TBM施工前置消能型组合衬砌及其作业方法技术

本公开提供一种TBM施工前置消能型组合衬砌，包括支护系统和辅助支护系统；所述支护系统，包括：多榀拱架，每榀拱架由多片工字钢单元焊接成环形；相邻两榀拱架间通过纵向连接筋焊接成筒形钢架结构；以及格栅，焊接于所述筒形钢架结构外；所述辅助支护系统，包括：气囊，采用水溶性膜结构制成，包覆于所述格栅外，作业时，待气囊用水溶解后，向格栅喷射混凝土进而形成整体支承围岩；所述气囊包括：充气孔和排气孔；锚固结构，用于连接气囊和格栅；以及电控充排气系统，用于控制充气孔和排气孔的开闭；以及应力监测系统，包括设置于气囊外侧的多组应变片组以及应力监测单元，用于监测气囊与围岩的接触应力。

TBM Construction of composite lining with pre energy dissipation and its operation method

【技术实现步骤摘要】
TBM施工前置消能型组合衬砌及其作业方法
本公开涉及TBM隧道施工设备
，尤其涉及一种TBM施工前置消能型组合衬砌及其作业方法。
技术介绍
随着我国经济的不断发展，交通运输问题日益显现，公路铁路对于隧道建设的要求不断提高。TBM施工隧道以其掘进速度快、施工工期短、机械化程度高等优点，在进行山岭隧道建设、打造全国交通网络和改善交通环境等方面发挥着巨大的作用。衬砌施工是隧道施工的重要环节，快速及时支护对于TBM安全高效掘进有着重要影响。由于TBM上支护设备位置的限制，初期支护一般不能像钻爆法施工一样及时，出现围岩松弛变形、落石的概率极大，对于围岩受力及TBM设备的安全不利。在地应力较大的区域，常规型衬砌结构刚度较大，不易收缩，对于围岩的变形约束较大，进而导致衬砌结构承担较大的地应力荷载，存在衬砌结构破坏的风险。传统的TBM隧道衬砌存在以下问题：在工程中，由于TBM机械设备的限制，无法进行及时有效的初期支护，可能存在围岩变形较大问题，影响施工质量，围岩存在进一步松动的问题，进而导致塌方的危险；在高地应力区，由于衬砌结构的不可收缩，围岩的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TBM施工前置消能型组合衬砌，包括支护系统和辅助支护系统；/n所述支护系统，包括：/n多榀拱架，每榀拱架由多片工字钢单元焊接成环形；相邻两榀拱架间通过纵向连接筋焊接成筒形钢架结构；以及/n格栅，焊接于所述筒形钢架结构外；/n所述辅助支护系统，包括：/n气囊，采用水溶性膜结构制成，包覆于所述格栅外，作业时，待气囊用水溶解后，向格栅喷射混凝土进而形成整体支承围岩；所述气囊包括：/n充气孔和排气孔；/n锚固结构，用于连接气囊和格栅；以及/n电控充排气系统，用于控制充气孔和排气孔的开闭；以及/n应力监测系统，包括设置于气囊外侧的多组应变片组以及应力监测单元，用于监测气囊与围岩的接触应力。/n

【技术特征摘要】
1.一种TBM施工前置消能型组合衬砌，包括支护系统和辅助支护系统；
所述支护系统，包括：
多榀拱架，每榀拱架由多片工字钢单元焊接成环形；相邻两榀拱架间通过纵向连接筋焊接成筒形钢架结构；以及
格栅，焊接于所述筒形钢架结构外；
所述辅助支护系统，包括：
气囊，采用水溶性膜结构制成，包覆于所述格栅外，作业时，待气囊用水溶解后，向格栅喷射混凝土进而形成整体支承围岩；所述气囊包括：
充气孔和排气孔；
锚固结构，用于连接气囊和格栅；以及
电控充排气系统，用于控制充气孔和排气孔的开闭；以及
应力监测系统，包括设置于气囊外侧的多组应变片组以及应力监测单元，用于监测气囊与围岩的接触应力。


2.根据权利要求1所述的TBM施工前置消能型组合衬砌，所述锚固结构包括：
连接带和锚扣，所述连接带一端连接气囊，另一端通过锚扣连接所述格栅。


3.根据权利要求1所述的TBM施工前置消能型组合衬砌，每榀拱架由四片工字钢单元焊接成环形。


4.根据权利要求1所述的TBM施工前置消能型组合衬砌，所述格栅为钢格栅，格栅孔的形状为方形。


5.根据权利要求1所述的TBM施工前置消能型组合衬砌，所述格栅长度为相邻两榀拱架间的轴线长度。


6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张稳军，王博达，来涛涛，曹文振，张高乐，王祎，上官丹丹，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12