本實用新型涉及TBM設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種TBM盾尾支護的設(shè)備。

背景技術(shù)：

巖爆，是一種巖體中聚積的彈性變形勢能在一定條件下的突然猛烈釋放，導致巖石爆裂并彈射出來的現(xiàn)象。一般情況下發(fā)生在圍巖級別為I類圍巖中。發(fā)生巖爆的條件是巖體中有較高的地應(yīng)力，并且超過了巖石本身的強度，同時巖石具有較高的脆性度和彈性，在這種條件下，一旦地下工程活動破壞了巖體原有的平衡狀態(tài)，巖體中積聚的能量釋放就會導致巖石破壞，并將破碎巖石拋出。

TBM,又稱全斷面隧道掘進機。掘進、支護、出渣等施工工序并行連續(xù)作業(yè)，是機、電、液、光、氣等系統(tǒng)集成的工廠化流水線隧道施工裝備，具有掘進速度快、利于環(huán)保、綜合效益高等優(yōu)點，可實現(xiàn)傳統(tǒng)鉆爆法難以實現(xiàn)的復雜地理地貌深埋長隧洞的施工，在中國鐵道、水電、交通、礦山、市政等隧洞工程中應(yīng)用正在迅猛增長。按具體的使用狀況又分為兩種，在中國，將用于巖石地層的稱為TBM，用于軟土地層的稱為盾構(gòu)機。

工作中，一旦地下工程破壞了巖體的平衡，強大的能量把巖石破壞，并將破碎巖石拋出。現(xiàn)階段中，預防巖爆的方法是應(yīng)力解除法、注水軟化法和使用錨栓-鋼絲網(wǎng)-混凝土支護。

但是，在TBM掘進過程中，現(xiàn)有的預防巖爆的方法多采用錨栓-鋼絲網(wǎng)支護，在具體工況中，錨栓-鋼絲網(wǎng)安裝時間長，鋼絲網(wǎng)強度低，后期易被破壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中預防巖爆的設(shè)備安裝時間長，安裝強度低，后期易被破壞的問題。

在本實用新型中包括TBM護盾、在TBM尾部設(shè)置的護盾存儲倉，所述TBM護盾包括以3～5cm為間距、沿隧道頂部形狀分布的一定數(shù)量的排架、和將各排架相連接的一定數(shù)量的、與盾洞頂部形狀相匹配的格柵拱架；

處于格柵拱架自排架最外端端部起向內(nèi)以一定間隔設(shè)置，且使所述排架得以固定于所述隧道頂部；

所述排架包括至少三根平行分布的鋼筋和垂直焊接在各鋼筋間的盤條，各鋼筋間的間距25～30mm,各排架上的盤條的位置相交錯。

優(yōu)選的，所述盤條直徑8～15mm,長10～20cm，間距25～30cm。

優(yōu)選的，所述格柵拱架間的間距小于90cm。

優(yōu)選的，所述排架長度大于50cm。

優(yōu)選的，所述格柵拱架與所述排架由錨桿錨固,所述錨桿與所述排架間安裝有墊板。

優(yōu)選的，所述排架長度大于所述護盾存儲倉20～30cm。

優(yōu)選的，所述排架厚度小于所述護盾存儲倉厚度的1/2。

優(yōu)選的，所述格柵拱架包括搭接而成的由直徑22mm螺紋鋼和圓鋼,所述圓鋼直徑8mm或10mm。

利用本實用新型的TBM盾尾支護方法，包括如下步驟：

（1）備料：TBM護盾可向外滑動延伸的設(shè)置于TBM護盾存儲倉內(nèi)，并使護盾向護盾存儲倉外延伸20～30cm安置；

（2）形成支撐線：在拱部圍巖破碎有輕微或中等巖爆的情況下，使用格柵拱架或鋼拱架將鋼筋排頂至圍巖面，然后使用錨桿將格柵拱架或鋼拱架固定；

（3）形成支撐面：在TBM不需要停機等待的條件下，排架逐漸自護盾存儲倉內(nèi)拉出，在該過程中，每隔90cm使用焊機將排架與格柵拱架或鋼拱架焊接牢固。

本實用新型的有益效果在于：

（1）解決TBM掘進過程中發(fā)生輕微、中等巖爆的方法，保證TBM掘進機和作業(yè)人員安全的情況下快速通過巖爆區(qū)域，使用特制的鋼筋排架與格柵拱架或鋼拱架，在TBM護盾內(nèi)加工儲存?zhèn)}，在巖爆地段使用此支護系統(tǒng)能快速、安全的通過；

（2）在TBM掘進過程中拱部出現(xiàn)巖爆時，圍巖在護盾內(nèi)已經(jīng)成為松散題或是形成蹋腔時，通過觀察皮帶機上的石渣大小、護盾壓力來預測前方是否有巖爆發(fā)生；

（3）整個過程TBM不需要停機等待，TBM向前掘進時由于鋼筋排尾部都已固定，護盾前時移護盾內(nèi)的鋼筋排就會慢慢露出，破碎的圍巖就被直接擋在鋼筋排內(nèi)，既不會掉落傷人、傷機，又不影響掘進速度，解決了輕微、中等巖爆發(fā)生時帶來災(zāi)難性后果的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2是本發(fā)明立體方向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明主視方向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明俯視方向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明右視方向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明左視方向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明圖3中A面的示意圖；

圖8是本發(fā)明中排架及格柵拱架的組裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中各部件名稱：1.TBM主機；2.TBM護盾；21.排架；22.格柵拱架；3.連接件；4.軌道；5.巖體；6.護盾存儲倉；7.盤條；8.墊板。

具體實施方式

實施例：一種TBM盾尾支護的設(shè)備，參見圖1至圖8，在本實用新型中包括TBM護盾2、在TBM尾部設(shè)置的護盾存儲倉6，TBM護盾2包括以4cm為間距、沿隧道頂部形狀分布的一定數(shù)量的排架21、和將各排架21相連接的一定數(shù)量的、與盾洞頂部形狀相匹配的格柵拱架22；

處于格柵拱架22自排架21最外端端部起向內(nèi)以小于90cm的長度間隔設(shè)置，視具體工作情況確定間隔大小，且使排架21得以固定于隧道頂部；

排架21包括至少三根平行分布的鋼筋和垂直焊接在各鋼筋間的盤條，各鋼筋間的間距25mm,各排架上的盤條的位置相交錯。交錯的位置，可以保證當發(fā)生巖爆時，各個點的受力相對均衡，從而保證排架受力的穩(wěn)定性。

本實施例中，盤條直徑10mm,長15cm。

格柵拱架22與排架21由錨桿錨固,錨桿與排架間安裝有墊板8。墊板8的設(shè)置一方面保證了安裝固定的穩(wěn)固，另一方面延長各零件的使用壽命，再有就是研究人員在長時間工作后發(fā)現(xiàn)，墊板8在TBM盾洞的施工中，在巖爆發(fā)生區(qū)域，降低了連接部的局部的壓強，同時能夠快速的適應(yīng)現(xiàn)場的環(huán)境，快速安裝拆除，原材料可以就地取材。本實施例中，可以與各排條間的間距相對應(yīng)，既不影響間距，又能夠降低局部應(yīng)力，提高整體的支撐力。

排架21長度大于護盾存儲倉25cm。實際工作中，往往大于50cm。

格柵拱架22包括搭接而成的由直徑22mm螺紋鋼和圓鋼,圓鋼直徑8mm。

格柵拱架22由直徑22mm螺紋鋼與直徑8mm圓鋼制成。上述各距離長度的設(shè)定一方面限制落石的下落，一方面最大限度的節(jié)省材料。

具體工作中，也可以臨時按施工需求增添盤條，如圖8所示。此外，可以進一步設(shè)置一定數(shù)量的活動盤條，該活動盤條設(shè)成多個且與鋼筋間存在移動副連接，以固定在最需要的位置。

利用本實施例中設(shè)備的相關(guān)的TBM盾尾支護方法，包括如下步驟：

1.備料：TBM護盾2可向外滑動延伸的設(shè)置于TBM護盾存儲倉內(nèi)，并使護盾向護盾存儲倉6外延伸20～30cm安置；

2.形成支撐線：在拱部圍巖破碎有輕微或中等巖爆的情況下，使用格柵拱架22或鋼拱架將鋼筋排頂至圍巖面，然后使用錨桿將格柵拱架22或鋼拱架固定；

3.形成支撐面：在TBM不需要停機等待的條件下，排架21逐漸自護盾存儲倉6內(nèi)拉出，在該過程中，每隔90cm使用焊機將排架21與格柵拱架22或鋼拱架焊接牢固。

實施例2，本實施例原理同實施例1，具體不同之處在于，排架21厚度小于護盾存儲倉厚度的1/2。該設(shè)計保證了當一段排架使用完畢前，可以及時的在護盾存儲倉內(nèi)添加另一組排架，以適應(yīng)后續(xù)的工程進度。

最后需說明的是，以上者僅系本實用新型部分實施例，并非用以限制本實用新型，依據(jù)本實用新型的結(jié)構(gòu)及特征，稍加變化修飾而成者，亦應(yīng)包括在本實用新型范圍之內(nèi)。