一种敞开式TBM护盾结构及超前加固施工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110939452A(43)申请公布日2020.03.31(21)申请号201911418965.1(22)申请日2019.12.31(71)申请人中国水利水电第三工程局有限公司地址710024陕西省西安市浐灞生态区世博大道4069号(72)发明人韩小亮韩佳霖郑继光冯兴予黄强王永宋卿黄继敏何海鹏李栋伟王志宏张文勇(74)专利代理机构西安创知专利事务所61213代理人谭文琰(51)Int.Cl.E21D9/06(2006.01)E21D9/087(2006.01)E21D11/10(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称一种敞开式TBM护盾结构及超前加固施工方法(57)摘要本发明公开了一种敞开式TBM护盾结构及超前加固施工方法，该结构包括设置在敞开式TBM的顶护盾上的上预留孔、设置在敞开式TBM的两个侧护盾上且呈对称布设的侧预留孔和设置在敞开式TBM的底部支撑的下预留孔，所述侧预留孔和所述下预留孔内均安装无缝钢管，所述无缝钢管呈倾斜布设，该方法包括以下步骤：一、敞开式TBM护盾布设预留孔；二、安装无缝钢管；三、安装堵头；四、TBM掘进过程中的超前注浆加固。本发明设计合理且施工便捷，敞开式TBM掘进过程中实现对断层破碎带的超前注浆加固，避免断层破碎带造成敞开式TBM的卡机，且有效地适应不同纵向长度的断层破碎带。CN110939452ACN110939452A权利要求书1/3页1.一种敞开式TBM护盾结构，其特征在于：包括设置在敞开式TBM的顶护盾(1)上的上预留孔、设置在敞开式TBM的两个侧护盾(2)上且呈对称布设的侧预留孔和设置在敞开式TBM的底部支撑(3)的下预留孔，所述上预留孔、所述侧预留孔和所述下预留孔的数量均为多个，所述上预留孔、所述侧预留孔和所述下预留孔内均安装无缝钢管，所述无缝钢管呈倾斜布设，所述无缝钢管沿掘进方向逐渐远离敞开式TBM所在隧道的中心线，所述无缝钢管与敞开式TBM所在隧道的中心线之间的夹角为5°～8°，所述无缝钢管靠近敞开式TBM的一端设置有堵头(6)。2.按照权利要求1所述的一种敞开式TBM护盾结构，其特征在于：所述无缝钢管靠近敞开式TBM的一端设置有外螺纹部(5)，所述堵头(6)可拆卸地安装在外螺纹部(5)上。3.按照权利要求1所述的一种敞开式TBM护盾结构，其特征在于：所述上预留孔内安装的无缝钢管为上无缝钢管(1-1)，所述上无缝钢管(1-1)的数量为多个，多个所述上无缝钢管(1-1)沿顶护盾(1)的圆周方向均布，且相邻两个上无缝钢管(1-1)之间的夹角A1的取值范围为8°～10°，上无缝钢管(1-1)远离敞开式TBM的一端与敞开式TBM的顶面相齐平。4.按照权利要求1所述的一种敞开式TBM护盾结构，其特征在于：所述侧预留孔内安装的无缝钢管为侧无缝钢管(2-1)，所述侧无缝钢管(2-1)的数量为多个，多个所述侧无缝钢管(2-1)沿侧护盾(2)的圆周方向均布，且相邻两个侧无缝钢管(2-1)之间的夹角A2的取值范围为20°～24°，侧无缝钢管(2-1)远离敞开式TBM的一端与敞开式TBM的侧面相齐平。5.按照权利要求1所述的一种敞开式TBM护盾结构，其特征在于：所述下预留孔内安装的无缝钢管为下无缝钢管(3-1)，所述下无缝钢管(3-1)的数量为多个，多个所述下无缝钢管(3-1)沿底部支撑(3)的圆周方向均布，且相邻两个下无缝钢管(3-1)之间的夹角A3的取值范围为20°～24°，下无缝钢管(3-1)远离敞开式TBM的一端与敞开式TBM的底面相齐平。6.一种利用具有如权利要求1所述护盾结构的敞开式TBM进行超前加固施工的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、敞开式TBM护盾布设预留孔：在敞开式TBM的顶护盾(1)上布设多个上预留孔，在敞开式TBM的两个侧护盾(2)上对称布设多个侧预留孔，在敞开式TBM的底部支撑(3)上布设多个下预留孔；其中，多个所述上预留孔沿顶护盾(1)的圆周方向均布，多个所述侧预留孔沿侧护盾(2)的圆周方向均布，多个所述下预留孔沿底部支撑(3)的圆周方向均布，所述上预留孔的数量大于所述侧预留孔或者所述下预留孔的数量；步骤二、安装无缝钢管：在所述上预留孔、所述侧预留孔和所述下预留孔内安装无缝钢管；其中，无缝钢管呈倾斜布设，所述无缝钢管沿掘进方向逐渐远离敞开式TBM所在隧道的中心线，所述无缝钢管与敞开式TBM所在隧道的中心线之间的夹角为5°～8°，无缝钢管靠近敞开式TBM的一端设置有外螺纹部(5)；步骤三、安装堵头：步骤301、在无缝钢管靠近敞开式TBM的一端的外螺纹部(5)上安装堵头(6)；步骤302、将多个无缝钢管从敞开式TBM的顶部按照顺时针方向排序，得到第1个无缝钢管，