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申请/专利权人：中铁二局集团有限公司

摘要：本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种降低双护盾TBM卡机风险的构建结构及方法，在临近破碎区域处的TBM主洞的左侧和或右侧增设有一施工辅助洞，施工辅助洞的两端与TBM主洞连通；施工辅助洞中设有皮带运输机A，皮带运输机A的两端与TBM主洞中的皮带运输机B会合。本发明增设施工辅助洞并在施工辅助洞中放置皮带运输机，形成多条传输通道，大幅度提高运输碎渣的能力，使TBM通过断层破碎带区域围岩时由于掌子面破碎而产生的大量碎岩渣尽快排出，解决由于不能及时出渣而导致的扭矩不足问题，防止TBM刀盘被卡；在施工辅助洞和TBM主洞交叉位置处加以喷锚支护和钢支撑，同时辅以注浆，控制破碎岩体由于TBM掘进而产生的较大收敛位移，防止TBM护盾被卡。

主权项：1.一种降低双护盾TBM卡机风险的构建方法，其特征在于：降低双护盾TBM卡机风险的构建结构为：临近破碎区域处的TBM主洞的左侧和右侧增设有一施工辅助洞，施工辅助洞的两端与TBM主洞连通；施工辅助洞中设有皮带运输机A，皮带运输机A的两端与TBM主洞中的皮带运输机B会合；施工辅助洞中设有喷锚支护，施工辅助洞与TBM主洞的交叉位置设有钢支撑；构建方法包括以下步骤：步骤一，当TBM机体将掘进至破碎区域时，在掌子面后方位置开挖施工辅助洞并施作支护，施工辅助洞的两端与TBM主洞挖通；在施工辅助洞与TBM主洞的交叉位置施作钢支撑；在掌子面位置对破碎区域的围岩进行超前注浆；施工辅助洞有两个，分别位于TBM主洞的左右侧；步骤二，在施工辅助洞中铺设皮带运输机A，皮带运输机A的两端与TBM设备中的皮带运输机B会合；两个施工辅助洞中的皮带运输机A在同一位置与皮带运输机B会合；当TBM机体开挖至围岩破碎区域时，碎渣通过皮带运输机B运至皮带运输机A与皮带运输机B的第一会合位置时分流；分流后的碎渣在皮带运输机A与皮带运输机B的第二会合位置处再次汇集；汇集后的碎渣由皮带运输机B排出。

全文数据：一种降低双护盾TBM卡机风险的构建结构及方法技术领域[0001]本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种降低双护盾11»1卡机风险的构建结构及方法。背景技术[0002]全断面岩石掘进机TBM以其快速、优质、高效、安全、环保、自动化等优点，近年来广泛应用于深埋长大隧道工程中。双护盾TBM是全断面岩石掘进机的一种，其主体结构除了刀盘外全部被两个护盾包围，护盾可分为前护盾、伸缩护盾、支撑护盾以及尾盾。地质情况较好时，TBM前进时的支反力由支撑靴承受;地质情况较差时，支撑靴收回，形成一个护盾，此时推进液压缸顶在管片上前进。其既可应用于硬岩，也可应用于软岩，同时还可在软硬岩交错地带掘进。此外，双护盾TBM的掘进和管片施作是同步进行的，所以其掘进效率要高于单护盾TBM。[0003]但当围岩较差，尤其当隧道穿越破碎岩体区域时，破碎围岩会在滚刀切削力作用下产生掉块，但破碎的掌子面围岩大块坍塌导致皮带运输机无法以指定运输速率将碎岩运出，此时TBM刀盘的脱困扭矩小于岩体与刀盘的摩擦力，从而导致刀盘被卡；另一方面，破碎岩体区域受到扰动后周边围岩收敛变形过快，塑性变形发展过快，在管片还未施作时，围岩的径向位移会大于护盾与开挖面之间的预留距离，会导致TBM护盾被卡。[0004]现有TBM施工案例中已有较多卡机事故，即使后续措施成功使TBM设备脱困，但仍然导致工期延误并且带来巨额的经济损失，现有对策也主要集中于发生卡机后的解决方案，而在如何预防TBM卡机上，尤其是双护盾TBM，仍然是一个难题。发明内容[0005]本发明旨在提供降低双护盾TBM卡机风险的构建结构及方法，能在不改变TBM设备组成的情况下，解决TBM在穿越断层破碎带时遇到的刀盘被卡及护盾被卡的问题。[0006]为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：[0007]一种降低双护盾TBM卡机风险的构建结构，临近破碎区域处的TBM主洞的左侧和或右侧有一施工辅助洞，施工辅助洞的两端与TBM主洞连通;施工辅助洞中设有皮带运输机A，皮带运输机A的两端与TBM主洞中的皮带运输机B会合。[0008]进一步的，施工辅助洞中设有喷锚支护，施工辅助洞与TBM主洞的交叉位置设有钢支撑。[0009]一种降低双护盾TBM卡机风险的构建方法，包括以下步骤：[0010]步骤一，当TBM机体将掘进至破碎区域时，在掌子面后方位置开挖施工辅助洞并施作支护，施工辅助洞的两端与TBM主洞挖通；[0011]步骤二，在施工辅助洞中铺设皮带运输机A，皮带运输机A的两端与TBM设备中的皮带运输机B会合。[0012]进一步的，所述步骤一中，在施工辅助洞与TBM主洞的交叉位置施作钢支撑。[0013]进一步的，在掌子面位置对破碎区域的围岩进行超前注浆。[0014]优选地，所述步骤一中，采用控制爆破开挖施工辅助洞。[0015]优选地，所述步骤一中，支护形式采用喷锚支护。[0016]进一步的，施工辅助洞有两个，分别位于TBM主洞的左右侧。[0017]进一步的，两个施工辅助洞中的皮带运输机A在同一位置与皮带运输机B会合。[0018]其中，当TBM机体开挖至围岩破碎区域时，碎渣通过皮带运输机B运至皮带运输机A与皮带运输机B的第一会合位置时分流;分流后的碎渣在皮带运输机A与皮带运输机B的第二会合位置处汇集;汇集后的碎渣由皮带运输机B排出。[0019]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：[0020]1，本发明增设施工辅助洞并在施工辅助洞中放置皮带运输机，使其与TBM设备中的皮带运输机相连，形成多条传输通道，大幅度提高运输碎渣的能力，使TBM通过断层破碎带区域围岩时由于掌子面破碎而产生的大量碎岩渣尽快排出，解决由于不能及时出渣而导致的扭矩不足问题，防止TBM刀盘被卡；[0021]2,在施工辅助洞和TBM主洞交叉位置处加以喷锚支护和钢支撑，同时辅以注浆，控制破碎岩体由于TBM掘进而产生的较大收敛位移，防止TBM护盾被卡。附图说明[0022]图1是本发明的示意图；[0023]图中：1-施工辅助洞、2-TBM主洞、3-皮带运输机A、4-TBM机体、5-破碎区域、6-皮带运输机B、7-第一会合位置、8-第二会合位置。具体实施方式[0024]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。[0025]如图1，本发明公开的一种降低双护盾TBM卡机风险的构建结构，临近破碎区域5处的TBM主洞2的左侧和右侧设有一施工辅助洞1，施工辅助洞1的两端与TBM主洞2连通;施工辅助洞1中设有皮带运输机A3,皮带运输机A3的两端与TBM主洞2中的皮带运输机B6会合。在施工辅助洞1中设有喷锚支护，施工辅助洞1与TBM主洞2的交叉位置设有钢支撑。[0026]本发明公开的降低双护盾TBM卡机风险的构建方法，包括以下步骤：[0027]步骤一，当TBM机体将掘进至破碎区域时，在掌子面后方位置TBM主洞2的一侧开挖施工辅助洞1，开挖后立即施作喷锚支护，将施工辅助洞的两端与TBM主洞2挖通;并在施工辅助洞1与TBM主洞2的交叉位置施作钢支撑，控制施工辅助洞1及TBM主洞2的围岩收敛位移。当然的，在掘进至破碎区域5前，TBM机体4的掘进方案按既定施工方案进行；[0028]随即在TBM主洞2另一侧用相同的方法开挖另一个施工辅助洞1，此外，在掌子面位置对破碎区域5进行超前注浆，改善破碎区域5的完整性。[0029]步骤二，在两条施工辅助洞1中均铺设一皮带运输机A3，皮带运输机A3的两端与TBM设备中的皮带运输机B6会合相连，确保皮带运输机A3与皮带运输机B6在连接位置处的运输性能。两个施工辅助洞1中的皮带运输机A3在同一位置与皮带运输机B6会合。[0030]所述步骤一中的施工辅助洞1的修建参考矿山法隧道的施工方法，采用控制爆破减小对周边围石尤其是前方破碎围岩区域的扰动，支护形式采用喷锚支护，并辅以钢支撑，严格控制施工辅助洞的围岩变形以此防治TBM机体的护盾被卡。[0031]其中，当TBM机体4开挖至围岩破碎区域5时，碎渣通过皮带运输机B6运至皮带运输机八3与皮带运输机恥的第一会合位置7时分流，通过施工辅助洞丨中的皮带运输机A3大幅度提高运输碎渣的效率;三条线路运输的碎渣在皮带运输机A3与皮带运输机B6的第二会合位置8处再次汇集，最后由皮带运输机B6排出。[0032]本发明增设施工辅助洞并在施工辅助洞中放置皮带运输机，使其与TBM设备中的皮带运输机相连，形成三叉线路的传输通道，这样可以使TBM通过断层破碎带区域围岩时由于掌子面破碎而产生的大量碎岩渣尽快排出，解决由于不能及时出渣而导致的扭矩不足问题，防止TBM刀盘被卡;在施工辅助洞和TBM主洞交叉位置处加以喷锚支护和钢支撑，同时辅以注浆，控制破碎岩体由于TBM掘进而产生的较大收敛位移，防止TBM护盾被卡。[0033]当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

权利要求：1.一种降低双护盾TBM卡机风险的构建结构，其特征在于：临近破碎区域处的TBM主洞的左侧和或右侧增设有一施工辅助洞，施工辅助洞的两端与TBM主洞连通;施工辅助洞中设有皮带运输机A，皮带运输机A的两端与TBM主洞中的皮带运输机B会合。2.根据权利要求1所述的构建结构，其特征在于:施工辅助洞中设有喷锚支护，施工辅助洞与TBM主洞的交叉位置设有钢支撑。3.—种降低双护盾T丽卡机风险的构建方法，其特征在于:包括以下步骤：步骤一，当TBM机体将掘进至破碎区域时，在掌子面后方位置开挖施工辅助洞并施作支护，施工辅助洞的两端与TBM主洞挖通；步骤二，在施工辅助洞中铺设皮带运输机A，皮带运输机A的两端与TBM设备中的皮带运输机B会合。4.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于:所述步骤一中，在施工辅助洞与TBM主洞的交叉位置施作钢支撑。5.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于:在掌子面位置对破碎区域的围岩进行超前注浆。6.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于:所述步骤一中，采用控制爆破开挖施工辅助洞。7.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于:所述步骤一中，支护形式采用喷锚支护。8.根据权利要求3-7中任一项权利要求所述的构建方法，其特征在于:施工辅助洞有两个，分别位于TBM主洞的左右侧。9.根据权利要求8所述的构建方法，其特征在于:两个施工辅助洞中的皮带运输机A在同一位置与皮带运输机B会合。10.根据权利要求3或9所述的构建方法，其特征在于：当TBM机体开挖至围岩破碎区域时，碎渣通过皮带运输机B运至皮带运输机A与皮带运输机B的第一会合位置时分流;分流后的碎渣在皮带运输机A与皮带运输机B的第二会合位置处再次汇集;汇集后的碎渣由皮带运输机B排出。

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