便平行作业、减少清理工作、有利文明施工、与TBM开挖效率相匹配的目的。

技术领域

本发明属于工程隧洞喷射混凝土支护技术领域，尤其涉及TBM隧洞混凝土喷射的滑模施工系统及方法。

背景技术

目前，敞开式TBM隧洞普遍采取钢支撑、钢筋排、锚杆、钢筋网以及喷混凝土等支护手段，而喷混凝土是其支护的重要环节。随着技术的进步，通常是依靠TBM设备上搭载的喷混凝土机械手来完成。虽然技术十分成熟，机械化程度也非常高，但实践中也存在一些不容忽视的问题，一直困扰着技术工作者。主要表现在：

1、喷混凝土作业时出现较大粉尘，工作环境较差；即便是采用先进的湿喷设备，也很难得到实质性改观，严重威胁职业健康。

2、喷混凝土作业时混凝土回弹率过高，一般情况下高达到30%以上，尤其是拱顶、渗水、破碎围岩等部位混凝土回弹率甚至更高，浪费了较多的混凝土材料，在加大了工程成本的同时，增加了清理工作量，不利于文明施工管理。

3、喷混凝土作业效率与TBM开挖速度不十分匹配，对于喷混凝土厚度较大时，需分多次、多层实施才能达到设计厚度，占用了较多的工序时间，制约TBM效率的发挥，对施工进度带来一定影响。

4、喷混凝土厚度不均匀、强度达标难、表面不平整、质量不稳定等是喷射混凝土作业的质量通病，严重时威胁隧洞安全使用。

发明内容

针对上述传统喷混凝土支护工艺存在的不足，本发明提供TBM隧洞混凝土喷射的滑模施工系统及方法，此系统结合敞开式TBM隧洞开挖速度与支护速度不十分匹配的实际，借鉴模喷混凝土和隧洞滑模技术，设计提供一套周向滑动模板，搭载到开敞式TBM设备上，与TBM自带的喷混凝土系统有机结合起来，实现滑模喷射混凝土功能，弥补现有技术的不足，从而达到改善作业环境、提高支护效率、增强支护效果、提升支护质量、节约工程成本、方便平行作业、减少清理工作、有利文明施工、与TBM开挖效率相匹配的目的。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：TBM隧洞混凝土喷射的滑模施工系统，包括用于对整体系统进行支撑和搭载的支撑系统；

所述支撑系统的喷砼车连接桥上搭载有用于带动模板系统沿着隧洞掘进方向移动的平移系统；

所述平移系统上支撑安装有用于驱动模板系统沿着隧洞环向滑移的旋转滑动系统；

所述旋转滑动系统上固定安装有用于对模板系统进行支撑和脱膜的升降脱模系统；

所述升降脱模系统的顶端安装有用于模板系统；

所述喷砼车连接桥上搭载有用于对混凝土进行喷射的混凝土喷射系统。

所述支撑系统包括TBM本体，所述TBM本体的内部中心部位搭载有喷砼车连接桥；所述TBM本体通过轨道轮装置滚动支撑在TBM轨道上。

所述平移系统包括齿条，所述齿条固定在支撑系统的喷砼车连接桥上；所述齿条与第一齿轮啮合传动，所述第一齿轮固定安装在第一液压马达的输出轴上，所述第一液压马达固定安装在旋转滑动系统上，所述喷砼车连接桥上安装有直线滑轨，所述直线滑轨与旋转滑动系统上的滑移座构成滑动配合。