一种斜井TBM溜渣槽及其施工方法与流程

一种斜井tbm溜渣槽及其施工方法
技术领域
1.本发明涉及一种斜井tbm溜渣槽及其施工方法。


背景技术：

2.tbm硬岩隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，具有开挖切削土体、输送泥渣、拼装隧道衬砌等功能，已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。常规的tbm掘进机适用于
±
5%坡度的平洞施工，而大坡度的斜井tbm掘进机可以解决大坡度倾斜隧洞的开挖难题。
3.目前，常规的tbm掘进机在主机和后配套段采用皮带机出渣，当向上掘进角度大于20
°
时，渣土容易在自重下向下溜，因此，皮带机的作用不明显。如果在大坡度的斜井tbm掘进机上继续使用皮带机出渣，不仅增加了tbm掘进机的制造成本，而且还增加了tbm掘进机的施工成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种斜井tbm溜渣槽，以解决现有技术中在大坡度的斜井tbm掘进机上使用皮带机出渣，造成成本增加的技术问题；本发明的目的还在于提供一种斜井tbm溜渣槽的施工方法。
5.为实现上述目的，本发明斜井tbm溜渣槽的技术方案是：斜井tbm溜渣槽，以溜渣槽的延伸方向为前后方向，包括：前槽段，其前端用于固定连接在盾体上，以承接刀盘切削下来的渣土；后槽段，包括多个后槽单元，所有的后槽单元沿前后方向依次连接在一起，至少一个后槽单元上设有固定结构，以将后槽段固定在隧道内；伸缩槽段，可拆连接在后槽段的前端，伸缩槽段沿前后方向的长度大于斜井tbm的掘进行程；其中，前槽段的后端处于伸缩槽段内侧或外侧，前槽段与伸缩槽段在前后方向上可相对运动。
6.有益效果是：本发明的斜井tbm溜渣槽在大坡度的斜井tbm掘进施工时能够代替皮带机实现出渣作业，由于其结构简单，且依靠重力实现下溜出渣，不仅降低了tbm掘进机的制造成本，而且降低了tbm掘进机的施工成本。
7.作为进一步的改进，相邻两个后槽单元可拆连接在一起。
8.有益效果是：这样设计，有利于后槽段的拆装。
9.作为进一步的改进，所述后槽段还包括后槽盖板，后槽盖板的前端可拆连接在相邻两个后槽单元中的前一个上，后槽盖板的后端可拆连接在相邻两个后槽单元中的后一个上。
10.有益效果是：这样设计，不仅实现了后槽盖板的固定，同时也实现了相邻两个后槽单元的可拆连接，简化了后槽段的整体结构。
11.作为进一步的改进，所述前槽段包括多个前槽单元，所有的前槽单元沿前后方向依次可拆连接在一起。
12.有益效果是：这样设计，有利于前槽段的拆装。
13.作为进一步的改进，所述前槽段还包括前槽盖板，前槽盖板的前端可拆连接在相邻两个前槽单元中的前一个上，前槽盖板的后端可拆连接在相邻两个前槽单元中的后一个上。
14.有益效果是：这样设计，不仅实现了前槽盖板的固定，同时也实现了相邻两个前槽单元的可拆连接，简化了前槽段的整体结构。
15.作为进一步的改进，所述前槽段、后槽段以及伸缩槽段的横截面均为上大下小的梯形面。
16.有益效果是：这样设计，有利于渣土下溜，提高出渣效率。
17.作为进一步的改进，所述伸缩槽段沿前后方向的长度大于斜井tbm的至少两个掘进行程。
18.有益效果是：这样设计，可以向前施工至少两个掘进行程，加装一次新的后槽单元，相比于施工一个掘进行程就加装一次新的后槽单元，提高了施工效率。
19.作为进一步的改进，所述伸缩槽段与后槽段的连接位置处于斜井tbm的后支撑和abs装置之间。
20.为实现上述目的，本发明斜井tbm溜渣槽的施工方法的技术方案是：斜井tbm溜渣槽的施工方法，包括以下步骤：1）斜井tbm在始发洞室安装就位，从斜井tbm的刀盘后方铺设前槽段，前槽段的前端固定在盾体的下部；2）在前槽段的后端外侧或内侧铺设伸缩槽段，前槽段与伸缩槽段沿前后方向的重合长度大于斜井tbm的掘进行程；3）在伸缩槽段的后方铺设包括多个后槽单元的后槽段，一直铺设到隧道口处，最前端的后槽单元与伸缩槽段可拆连接，且后槽段固定在隧道内；4）斜井tbm向前掘进时，前槽段随tbm主机一起向前移动，渣土沿前槽段、伸缩槽段以及后槽段向后溜，经过相应掘进行程后，停止掘进；5）先将最前端的后槽单元与伸缩槽段拆开，再将伸缩槽段向前移动，之后，在伸缩槽段和最前端的后槽单元之间安装新的后槽单元；6）重复步骤4）和5），完成溜渣槽的施工，直至隧道贯通。
21.有益效果是：本发明的斜井tbm溜渣槽在大坡度的斜井tbm掘进施工时能够代替皮带机实现出渣作业，由于其结构简单，且依靠重力实现下溜出渣，不仅降低了tbm掘进机的制造成本，而且降低了tbm掘进机的施工成本。
22.作为进一步的改进，在步骤3）中，后槽段的各个后槽单元依次可拆连接在一起。
23.有益效果是：这样设计，有利于后槽段的拆装。
24.作为进一步的改进，相邻两个后槽单元通过后槽盖板可拆连接在一起。
25.有益效果是：这样设计，不仅实现了后槽盖板的固定，同时也实现了相邻两个后槽单元的可拆连接，简化了后槽段的整体结构。
26.作为进一步的改进，所述前槽段包括多个可拆连接的前槽单元，相邻两个前槽单
元通过前槽盖板可拆连接在一起。
27.有益效果是：这样设计，有利于前槽段的拆装。
28.作为进一步的改进，在步骤4）中，斜井tbm一次向前掘进至少两个掘进行程。
29.有益效果是：这样设计，可以向前施工至少两个掘进行程，加装一次新的后槽单元，相比于施工一个掘进行程就加装一次新的后槽单元，提高了施工效率。
30.作为进一步的改进，在步骤5）中，利用斜井tbm的后支撑和abs装置之间的起吊装置，向前移动伸缩槽段和安装新的后槽单元。
31.有益效果是：由于斜井tbm的后支撑和abs装置之间的空间相对较大，有利于安装起吊装置。
附图说明
32.图1为本发明斜井tbm溜渣槽应用时的结构示意图；图2为图1的a
‑
a向截面图；图3为图1的b
‑
b向截面图；图4为图1的c
‑
c向截面图；图中：1、刀盘；2、盾体；3、撑靴；4、推进系统；5、后支撑；6、abs装置；7、起吊装置；8、前槽段；9、伸缩槽段；10、后槽段；11、前槽单元；12、前槽盖板；13、后槽盖板；14、后槽单元。
具体实施方式
33.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
36.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
37.本发明斜井tbm溜渣槽的实施例1：在介绍斜井tbm溜渣槽之前，先介绍斜井tbm的整体结构。如图1所示，斜井tbm包括盾体2，盾体2的前侧设有刀盘1，刀盘1用于切削土体；盾体2的后侧设有撑靴3和推进系统4，
推进系统4处于撑靴3的后方，撑靴3和推进系统4协同作用，以实现斜井tbm向前掘进。
38.本实施例中，推进系统4的后方设有后支撑5和abs装置6，在后支撑5和abs装置6之间设有起吊装置7。
39.如图1所示，斜井tbm还包括溜渣槽，以溜渣槽的延伸方向为前后方向，溜渣槽包括前槽段8、伸缩槽段9以及后槽段10，刀盘1切削下来的渣土经前槽段8、伸缩槽段9以及后槽段10下溜至隧道口。
40.本实施例中，前槽段8、后槽段10以及伸缩槽段9的横截面均为上大下小的梯形面，以便于渣土下溜。
41.本实施例中，前槽段8的前端固定连接在盾体2上，以随tbm主机一起向前移动，同时承接刀盘1切削下来的渣土。如图1和图2所示，前槽段8包括多个前槽单元11，所有的前槽单元11沿前后方向依次可拆连接在一起，这样，便于前槽段8的拆装。其中，所有的前槽单元11的尺寸相同。
42.本实施例中，前槽段8还包括前槽盖板12，以避免渣土下溜过程中灰尘漫出；其中，前槽盖板12的前端可拆连接在相邻两个前槽单元11中的前一个上，前槽盖板12的后端可拆连接在相邻两个前槽单元11中的后一个上，这样，不仅实现了前槽盖板12的固定，也实现了相邻两个前槽单元11的可拆连接。应当说明的是，前槽盖板12的前后两端分别通过螺栓连接在相邻两个前槽单元11上。
43.如图1和图4所示，后槽段10包括多个后槽单元14，所有的后槽单元14沿前后方向依次连接在一起。其中，所有的后槽单元14的尺寸相同。
44.本实施例中，相邻两个后槽单元14可拆连接在一起，以便于后槽段10的拆装。具体的，后槽段10还包括后槽盖板13，后槽盖板13的前端可拆连接在相邻两个后槽单元14中的前一个上，后槽盖板13的后端可拆连接在相邻两个后槽单元14中的后一个上，这样，不仅实现了后槽盖板13的固定，也实现了相邻两个后槽单元14的可拆连接。应当说明的是，后槽盖板13的前后两端分别通过螺栓连接在相邻两个后槽单元14上。在其他实施例中，相邻两个后槽单元可以焊接连接在一起。
45.本实施例中，后槽单元14上设有固定孔，各后槽单元14通过穿过固定孔的螺钉固定在隧道底部，以使后槽段10固定在隧道底部。其中，固定孔构成固定结构。
46.如图1和图3所示，伸缩槽段9可拆连接在后槽段10的前端，伸缩槽段9沿前后方向的长度大于斜井tbm的两个掘进行程；前槽段8的后端处于伸缩槽段9内侧，前槽段8与伸缩槽段9在前后方向上可相对运动。其中，伸缩槽段9的宽度比前槽段8的宽度大0.1
‑
0.2m，以利于前槽段8与伸缩槽段9相对滑动；伸缩槽段9与后槽段10等宽，以便于伸缩槽段9和后槽段10连接。
47.本实施例中，假设斜井tbm的一个掘进行程为x，伸缩槽段9的长度比2x大0.1
‑
0.5m，前槽段8和伸缩槽段9沿前后方向的重合长度比2x大0.1m，且每个后槽单元14的长度等于x。
48.本实施例中，伸缩槽段9与后槽段10的连接位置处于斜井tbm的后支撑5和abs装置6之间，这样，利用起吊装置7可向前移动伸缩槽段9和安装新的后槽单元14。
49.斜井tbm溜渣槽的施工方法：1）斜井tbm在始发洞室安装就位，从斜井tbm的刀盘1后方铺设前槽段8，使其铺设
至后支撑5和abs装置6之间，前槽段8的前端固定在盾体2的下部，前槽段8的相邻两个前槽单元11通过前槽盖板12可拆连接在一起；2）在前槽段8的后端外侧铺设伸缩槽段9，前槽段8与伸缩槽段9沿前后方向的重合长度比2x大0.1m；3）在伸缩槽段9的后方铺设后槽段10，一直铺设到隧道口处，后槽段10的相邻两个后槽单元14通过后槽盖板13可拆连接在一起，最前端的后槽单元14与伸缩槽段9通过螺栓可拆连接，后槽段10固定在隧道内；4）斜井tbm向前掘进时，前槽段8随tbm主机一起向前移动，渣土沿前槽段8、伸缩槽段9以及后槽段10向后溜，经过两个掘进行程后，停止掘进，此时前槽段8与伸缩槽段9沿前后方向的重合长度为0.1m左右；5）先将最前端的后槽单元14与伸缩槽段9拆开，在起吊装置7的辅助作用下，再将伸缩槽段9向前移动两个掘进行程，此时前槽段8与伸缩槽段9沿前后方向的重合长度比2x大0.1m；之后，在伸缩槽段9和最前端的后槽单元14之间安装两个新的后槽单元14；6）重复步骤4）和5），完成溜渣槽的施工，直至隧道贯通。
50.本发明的斜井tbm溜渣槽在大坡度的斜井tbm掘进施工时能够代替皮带机实现出渣作业，由于其结构简单，且依靠重力实现下溜出渣，不仅降低了tbm掘进机的制造成本，而且降低了tbm掘进机的施工成本。
51.本发明斜井tbm溜渣槽的实施例2：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，相邻两个后槽单元14通过后槽盖板13可拆连接在一起。本实施例中，每个后槽单元的前后两端分别设有外翻边，外翻边上设有连接孔，相邻两个后槽单元通过外翻边可拆连接在一起。
52.本发明斜井tbm溜渣槽的实施例3：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，前槽段8包括多个前槽单元11，所有的前槽单元11沿前后方向依次可拆连接在一起。本实施例中，前槽段的所有前槽单元沿前后方向依次焊接在一起。
53.本发明斜井tbm溜渣槽的实施例4：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，相邻两个前槽单元11通过前槽盖板12可拆连接在一起。本实施例中，每个前槽单元的前后两端分别设有外翻边，外翻边上设有连接孔，相邻两个前槽单元通过外翻边可拆连接在一起。
54.本发明斜井tbm溜渣槽的实施例5：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，前槽段8与伸缩槽段9沿前后方向的重合长度比2x大0.1m。本实施例中，前槽段与伸缩槽段沿前后方向的重合长度比x大0.1m。
55.本发明斜井tbm溜渣槽的实施例6：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，伸缩槽段9与后槽段10的连接位置处于斜井tbm的后支撑5和abs装置6之间，且起吊装置7处于斜井tbm的后支撑5和abs装置6之间。本实施例中，伸缩槽段与后槽段的连接位置处于斜井tbm的后支撑和推进系统之间，且起吊装置处于斜井tbm的后支撑和推进系统之间。
56.本发明斜井tbm溜渣槽的施工方法的实施例，该斜井tbm溜渣槽的施工方法与上述斜井tbm溜渣槽的实施例1至6中任一个的施工方法相同，在此不再赘述。
57.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。