【技术实现步骤摘要】
基于倾斜高压水射流及刮刀布置的无岩脊破岩方法
本专利技术涉及隧道及地下工程领域,特别涉及高压水射流破岩技术在TBM隧道施工领域的应用,更具体地说它是一种基于倾斜高压水射流及刮刀布置的无岩脊破岩方法。
技术介绍
传统意义上,原有TBM机械刀具破岩,通过机械滚刀滚压和刮刀切割的方式去除岩脊。然而,在利用高压水射流切槽联合破岩之后,滚刀下方岩脊的高度有所增加,原有的机械刮刀难以达到水力切槽的底部位置,因此保留的岩脊需要通过其他方式去除。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种基于倾斜高压水射流及刮刀布置的无岩脊破岩方法,为一种高压水射流+机械滚刀联合破岩模式下,机械滚刀压力作用下方的岩脊去除方法,可直接用于平机械滚刀作用后剩余的残余岩体,整平隧道掘进前方的掌子面,提高下一阶段联合破岩的效率;克服了机械滚刀贯入岩石的深度无法达到高压水切槽的深度,因此保留的岩脊需要通过其他方式去除,耗时耗力的缺点。为了实现上述目的,本专利技术的技术方案为:基于倾斜高压水射流及刮刀布置的无岩脊破岩方法,其特征在于:包括如下步骤,步骤一:TBM刀盘对准岩石;首先由高压水射流结构喷射的高压水射流垂直射入岩石,在岩体材料上形成高压水切槽;接着,由机械滚刀结构的机械滚刀滚压由两相邻高压水切槽分割的局部岩石块体,在机械滚刀滚压过后,矩形局部岩石块体在机械滚刀下方形成两道主裂纹,主裂纹从机械滚刀下方贯通局部岩石块体至高压水切槽的底部位置;至此,机械滚刀下方出现梯形状的岩脊;步骤二:岩脊由高压水射流结 ...
【技术保护点】
1.基于倾斜高压水射流及刮刀布置的无岩脊破岩方法,其特征在于:包括如下步骤,/n步骤一:TBM刀盘(4)对准岩石;首先由高压水射流结构(3)喷射的高压水射流垂直射入岩石,在岩体材料上形成高压水切槽(5);/n接着,由机械滚刀结构(2)的机械滚刀滚压由两相邻高压水切槽(5)分割的局部岩石块体,在机械滚刀滚压过后,矩形局部岩石块体在机械滚刀下方形成两道主裂纹(6),主裂纹(6)从机械滚刀下方贯通局部岩石块体至高压水切槽(5)的底部位置;至此,机械滚刀下方出现梯形状的岩脊(7);/n步骤二:岩脊(7)由高压水射流结构(3)喷射的高压水射流进行再次分割,用机械刮刀(8)去除步骤一中的残余岩体和分割后的岩脊;/n或采用模块化刮刀(1)直接去除岩脊。/n
【技术特征摘要】
1.基于倾斜高压水射流及刮刀布置的无岩脊破岩方法,其特征在于:包括如下步骤,
步骤一:TBM刀盘(4)对准岩石;首先由高压水射流结构(3)喷射的高压水射流垂直射入岩石,在岩体材料上形成高压水切槽(5);
接着,由机械滚刀结构(2)的机械滚刀滚压由两相邻高压水切槽(5)分割的局部岩石块体,在机械滚刀滚压过后,矩形局部岩石块体在机械滚刀下方形成两道主裂纹(6),主裂纹(6)从机械滚刀下方贯通局部岩石块体至高压水切槽(5)的底部位置;至此,机械滚刀下方出现梯形状的岩脊(7);
步骤二:岩脊(7)由高压水射流结构(3)喷射的高压水射流进行再次分割,用机械刮刀(8)去除步骤一中的残余岩体和分割后的岩脊;
或采用模块化刮刀(1)直接去除岩脊。
2.根据权利要求1所述的基于倾斜高压水射流及刮刀布置的无岩脊破岩方法,其特征在于:在步骤二中,当岩脊(7)由高压水射流结构(3)喷射的高压水射流进行再次分割时,岩脊(7)分割方式为:高压水射流倾斜射入岩脊(7),入射角度为45度、且射入点为岩脊(7)斜边的中点。
3.根据权利要求2所述的基于倾斜高压水射流及刮刀布置的无岩脊破岩方法,其特征在于:通过高压水射流结构(3)控制高压水射流的喷射压力和切割速度,直到高压水射流的切槽深度达到岩脊(7)的底边位置。
4.根据权利要求1所述的基于倾斜高压水射流及刮刀布置的无岩脊破岩方法,其特征在于:在步骤二中,当采用模块化刮刀(1)直接去除岩脊(7)时,所述模块化刮刀(1)贯入高压水切槽(5)、切割机械滚刀滚压后残余的岩脊,将岩脊推平至高压水切槽(5)最底部位置。
5.根据权利要求4所述的基于倾斜高压水射流及刮刀布置的无岩脊破岩方法,其特征在于:模块化刮刀(1)包括刮刀刀具(1.1)、机械刮刀框架(1.2)、机械刮刀推力油缸(1.3)和机械刮刀导向连接油缸(1.4);
刮刀刀具(1.1)通过机械刮刀刀具中轴(1.5)安装在机械刮刀框架(1.2)上;
机械刮刀推力油缸(1.3)与机械刮刀框架(1.2)连接;
机械刮刀导向连接油缸(1.4)与机械刮刀框架(1.2)连接、且位于机械刮刀推力油缸(1.3)两侧;
机械刮刀推力油缸(1.3)和机械刮刀导向连接油缸(1.4)分别与TBM刀盘(4)连接...
【专利技术属性】
技术研发人员:周辉,徐福通,卢景景,肖建成,沈贻欢,史林肯,李晗,
申请(专利权)人:中国科学院武汉岩土力学研究所,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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