[发明专利]开敞式TBM施工时采用旋转式安全壳防护岩爆的方法

权利要求书

1.一种开敞式TBM施工时采用旋转式安全壳防护岩爆的方法，其特征在于：采用专用的旋转式防岩爆安全壳，所述旋转式防岩爆安全壳包括自前向后依次设置的：

第一防护部，

第二防护部，

第三防护部；

所述第一防护部通过支撑单元与前部TBM机架相连并围绕所述支撑单元转动；

所述第二防护部滑动连接在所述第三防护部上并随TBM支承靴轴向运动；

所述第三防护部固定连接在后部TBM机架上；

具体防护方法为：

将所述旋转式防岩爆安全壳的第一防护部与TBM机架前部相连，第三防护部与TBM机架后部相连，第二防护部套设在TBM支承靴上通过与第三防护部之间的导向装置随TBM支承靴轴向运动；

当开敞式TBM掘进至可能发生岩爆的洞段处，液压马达带动第一防护部的第一弧形防护钢板转动至TBM正上方，当发生轻微或中等规模岩爆时，破碎岩石可沿第一弧形防护钢板表面滑落至TBM下方，经人工清理至皮带运输机上被输送至洞外；当发生较大规模岩爆时，随着TBM的推进，岩石沿第一弧形防护钢板向后滑动，最终落至清理平台，在保证施工人员安全的前提下实现快速掘进；

当开敞式TBM掘进至软弱破碎带：

仅需要锚杆支护时，液压马达带动第一防护部的第一弧形防护钢板转动至TBM正上方，锚杆钻机通过第一弧形防护钢板上开设的圆形孔打设锚杆；或者将第一弧形防护钢板转动至下方或者侧部再打设锚杆；

需要钢筋网支护时，液压马达带动第一弧形防护钢板转动至下方，腾出钢筋网的支护空间，便于施工人员进行工作。

2.根据权利要求1所述的开敞式TBM施工时采用旋转式安全壳防护岩爆的方法，其特征在于：所述第一防护部包括：

第一弧形防护钢板，

至少两根第一环状工字梁，

至少两根环形齿条，

所述第一环状工字梁间隔焊接在所述第一弧形防护钢板内表面，所述环形齿条分别固定连接在第一环状工字梁上。

3.根据权利要求2所述的开敞式TBM施工时采用旋转式安全壳防护岩爆的方法，其特征在于：所述第一弧形防护钢板的角度为180°~270°，在所述第一弧形防护钢板上开设有若干圆形孔。

4.根据权利要求2所述的开敞式TBM施工时采用旋转式安全壳防护岩爆的方法，其特征在于：所述支撑单元包括：

至少两根第一环状工字支撑梁，

若干根第一支撑杆架，

至少两个液压马达，

所述第一环状工字支撑梁分别滑动套设在第一环状工字梁内，均衡焊接在所述第一环状工字支撑梁外周面上的所述第一支撑杆架的另一端与TBM机架相连；

安装在所述第一环状工字支撑梁侧边挡板上的所述液压马达工作轮与所述环形齿条相啮合，带动所述第一环状工字梁及所述第一弧形防护钢板转动。

5.根据权利要求4所述的开敞式TBM施工时采用旋转式安全壳防护岩爆的方法，其特征在于：在所述第一环状工字支撑梁和第一环状工字梁的结合面间设置有支撑环。

6.根据权利要求1所述的开敞式TBM施工时采用旋转式安全壳防护岩爆的方法，其特征在于：所述第三防护部包括：

第三弧形防护钢板，

第三环向T形梁，

若干第三纵向T形梁，

若干根第三支撑杆架；

所述第三环向T形梁和若干均衡布设的第三纵向T形梁焊接在所述第三弧形防护钢板内表面，一端焊接在所述第三纵向T形梁上的第三支撑杆架的另一端与TBM机架相连。

7.根据权利要求6所述的开敞式TBM施工时采用旋转式安全壳防护岩爆的方法，其特征在于：所述第三弧形防护钢板的角度为180°~360°。

8.根据权利要求1所述的开敞式TBM施工时采用旋转式安全壳防护岩爆的方法，其特征在于：所述第二防护部包括结构相同、对称设置在TBM支承靴上的一组防护组件，其中任一防护组件包括：

第二弧形防护钢板，在所述第二弧形钢板内表面焊接有纵向L形梁和环向肋板；所述第二弧形防护钢板和第三防护部之间设置有导向装置。

9.根据权利要求8所述的开敞式TBM施工时采用旋转式安全壳防护岩爆的方法，其特征在于：所述第二弧形防护钢板的角度与TBM支承靴的大小相适配。