一种用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统技术方案

技术编号:19375967 阅读:11 留言:0更新日期:2018-11-08 08:25
本实用新型专利技术公开了一种用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统,所述支护系统包括环形设置在隧道内壁且成对布置的多个H型钢(1),在所述H型钢(1)上部设置有钢板或者钢板加工件,所述钢板或钢板加工件共同组成钢管片或钢瓦片(2),所述钢板或者钢板加工件头尾相连形成封闭圆环,所述钢板或者钢板加工件设置在H型钢(1)的任意一段或多段上。本实用新型专利技术具有安装便捷、使用灵活、支撑可靠的优点,采用它能够安全、顺利地实现即时可靠支护,显著提升恶劣地质条件下敞开式TBM掘进施工的安全性、速度,控制成本,具有很好的技术经济性,大大提升了敞开式TBM在软弱、破碎等恶劣围岩条件下的工程适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统
本技术涉及一种TBM法施工隧道的初期支护系统,特别是一种用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统。
技术介绍
目前,敞开式TBM在II、III类围岩条件下的工程适应性强,既能保证隧道施工安全、质量与速度,又能节约隧道建设成本;近年来随着技术进步,特别是初期支护技术的发展,合理使用钢拱架(又称作钢支撑)与钢筋排综合支护技术以及相应的施工工艺,敞开式TBM在IV类围岩条件下的工程适应性大大加强,在确保安全与质量的前提下,掘进速度大幅提升。然而,在V类围岩、破碎带等恶劣地质条件下,敞开式TBM的工程适应性一直以来没能得到显著提升,往往TBM月进尺只有寥寥数十米甚至数米,严重影响隧道施工质量、安全、进度与成本,是困扰敞开式TBM施工的一大难题,究其原因,围岩从护盾尾部出露后严重坍塌是重要制约因素之一,特别是围岩极破碎、存在涌水、涌泥、涌砂等情况下,即便采用钢筋排也无法起到较好的支护效果,并且后期注浆操作困难。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种安装便捷、支护可靠的用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统。本技术的目的是通过这样的技术方案实现的,一种用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统,所述支护系统包括环形设置在隧道内壁且成对布置的多个H型钢,在所述H型钢上部设置有钢板或者钢板加工件,所述钢板或钢板加工件共同组成钢管片或钢瓦片,所述钢板或者钢板加工件头尾相连形成封闭圆环,所述钢板或者钢板加工件设置在H型钢的任意一段或多段上。为了提高其结构刚度与强度,所述相邻封闭圆环的钢管片或钢瓦片的H型钢连接处错缝布置。为了便于钢管片/钢瓦片支护系统在洞内拼装,在所述H型钢各段之间设置有周向连接板,所述周向相邻钢管片或钢瓦片部件通过周向连接板连接,在所述周向连接板上设置有连接通孔用以安装螺栓。为了提高拼装定位能力,所述轴向的相邻H型钢通过纵向连接杆连接,所述纵向连接杆的两端分别与相邻的H型钢的外环翼缘板内侧面连接。其中,所述纵向连接杆包括以角钢为原材料的杆状本体,在所述杆状本体两端分别设置有安装螺栓的U形卡口或者圆孔。进一步,所述钢管片或钢瓦片初期支护系统的钢板或者钢板加工件为弧形,且一端设置在H型钢上端面。为了增加钢管片或钢瓦片的承载能力,在钢板或者钢板加工件与纵向连接杆之间设置有多个垫板。进一步,所述钢管片或钢瓦片为折弯件,其横截面的一段为直线段,中间为斜段,另一段设置有L形折弯,所述直线段与H型钢的上端面连接,另一段的L形折弯与相对的H型钢的腹板连接或者支撑于内环翼缘板。进一步,所述钢管片或钢瓦片为U形,所述钢管片或钢瓦片的两端分别与轴向的相邻H型钢的腹板连接或者支撑于内环翼缘板。进一步,所述钢管片或钢瓦片为压型板/波纹钢,所述压型板/波纹钢的两端分别与轴向的相邻H型钢的腹板连接或者支撑于内环翼缘板。由于采用了上述技术方案,本技术具有安装便捷、使用灵活、支撑可靠的优点,采用它能够安全、顺利地实现即时可靠支护,显著提升恶劣地质条件下敞开式TBM掘进施工的安全性、速度,控制成本,具有很好的技术经济性,大大提升了敞开式TBM在软弱、破碎等恶劣围岩条件下的工程适应性。附图说明本技术的附图说明如下:图1为本技术的结构示意图;图2为钢管片横剖面第一种结构示意图;图3为钢管片纵向错缝拼装展开图;图4为钢管片纵向连接图;图5为纵向连接杆截面图;图6为纵向连接杆正视图;图7为钢管片周向连接图;图8为钢管片横剖面第二种结构示意图;图9为钢管片横剖面第三种结构示意图;图10为钢管片横剖面第四种结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明,但本技术并不局限于这些实施方式,任何在本实施例基本精神上的改进或替代,仍属于本技术权利要求所要求保护的范围。实施例1:如图1、2、所示,一种用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统,所述支护系统包括环形设置在隧道内壁且成对布置的多个H型钢1,在所述H型钢1上部设置有钢板或者钢板加工件,所述钢板或钢板加工件共同组成钢管片或钢瓦片2,所述钢板或者钢板加工件头尾相连形成封闭圆环,所述钢板或者钢板加工件设置在H型钢1的任意一段或多段上。为便于描述,以下均以钢管片为例详细说明。如图3所示,为了提高其结构刚度与强度,相邻封闭圆环的钢管片连接处错缝布置。如图4、7所示,为了便于钢管片连接,在所述H型钢1两侧面设置有周向连接板3,所述周向相邻钢管片通过周向连接板3连接,在所述周向连接板上设置有连接通孔7,用以螺栓连接。如图2、4所示,轴向的相邻H型钢1通过纵向连接杆4连接,所述纵向连接杆4的两端分别与相邻的H型钢1的外环翼缘板内侧面连接。如图5、6所示,其中,所述纵向连接杆4包括以角钢为原材料的杆状本体,在所述杆状本体两端分别设置有U形卡口或者圆孔5。如图2所示,所述钢管片之钢板或者钢板加工件为弧形,且一端设置在H型钢1外环翼缘板外侧面。为了增加钢管片的承载能力,在钢板或者就钢板加工件与纵向连接杆4之间设置有多个垫板6。在本技术中,钢管片的环宽为30mm-50mm。实施例2:如图8所示,所述钢管片2为折弯件,其横截面的一段为直线段,中间为斜段,另一段设置有L形折弯,所述直线段与H型钢1的外环翼缘板外侧面连接,另一段的L形折弯与相对的H型钢1的腹板连接。实施例3:如图9所示,所述钢板加工件为U形,所述钢管片或U形钢板加工件的两端分别与轴向的相邻H型钢1的腹板连接。实施例4:如图10所示,所述钢板加工件为压型板/波纹钢,所述压型板/波纹钢的两端分别与轴向的相邻H型钢1的腹板连接。钢管片或钢瓦片的结构形式,不仅限于上述方案,钢板或钢板加工件可以前后焊接/搭接于型钢背部(即外侧),也可斜向布置在前后型钢上,前端焊接、后端搭接;也可采用门架式结构,镶嵌于前后两环型钢之内,不必提前与型钢焊接成型,分体式结构,洞内拼装即可;钢板也可以采用压型钢板/波纹板,以减小板厚,辅以角钢支撑,便于洞内安装作业,同时又可保证结构刚度。钢管片之钢板或者钢板加工件一般全环安装,如果洞底承载能力较好,也可取消仰拱部分的钢板或钢板加工件,只保留型钢。不论是仰拱无钢板或者钢板加工件的钢管片,还是局部加强支护时采用的钢瓦片,其型钢务必封闭成环,以增强结构的承载能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统,其特征是:所述支护系统包括环形设置在隧道内壁且成对布置的多个H型钢(1),在所述H型钢(1)上部设置有钢板或者钢板加工件,所述钢板或钢板加工件共同组成钢管片或钢瓦片(2),所述钢板或者钢板加工件头尾相连形成封闭圆环,所述钢板或者钢板加工件设置在H型钢(1)的任意一段或多段上。

【技术特征摘要】
1.一种用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统,其特征是:所述支护系统包括环形设置在隧道内壁且成对布置的多个H型钢(1),在所述H型钢(1)上部设置有钢板或者钢板加工件,所述钢板或钢板加工件共同组成钢管片或钢瓦片(2),所述钢板或者钢板加工件头尾相连形成封闭圆环,所述钢板或者钢板加工件设置在H型钢(1)的任意一段或多段上。2.如权利要求1所述的用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统,其特征是:相邻封闭圆环的钢管片或钢瓦片的H型钢(1)连接处错缝布置。3.如权利要求2所述的用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统,其特征是:在所述H型钢(1)两侧面设置有周向连接板(3),所述周向相邻钢管片或钢瓦片(2)通过周向连接板(3)连接,在所述周向连接板上设置有连接通孔(7)。4.如权利要求3所述的用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统,其特征是:轴向的相邻H型钢(1)通过纵向连接杆(4)连接,所述纵向连接杆(4)的两端分别与相邻的H型钢(1)的外环翼缘板内侧面连接。5.如权利要求4所述的用于敞开式TBM法施工隧道的钢管片/钢瓦片支护系统,其特征是:所述纵向连接杆(4)包括以角钢为原材料杆状本体,在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:齐梦学曾绍毅
申请(专利权)人:中铁十八局集团有限公司中铁十八局集团隧道工程有限公司
类型:新型
国别省市:天津,12

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