[发明专利]一种岩土工程网压拖盾施工装置及其施工方法

说明书

本发明公开了一种岩土工程网压拖盾施工装置及其施工方法，包括前护盾，以及设置在其后侧的后盾架，所述后盾架和前护盾均能够沿掘进方向移动，且能够独立升降；所述前护盾，用于对当前工步形成的巷道顶板进行临时支护或永久支护；所述后盾架的顶部用于铺设锚固网，后盾架用于将锚固网顶升至巷道顶部对巷道顶板进行永久支护，该装置解决了地下工程掘进机的护盾会破坏围岩结构或者盾体过后进行铺网作业之间容易形成空顶的问题，使得锚杆支护的巷道施工时候能够实现临时支护与锚杆支护的连续无空顶作业，达到本质安全目的。

技术领域

本发明涉及地下工程掘进机械化施工领域，具体涉及一种岩土工程网压拖盾施工装置及其施工方法。

背景技术

地下工程巷道施工过程中顶板防护是关系生产安全的重大问题，要实现本质安全就必须在岩体开挖后形成的裸露岩体时立即进行临时支护，同时使临时支护向永久支护过渡中不存在空顶出现。现有掘进机械化施工装置在设计时候大多数没有临时支护装置，也有很多临时支护装置研究和试验，设计依据都是利用围岩开挖后短暂的稳定时间来完成锚杆支护，多年来虽然大多数情况下都能满足生产，但这不符合岩土工程施工规范各相关规程，不能达到本质安全生产要求。

目前煤矿巷道掘进机使用最多的是悬臂式掘进机。这种掘进机由于切割部的设计灵活性，无法设计紧跟掘进的临时支护。所以，大多数情况下只是作为破岩和运输两个功能，锚杆支护大多数情况下都是采用人工或其他设备。在破岩掘进一个循环后如果采用临时支护则对施工影响很大，而且临时支护本身也不安全，这种施工方法不能实现掘进与锚固同时进行。

掘锚机能够实现掘进作业与锚固施工同时机械化进行，这种掘进装备没有临时支护或是临时支护与锚杆钻机一体设计很小一个框架，而且切割部到锚杆支护位置的距离一般最少需要两个步距到4个步距的空顶才能顺利施工，这种大空顶距能够长期实行的原因是掘锚机的前端这部分空顶区域没有人员作业，所以不存在人员安全问题。由此看来，这种掘进机虽然高效，但无法满足破碎围岩巷道的施工。

另一类施工装备是设计有针对特别松软地层的TBM盾构机，这类设备施工过程中通过盾壳实时遮挡住围岩，能够达到即时开挖即时防护的要求，但这类设备的护盾只适应的是特别软弱的土层或永久支护采用预制结构的地下工程或者特别坚硬的岩石情况。对于特别松软的土层在护盾支撑压力作用下能够密实固化，有利于前移盾壳后临时支护实施，或是使用管片做为永久支护能够在永久支护施工时与盾体支护顺利过渡。此类设备虽然有护盾，但由于其支撑作用往往会破坏普通围岩结构，使得盾壳过后围岩破碎更容易产生脱落造成危险，只适应采用预制管片的隧道施工。因此，锚杆支护的地下工程巷道还很难实现盾体过后不空顶施工锚杆。

综上所述，不论是人工架设临时支护、或机械化临时支护还是具有临时支护作用的护盾施工装备，虽然能在一定程度上看起来是解决临时支护的问题，但是在采用锚杆支护技术的地下工程中，都没有解决临时支护与锚杆支护的连续过渡的问题。

发明内容

针对地下工程掘进破岩结束后，无法对裸露围岩及时支护并能够在不撤离临时支护的前提下实现锚杆支护的问题，本发明提供一种岩土工程网压拖盾施工装置及其锚杆支护施工方法，实现巷道连续的无空顶支护和开挖，在保证安全施工的同时，大大提高了开挖效率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种岩土工程网压拖盾施工装置，包括沿掘进方向前后设置的前护盾和后盾架，所述后盾架和前护盾均能够沿掘进方向移动，且能够独立升降；

所述前护盾设置在工作面的切割装置后端并同步移动，所述前护盾包括支撑体以及设置在其顶部的护盾板，所述护盾板的前端紧邻切割装置的顶部，护盾板的后端向后盾架方向延伸，护盾板用于对切割装置当前开挖形成的巷道顶板进行临时支护；所述后盾架用于将铺设的锚固网顶撑在护盾板的底面，并且锚固网位于护盾板和后盾架之间，锚固网用于对巷道顶板永久支护；

所述前护盾和后盾架沿掘进方向交替移动，前护盾前移后锚固网与巷道顶板接触，并且前护盾的后端始终位于锚固网与巷道顶板之间。