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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道及地下工程施工领域,尤其涉及一种tbm应对极强岩爆不良地质的智能感知预警系统、方法及预处理掘进方法。
技术介绍
1、近年来,我国隧道建设中采用全断面隧道掘进机tbm(tunnel boring machine)施工的比例越来越高。tbm通常由主轴、刀盘、推进系统、甩土系统、控制系统和支撑系统等组成,通过在地下开挖一个环形隧道来移动自己,同时将岩石、土壤和其他材料从挖掘面上取出并运输到地面。tbm是一种利用回转刀具开挖,同时破碎洞内围岩掘进,从而形成整个隧道断面的新型、先进的隧道施工机械。与传统的钻爆法施工相比,tbm具有掘进效率高、成洞质量高、围岩扰动小等优点。
2、随着我国高铁隧道不断修建开通,必然会穿越高海拔、高寒高原山区的岩爆不良地质。在隧道建设施工过程中,围岩级别为i类围岩中常发生岩爆,岩爆是一种岩体中聚积的弹性变形势能在一定条件下的突然猛烈释放,导致岩石爆裂并弹射出来的现象。然而实践证明,常规敞开式tbm应对轻微、中等岩爆可以通过加强支护解决。而针对强岩爆和极强岩爆往往会造成tbm机械被卡、被埋甚至机械报废的严重事故,对现场施工人员人身安全构成威胁。同时由于tbm机械系统过于庞大,对地质条件的适应性较差,对复杂地质洞段岩爆问题的预处理不够灵活,现如今,开挖隧道工程地质条件越来越复杂,高应力、强岩爆隧道增多,传统的tbm及掘进方法应对岩爆问题存有很大局限性,因此研究并优化适用于tbm应对极强岩爆预警系统及预处理掘进措施具有重大意义。
技术实现思路
< ...【技术保护点】
1.一种智能感知预警系统,其特征在于:包括岩爆监测传感器、智能感知模块、预警控制器、通讯模块,所述智能感知模块分别与所述岩爆监测传感器、所述预警控制器、所述通讯模块相连,其中,
2.一种智能感知预警方法,其特征在于,包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的智能感知预警方法,其特征在于,在所述步骤一中,将岩爆监测传感器和预警控制器安装在TBM的刀盘、护盾、后配套、电气液压系统的预留接口,利用微振动探测方法,24小时内持续监测掌子面前约10m范围内用于监测岩爆孕育过程岩体破裂而产生的弹性波,进行超前感知预测;
4.一种预处理掘进方法,其特征在于,包括以步骤:
5.根据权利要求4所述的预处理掘进方法,其特征在于,在所述步骤3中,具体包括:
6.根据权利要求5所述的预处理掘进方法,其特征在于,所述步骤31中,TBM刀盘的面板厚度为120mm,支撑筋板厚度为80mm,刀座筋板为60mm,大圆环厚度为100mm,刀盘整体厚度为1907.5mm。
7.根据权利要求4所述的预处理掘进方法,其特征在于,在所述步骤4中,所述被动
8.根据权利要求7所述的预处理掘进方法,其特征在于,在所述岩爆预警措施中,所述岩爆预警系统包括应力监测系统、震动监测系统、视频监控系统,其中,
9.根据权利要求4所述的预处理掘进方法,其特征在于,在所述步骤5中,所述强支措施具体包括:
10.根据权利要求9所述的预处理掘进方法,其特征在于,在所述安装及时主动支护系统步骤中,采用可拆卸钢管片拼装装置安装和拆除钢管片,采用钢拱架拼装器安装钢拱架;该预处理掘进方法还包括采用可移动式格栅防护盾和/或可移动防护棚、以及防岩爆格栅护壳进行被动防护。
...【技术特征摘要】
1.一种智能感知预警系统,其特征在于:包括岩爆监测传感器、智能感知模块、预警控制器、通讯模块,所述智能感知模块分别与所述岩爆监测传感器、所述预警控制器、所述通讯模块相连,其中,
2.一种智能感知预警方法,其特征在于,包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的智能感知预警方法,其特征在于,在所述步骤一中,将岩爆监测传感器和预警控制器安装在tbm的刀盘、护盾、后配套、电气液压系统的预留接口,利用微振动探测方法,24小时内持续监测掌子面前约10m范围内用于监测岩爆孕育过程岩体破裂而产生的弹性波,进行超前感知预测;
4.一种预处理掘进方法,其特征在于,包括以步骤:
5.根据权利要求4所述的预处理掘进方法,其特征在于,在所述步骤3中,具体包括:
6.根据权利要求5所述的预处理掘进方法,其特征在于,所述步骤31中...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐有亮,白露,梁志强,彭远胜,杨光武,陈湘生,
申请(专利权)人:中国水利水电第十四工程局有限公司,
类型:发明
国别省市:
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