开云优惠体育网页版入口

专利名称：一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞讣胺椒

专利类型：发明专利

专利申请号：CN201911265490.7

专利申请（专利权）人：广西中科聚能环保投资有限公司
权利人地址：广西壮族自治区钦州市中马钦州产业园区智慧园4#研发楼1层01室C05号

专利发明（设计）人：黄祖华,邓兵,樊育宏,陈乃博,蓝维鑫,陈晴,尹璐

专利摘要：本发明属于隧洞施工领域，具体涉及一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞讣胺椒，在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞，包括有刀盘、若干刀头、若干石渣槽、输送机、前支架、中支架、后支架、伸缩杆、旋转轴、锚杆机、锚杆槽、驱动电机、旋转轴承。与现有盾构机相比，其造价相对低廉，可满足工程经济性的要求。并且使用方法采用的盾构机采用伸缩杆进行推进和后退，可在开凿过程中自由进退。因此在施工技术上本方法更加灵活方便、易于操作。

主权利要求：
1.一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ姆椒，其特征在于，包括以下步骤：
(1)开挖先导洞：利用在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞冈诠ぷ鞫厦嫔辖锌，提前释放地应力；其中，所述在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞赴ㄓ械杜、若干刀头、若干石渣槽、输送机、前支架、中支架、后支架、伸缩杆、旋转轴、锚杆机、锚杆槽、驱动电机、旋转轴承；
若干刀头以环形阵列的方式设置在刀盘前端表面上，刀盘与旋转轴固定连接；若干石渣槽贯穿设置在刀盘上，若干石渣槽的一端分别环形阵列在刀盘前端表面上，若干石渣槽的另一端以环形阵列的方式设置在输送机前端，若干石渣槽用于将刀头破碎的岩石输送至输送机；旋转轴承旋转套设在刀盘上；旋转轴承通过伸缩杆与前支架连接；前支架、中支架及后支架均旋转套设在旋转轴上；前支架设置在中支架及刀盘之间，中支架置在前支架及后支架之间，中支架两侧分别通过伸缩杆与前支架及后支架连接；驱动电机与后支架固定连接，驱动电机的电机轴与旋转轴固定连接；
若干刀头到刀盘前端表面圆心的距离均大于若干石渣槽到刀盘前端表面圆心的距离；
输送机一端设置在刀盘后端，另一端延伸至后支架后部；
前支架、中支架及后支架均环形设置有四锚杆槽；每一锚杆槽内设置有一锚杆机；
(2)超前固结灌浆：掘进过程中若发现存在地质缺陷，则将在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞竿顺龆赐猓唤芑せ故蝗攵词，在盾构机的盾内进行固结灌浆操作；固结完成后盾护机构退出洞外，利用在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞讣绦淳蚪
(3)塞前注浆：利用在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞竿ü杜躺系牡锻芳费辜羟衅蒲，在隧洞掘进的过程中通过对洞壁灌注混凝土和砂浆，填补岩体缺陷；
(4)运渣出洞：破岩后的石渣由在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅氖渌突怂偷皆诟叩赜αΩ叩刂饰：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅暮笾Ъ芎蟛，再由梭式运渣车运输出洞；
(5)钢板预应力锚杆支护：在掘进机对隧洞进行开挖后，在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅暮笾Ъ芎蟛慷远幢谄躺韪职，并进行预应力锚杆支护。
2.根据权利要求1所述的一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ姆椒，其特征在于，若干刀头分为三个刀头一组环形设置在刀盘前端表面上，每组刀头均对应设置有一石渣槽。
3.根据权利要求1所述的一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ姆椒，其特征在于，刀盘、前支架、中支架及后支架均为圆柱形。
4.根据权利要求1所述的一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ姆椒，其特征在于，若干刀头为盘型滚刀。
5.根据权利要求1所述的一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ姆椒，其特征在于，输送机为螺杆输送机或皮带输送机。
6.根据权利要求1所述的一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ姆椒，其特征在于，驱动电机为低速大转矩外转子永磁同步电机。
7.根据权利要求1?5中任一所述的一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ姆椒，其特征在于，刀盘的直径为2.5m至4m，前支架、中支架及后支架的直径相同并且均小于刀盘的直径。 说明书 : 一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞讣
方法
【技术领域】[0001] 本发明属于隧洞施工领域，具体涉及一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞讣胺椒。【背景技术】[0002] 随着社会的发展，土木工程行业在国民经济建设中占有越来越重要的地位。由于建设规模不断扩大，地表可用空间日益减少，因此必须兴建各种地下工程以满足我国水利水电开发，金属煤矿开采、交通工程建设及能源储备等各领域的要求。隧洞是地下工程建设中最常见一种建筑形式，在地下开发中占有十分重要的地位，而目前隧道工程建设也呈现建设规模扩大，埋深不断增加的趋势。在水电领域，以目前世界上已建水工隧洞中埋深最大、综合难度最高的输水隧洞工程锦屏二级水电站为例，4条引水隧洞单洞长度达16.7km，开挖洞径达14.6m，最大埋深达2525m。在交通工程领域，我国隧道建设里程数持续增长，大规模隧道群不断涌现。其中成昆铁路关村坝隧洞全长6187m，最大埋深为1650m；秦岭隧洞全长约为18460m，最大埋深为1600m；重庆通渝州隧道全长约为655m最大埋深为1015m。[0003] 由此可见我国隧道工程类型众多，规模巨大，目前建设速度位居世界前列。但与此同时，由于地表以下的地质条件非常复杂，因此在建设过程中有可能面临着突水突泥、岩爆、地表沉陷、塌方等地质灾害，这些都给隧道工程建设带来了巨大挑战。[0004] 盾构机是现有盾构法的主要机械设备，在隧道工程建设中发挥了十分重要的作用。现有盾构机主要由挖掘系统、稳定支撑系统、注浆系统三大部分组成。通过前面进行挖掘施工，后面进行注浆操作，挖掘和注浆同步进行，实现隧道全断面掘进。[0005] 现有盾构机施工时主要存在以下问题：目前盾构法采用大尺寸直径全断面掘进，施工速度相对较慢，满足不了日益提高的施工进度要求。【发明内容】[0006] 鉴于以上问题，本发明提供了一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞讣胺椒。[0007] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案实现：[0008] 一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞,其包括刀盘、若干刀头、若干石渣槽、输送机、前支架、中支架、后支架、伸缩杆、旋转轴、锚杆机、锚杆槽、驱动电机、旋转轴承。[0009] 若干刀头以环形阵列的方式设置在刀盘前端表面上，刀盘与旋转轴固定连接；若干石渣槽贯穿设置在刀盘上，若干石渣槽的一端分别环形阵列在刀盘前端表面上，若干石渣槽的另一端以环形阵列的方式设置在输送机前端，若干石渣槽用于将刀头破碎的岩石输送至输送机；旋转轴承旋转套设在刀盘上；旋转轴承通过伸缩杆与前支架连接；前支架、中支架及后支架均旋转套设在旋转轴上；前支架设置在中支架及刀盘之间，中支架置在前支架及后支架之间，中支架两侧分别通过伸缩杆与前支架及后支架连接；驱动电机与后支架固定连接，驱动电机的电机轴与旋转轴固定连接；[0010] 输送机一端设置在刀盘后端，另一端延伸至后支架后部。[0011] 前支架、中支架及后支架均环形设置有四锚杆槽；每一锚杆槽内设置有一锚杆机。[0012] 一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞甘褂檬，在隧道内将前支架、中支架及后支架中收容于锚杆槽内的锚杆机对隧道的岩石进行锚定；启动驱动电机带动旋转轴旋转；旋转轴带动刀盘上的若干刀头旋转进行破岩；与旋转轴承连接的伸缩杆进行伸长，带动带动刀盘向前进行破岩；破碎的岩石由若干石渣槽运送至输送机，再由输送机将岩石输送至后支架后部。[0013] 进一步的，刀盘、前支架、中支架及后支架均为圆柱形；刀盘的直径为2.5m至4m，前支架、中支架及后支架的直径相同并且均小于刀盘的直径。[0014] 若干刀头为盘型滚刀。[0015] 进一步的，若干刀头分为三个刀头一组环形设置在刀盘前端表面上，每组刀头均对应设置有一石渣槽。[0016] 驱动电机为低速大转矩外转子永磁同步电机。[0017] 进一步的，若干石渣槽为凹形结构，凹形结构开口处在刀盘上由刀盘圆心朝向若干刀头一侧，并且石渣槽凹形结构的开口尾端向输送机前端倾斜，并且若干石渣槽前端到刀盘前端表面圆心的距离均大于若干石渣槽后端到刀盘前端表面圆心的距离，若干石渣槽后端凹形结构开口背向输送机前端，使若干石渣槽跟随刀盘旋转至输送机前端上方的时候，岩石可以由于重力的作用掉入输送机上进行运送。[0018] 进一步的，输送机为螺杆输送机或皮带输送机。[0019] 在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞感枰敖，后支架设置的锚杆机均收回，中支架及后支架之间的伸缩杆进行收缩，收缩结束后将后支架设置的锚杆机均进行锚定，将中支架的锚杆机收回，同时将中支架及后支架之间的伸缩杆进行伸长，同时将前支架及中支架之间的伸缩杆进行收缩，带动中支架向前支架的方向移动；中支架移动结束后，将中支架的锚杆机均进行锚定；前支架的锚杆机均收回，将前支架及中支架之间的伸缩杆进行伸长，刀盘向前移动，从而完成了在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅恼迩敖。[0020] 在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞感枰笸耸，前支架设置的锚杆机均收回，中支架及前支架之间的伸缩杆进行收缩，收缩结束后将前支架设置的锚杆机均进行锚定，将中支架的锚杆机均收回，同时将中支架及前支架之间的伸缩杆进行伸长，同时将后支架及中支架之间的伸缩杆进行收缩，带动中支架向后支架的方向移动；中支架移动结束后，将中支架的锚杆机进行锚定；后支架的锚杆机收回，将后支架及中支架之间的伸缩杆进行伸长，后支架向后移动，从而完成了在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅恼搴笸。[0021] 一种使用在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞冈诟叩赜αΩ叩刂饰：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ姆椒，包括以下步骤：[0022] (1)开挖先导洞：利用在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞冈诠ぷ鞫厦嫔辖锌，提前释放地应力；[0023] (2)超前固结灌浆：掘进过程中若发现存在地质缺陷，则将在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞竿顺龆赐猓唤芑せ故蝗攵词，在盾构机的盾内进行固结灌浆操作；固结完成后盾护机构退出洞外，利用在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞讣绦淳蚪籟0024] (3)塞前注浆：利用在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞竿ü杜躺系牡锻芳费辜羟衅蒲，在隧洞掘进的过程中通过对洞壁灌注混凝土和砂浆，填补岩体缺陷；[0025] (4)运渣出洞：破岩后的石渣由在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅氖渌突怂偷皆诟叩赜αΩ叩刂饰：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅暮笾Ъ芎蟛，再由梭式运渣车运输出洞；[0026] (5)钢板预应力锚杆支护：在掘进机对隧洞进行开挖后，在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅暮笾Ъ芎蟛慷远幢谄躺韪职，并进行预应力锚杆支护。[0027] 由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：(1)本发明遵循超大隧洞的一般施工原则，即长洞短打，大洞小打，多开施工支洞。本发明采用在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞，开挖大洞前先开小直径的先导洞，然后再进行全断面掘进；开挖小洞室则可以一次成型，施工速度相对较快。[0028] (2)相对于现有的盾构机，本发明采用的在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞富咕哂泄ば蚣虻、操作灵活的特点。由于现有的盾构机体积巨大，在进入地下之前需要先将机体拆分成三段，通过竖井运到隧道中，然后进行组装，当工程结束后，同样需要将盾构机拆成三段再拉出隧洞。本方法采用的在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞覆捎蒙焖醺私型平秃笸，可在开凿过程中自由进退。因此在施工技术上本方法更加灵活方便、易于操作。[0029] (3)本发明方法采用小直径的在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞，可应用于开挖小型洞室。与现有盾构机相比，其造价相对低廉，可满足工程经济性的要求。【附图说明】[0030] 图1是本发明一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅慕峁故疽馔。[0031] 图2是本发明一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅慕峁故疽馔。[0032] 主要元件符号说明[0033]刀盘1 刀头2 石渣槽3输送机4 前支架5 中支架6后支架7 伸缩杆8 旋转轴9锚杆机10 锚杆槽11 驱动电机12旋转轴承13 【具体实施方式】[0034] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0035] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。[0036] 另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基。奔际醴桨傅慕岷铣鱿窒嗷ッ芑蛭薹ㄊ迪质庇Φ比衔庵旨际醴桨傅慕岷喜淮嬖，也不在本发明要求的保护范围之内。[0037] 实施例[0038] 参照图1?2，本发明提出的一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞,其包括刀盘1、若干刀头2、若干石渣槽3、输送机4、前支架5、中支架6、后支架7、伸缩杆8、旋转轴9、锚杆机10、锚杆槽11、驱动电机12、旋转轴承13。[0039] 若干刀头2以环形阵列的方式设置在刀盘1前端表面上，刀盘1与旋转轴9固定连接；若干石渣槽3贯穿设置在刀盘1上，若干石渣槽3的一端分别环形阵列在刀盘1前端表面上，若干石渣槽3的另一端以环形阵列的方式设置在输送机4前端，若干石渣槽3用于将刀头2破碎的岩石输送至输送机4；旋转轴承13旋转套设在刀盘1上；旋转轴承13通过伸缩杆8与前支架5连接；前支架5、中支架6及后支架7均旋转套设在旋转轴9上；前支架5设置在中支架6及刀盘1之间，中支架6设置在前支架5及后支架7之间，中支架6两侧分别通过伸缩杆8与前支架5及后支架7连接；驱动电机12与后支架7固定连接，驱动电机12的电机轴与旋转轴9固定连接；[0040] 若干刀头2到刀盘1前端表面圆心的距离均大于若干石渣槽3后端到刀盘1前端表面圆心的距离；[0041] 输送机4一端设置在刀盘1后端，另一端延伸至后支架7后部，输送机4分别穿过前支架5、中支架6及后支架7。[0042] 前支架5、中支架6及后支架7均环形设置有四锚杆槽11；每一锚杆槽11内设置有一锚杆机10。[0043] 发明一种在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞甘褂檬，在隧道内将前支架5、中支架6及后支架7中收容于锚杆槽11内的锚杆机10对隧道的岩石进行锚定；启动驱动电机12带动旋转轴9旋转；旋转轴9带动刀盘1上的若干刀头2旋转进行破岩；与旋转轴承13连接的伸缩杆8进行伸长，带动带动刀盘1向前进行破岩；破碎的岩石由若干石渣槽3运送至输送机4，再由输送机4将岩石输送至后支架7后部。[0044] 在本实施例中刀盘1、前支架5、中支架6及后支架7均为圆柱形；[0045] 若干刀头2为盘型滚刀。[0046] 在本实施例中，若干石渣槽3为凹形结构，凹形结构开口处在刀盘1上由刀盘1圆心朝向若干刀头2一侧，并且石渣槽3凹形结构的开口尾端向输送机前端倾斜，并且若干石渣槽3前端到刀盘1前端表面圆心的距离均大于若干石渣槽3后端到刀盘1前端表面圆心的距离，若干石渣槽3后端凹形结构开口背向输送机4前端，使若干石渣槽3跟随刀盘1旋转至输送机4前端上方的时候，岩石可以由于重力的作用掉入输送机4上进行运送。[0047] 在本实施例中，刀盘1的直径为2.5m至4m，前支架5、中支架6及后支架7的直径相同并且均小于刀盘的直径。[0048] 在本实施例中，驱动电机12为低速大转矩外转子永磁同步电机。[0049] 在本实施例中，若干刀头2分为三个刀头2一组环形设置在刀盘1前端表面上，每组刀头2均对应设置有一石渣槽3。[0050] 在本实施例中，伸缩杆8为伸缩式液压缸。[0051] 在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞感枰敖，后支架7设置的锚杆机10均收回，中支架6及后支架7之间的伸缩杆8进行收缩，收缩结束后将后支架7设置的锚杆机10均进行锚定，将中支架6的锚杆机10收回，同时将中支架6及后支架7之间的伸缩杆8进行伸长，同时将前支架5及中支架6之间的伸缩杆8进行收缩，带动中支架6向前支架5的方向移动；中支架6移动结束后，将中支架6的锚杆机10均进行锚定；前支架5的锚杆机10均收回，将前支架5及中支架6之间的伸缩杆8进行伸长，刀盘1向前移动，从而完成了在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅恼迩敖。[0052] 在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞感枰笸耸，前支架5设置的锚杆机10均收回，中支架6及前支架5之间的伸缩杆8进行收缩，收缩结束后将前支架5设置的锚杆机10均进行锚定，将中支架6的锚杆机10均收回，同时将中支架6及前支架5之间的伸缩杆8进行伸长，同时将后支架7及中支架6之间的伸缩杆8进行收缩，带动中支架6向后支架7的方向移动；中支架6移动结束后，将中支架6的锚杆机10进行锚定；后支架7的锚杆机10收回，将后支架7及中支架6之间的伸缩杆8进行伸长，后支架7向后移动，从而完成了在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅恼搴笸。[0053] 一种使用在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞冈诟叩赜αΩ叩刂饰：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ姆椒，包括以下步骤：[0054] (1)开挖先导洞：利用在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞冈诠ぷ鞫厦嫔辖锌，提前释放地应力；[0055] (2)超前固结灌浆：掘进过程中若发现存在地质缺陷，则将在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞竿顺龆赐猓唤芑せ故蝗攵词，在盾构机的盾内进行固结灌浆操作；固结完成后盾护机构退出洞外，利用在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞讣绦淳蚪籟0056] (3)塞前注浆：利用在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞竿ü杜1上的若干刀头2挤压剪切破岩，在隧洞掘进的过程中通过对洞壁灌注混凝土和砂浆，填补岩体缺陷；[0057] (4)运渣出洞：破岩后的石渣由在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅氖渌突4，再由梭式运渣车运输出洞运送到在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅暮笾Ъ7后部；[0058] (5)钢板预应力锚杆支护：在掘进机对隧洞进行开挖后，在高地应力高地质：ο驴焖侔踩乃矶词┕さ纳璞傅暮笾Ъ7后部对洞壁铺设钢板，并进行预应力锚杆支护。[0059] 在本实施例中，盾构机型号为CREC015。[0060] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

专利地区：广西

专利申请日期：2019-12-11

专利公开日期：2024-11-01

专利公告号：CN110836118B