[发明专利]一种TBM与钻爆相结合的施工方法

说明书

本发明公开了一种TBM掘进与钻爆相结合施工方法，包括以下步骤，第一步，环形刀盘上的滚刀破岩时，采用刮板将渣土送到位于环形刀盘上方的皮带输送机出渣，同时钻机可以对中间的岩体进行轴向钻孔或径向钻孔；第二步，环形刀盘掘进一个循环后后退，使环形刀盘中间的岩体脱离TBM，并根据围岩情况进行初期支护或不支护；第三步，采用钻爆法、冲击破碎法、链锯切割法以及液压涨裂法的方法破碎中间岩体，并输送渣土或将岩体输送至TBM后方；第四步，环形刀盘前进接触掌子面，开始下一个循环。这样可减少了滚刀破岩面积，并对围岩进行卸荷；TBM向后退，退到中间岩体外，如遇不良地质可在环形空间内较为方便的进行初期支护，应对不良地质的影响。

技术领域

本发明属于隧道开挖设备的技术领域，具体为一种TBM与钻爆法相结合施工装备和施工方法。

背景技术

首先，TBM在硬岩地层掘进时，岩石越硬掘进速度越低，岩渣越细碎，石渣利用率越小；其次，不良地质地层围岩稳定性差，隧洞施工安全风险高，特别是在高地应力地层，岩爆频发，TBM容易被卡住，处理起来非常耗时。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种TBM掘进与钻爆相结合施工方法及装备，有效的解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种TBM与钻爆相结合的施工方法，包括以下步骤，

第一步，环形刀盘上的滚刀破岩时，采用刮板将渣土送到位于环形刀盘上方的皮带输送机出渣，同时钻机可以对中间的岩体进行轴向钻孔或径向钻孔；

第二步，环形刀盘掘进一个循环后后退，使环形刀盘中间的岩体脱离TBM，并根据围岩情况进行初期支护或不支护；

第三步，采用钻爆法、冲击破碎法、链锯切割法以及液压涨裂法的方法破碎中间岩体，并把渣土或岩片输送至TBM后方；

第四步，环形刀盘前进接触掌子面，开始下一个循环。

优选的，所述环形刀盘为空心环形刀盘，且空心环形刀盘上布置有滚刀。

优选的，环形刀盘破岩时，环形刀盘上的刮渣板将岩渣送到位于环形刀盘上方的皮带输送机出渣，同时钻机可以对进入环形刀盘中间的岩体进行轴向钻孔或径向钻孔。

优选的，环形刀盘掘进一定距离后停止掘进并后退，使环形刀盘中间的岩体脱离TBM，当对中间岩体进行轴向钻孔时，可采用钻爆法、冲击破碎法、液压涨裂法等方法将掌子面中间岩体破碎，并将移动扒渣机和刮板输送机运行到环形刀盘附近，开始装载和输送渣土进行出渣。

优选的，环形刀盘掘进一定距离后停止掘进并后退，使环形刀盘中间的岩体脱离TBM。当对中间岩体进行径向钻孔时，可采用钻爆法、液压涨裂法将中间岩体切割为若干个圆饼，并采用托车与输送轨道将岩石圆饼送至TBM后方。

优选的，TBM破岩和排渣设备包括环形刀盘、轴承和驱动系统、皮带输送机，钻爆法破岩和排渣设备有两种方案，一种包括钻机、扒渣机、刮板输送机，另一种包括钻机、托车和输送轨道。

优选的，所述环形刀盘表面上设置有可快速拆装的橡胶垫，以避免用于爆炸产设的岩渣撞击TBM造成破坏。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用空心TBM掘进，在TBM上方出渣，同时采用钻机对进入环形刀盘中间的岩体进行钻孔。这样可减少了滚刀破岩面积，并对围岩进行卸荷；

2、TBM向后退，退到中间岩体外，如遇不良地质可在环形空间内较为方便的进行初期支护，应对不良地质的影响；

3、采用橡胶等具有弹性的材料对TBM刀盘进行防护；

4、采用钻爆法等方法对中心岩体进行爆破开挖。可降低爆破对周围岩体的扰动，可利用钻爆法对岩渣的体积大小进行控制；