一种大坡度小断面TBM隧洞的物料渣土运输系统的制作方法

一种大坡度小断面tbm隧洞的物料渣土运输系统
技术领域
1.本发明涉及tbm施工技术领域，具体涉及一种大坡度小断面tbm隧洞的物料渣土运输系统。


背景技术：

2.抽水蓄能电站迎来蓬勃发展期，隧道掘进机(tbm)应用于隧洞施工在工程质量、安全、进度、环保、文明施工等方面具有显著优势，在抽水蓄能电站建设中得到广泛关注。
3.由于地质地形等条件约束，抽水蓄能电站隧洞群存在坡度大、转弯多且转弯半径小等特点，特别是采用小直径tbm开挖，小断面空间狭小，目前出渣手段难以满足要求，例如连续皮带机出渣不适用于小转弯半径隧洞，有轨电车出渣仅能在5％坡度以内的隧洞内适用。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种大坡度小断面tbm隧洞的物料渣土运输系统，在小直径tbm隧洞开挖中，洞径小，引入双向行驶无轨胶轮车可解决掉头困难问题。无轨胶轮车坡度适用性强，对隧洞转弯半径无限制。且出渣量相比于大直径tbm要小，因此结合集渣斗和无轨胶轮车进行小直径tbm出渣可满足坡度大、转弯多和转弯半径小的隧洞开挖要求。
5.本发明是通过如下技术方案予以实现的。
6.一种大坡度小断面tbm隧洞的物料渣土运输系统，包括台车、tbm设备皮带机、集渣仓和无轨胶轮车，台车、tbm设备皮带机和集渣仓位于隧洞内，tbm设备皮带机和集渣仓安装在台车上，集渣仓设在tbm设备皮带机下方，无轨胶轮车为双向行驶胶轮车，往返于洞内集渣仓与洞外渣坑之间，进洞接渣时集渣仓下翻出渣到无轨胶轮车上，实时根据tbm掘进距离调配无轨胶轮车数量，令tbm掘进长度为l km，集渣仓容量为j m3，无轨胶轮车数量为n，进洞速度为v
1 km/h，出洞速度为v
2 km/h，装渣时间为t
z h，卸渣时间为t
x h，集渣仓装满时间：tj＝j/l，无轨胶轮车单次出渣循环时间：t0＝l/v1+l/v2+tz+t
x
，集渣仓正常运行时无轨胶轮车数量n满足：ntj≥t0。
7.进一步地，集渣仓侧板焊接到台车侧柱上，集渣仓底板两侧下翻对开，底板通过液压举升机构与台车侧柱相连接，液压举升机构使底板完成下翻对开。
8.进一步地，无轨胶轮车设有集渣仓。
9.进一步地，台车设有多台，台车之间首尾连接，tbm设备皮带机尾端与集渣仓在同一台台车上，tbm设备皮带机头端和中部在多台台车上，依靠台车牵引tbm设备皮带机与集渣仓同步移动。
10.进一步地，tbm设备皮带机尾端、集渣仓与无轨胶轮车从高到低布置。
11.进一步地，隧洞内设有错车平台，错车平台为加宽道路，采用垫渣方式修建。
12.本发明的有益效果是：
13.通过引入无轨胶轮车进行出渣，无轨胶轮车具有爬坡能力强和无转弯半径限制的
优点，为小直径tbm在小转弯半径和大坡率条件下的应用提供了保障，进一步扩展tbm在抽水蓄能电站中的应用。
14.通过集渣仓和多个无轨胶轮车之间的配合，可完成小直径tbm连续性出渣，且无轨胶轮车无需铺设轨道，方便高效。
15.结合双向无轨胶轮车及隧洞内错车平台，在小直径tbm隧洞中实现进洞和出洞的转向和错车要求。
附图说明
16.图1是本发明实施例的一种大坡度小断面tbm隧洞的物料渣土运输系统中的出渣设备整体布置结构示意图。
17.图2是本发明实施例集渣仓关闭示意图。
18.图3是本发明实施例出渣过程示意图。
19.图4是本发明实施例tbm设备皮带机尾端与集渣仓台车示意图。
20.图5是本发明实施例多个台车首尾连接的示意图。
21.图6是本发明实施例无轨胶轮车错车平台的正视图。
22.图7是本发明实施例无轨胶轮车错车平台的侧视图。
23.图中：台车1，tbm设备皮带机2，集渣仓3，侧板31，底板32，无轨胶轮车4，错车平台5，液压举升机构6。
具体实施方式
24.下面对本发明涉及的结构或这些所使用的技术术语做进一步的说明。这些说明仅仅是采用举例的方式进行说明本发明的方式是如何实现的，并不能对本发明构成任何的限制。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，属于“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
27.如图1-7所示，一种大坡度小断面tbm隧洞的物料渣土运输系统，包括台车1、tbm设备皮带机2、集渣仓3和无轨胶轮车4，台车1、tbm设备皮带机2和集渣仓3位于隧洞内，tbm设备皮带机2和集渣仓3安装在台车1上，集渣仓3设在tbm设备皮带机2下方，无轨胶轮车4为双向行驶胶轮车，往返于洞内集渣仓3与洞外渣坑之间，无轨胶轮车4进洞接渣时集渣仓3下翻出渣到无轨胶轮车4上，实时根据tbm掘进距离调配无轨胶轮车4数量，令tbm掘进长度为l km，集渣仓3容量为j m3，无轨胶轮车4数量为n，进洞速度为v
1 km/h，出洞速度为v
2 km/h，装
渣时间为t
z h，卸渣时间为t
x h，集渣仓2装满时间：tj＝j/l，无轨胶轮车4单次出渣循环时间：t0＝l/v1+l/v2+tz+t
x
，集渣仓3正常运行时无轨胶轮车4数量n满足：ntj≥t0。
28.本发明将无轨胶轮车4引入tbm施工中，增强了出渣爬坡和转弯能力，扩大小直径tbm的适用性。通过集渣仓和多个无轨胶轮车之间的配合，可完成小直径tbm连续性出渣，且无轨胶轮车无需铺设轨道，方便高效。tbm直径在3.5m左右。出渣方式不受转弯半径限制，可适用目前工程上最小转弯半径30m。坡度范围，与设计相匹配，《9％。
29.作为一个可选的实施例，如图2-4所示，集渣仓侧板31可焊接到台车1侧柱上，集渣仓底板32两侧下翻对开，底板32通过液压举升机构6与台车侧柱相连接，液压举升机构6使底板32完成下翻对开。液压举升机构6属于常规设备，在此不作赘述。集渣仓3采用底板32下翻出渣设计，出渣速度快。
30.作为一个可选的实施例，无轨胶轮车4设有集渣仓，集渣仓同样采用底板下翻出渣设计，出渣速度快，无需其他设备辅助卸渣，方便高效。
31.作为一个可选的实施例，无轨胶轮车4为自卸翻斗车。
32.作为一个可选的实施例，如图3所示，tbm设备皮带机2尾端、集渣仓3与无轨胶轮车4从高到低布置，其中无轨胶轮车4可驶入集渣仓3下部接渣。
33.作为一个可选的实施例，如图5所示，台车1设有多台，台车1之间首尾连接，tbm设备皮带机2尾端与集渣仓3在同一台台车上，tbm设备皮带机2头端和中部在多台台车上，依靠台车牵引tbm设备皮带机2与集渣仓3同步移动。
34.作为一个可选的实施例，如图6-7所示，隧洞内设有错车平台5，错车平台5为加宽道路，采用垫渣方式修建，用于调度进洞和出洞的无轨胶轮车4，便于错车。错车时，一侧车辆等待，另一侧车辆通行。
35.作为一个可选的实施例，无轨胶轮车4往返于集渣仓3与洞外渣坑之间，当无轨胶轮车4进洞接渣时，tbm设备皮带机2掉落的渣石经集渣仓3转运至无轨胶轮车4，当无轨胶轮车4出洞输送渣石时，tbm设备皮带机2输出的渣石可临时存储在集渣仓3内。
36.具体的，tbm直径为3.53m，开挖效率按5m3/h，集渣仓容量设置为3m3，无轨胶轮车进洞和出洞行驶速度为10km/h，洞内装渣时间为0.1h，洞外卸渣时间为0.1h，那么随着tbm掘进长度增加，根据出渣距离和集渣仓容量等，无轨胶轮车的数量：掘进长度《2km，胶轮车数量为1辆；掘进长度为2km～5km，胶轮车数量为2辆。
37.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种大坡度小断面tbm隧洞的物料渣土运输系统，其特征在于：包括台车、tbm设备皮带机、集渣仓和无轨胶轮车，台车、tbm设备皮带机和集渣仓位于隧洞内，tbm设备皮带机和集渣仓安装在台车上，集渣仓设在tbm设备皮带机下方，无轨胶轮车为双向行驶胶轮车，往返于洞内集渣仓与洞外渣坑之间，进洞接渣时集渣仓下翻出渣到无轨胶轮车上，实时根据tbm掘进距离调配无轨胶轮车数量，令tbm掘进长度为l km，集渣仓容量为j m3，无轨胶轮车数量为n，进洞速度为v
1 km/h，出洞速度为v
2 km/h，装渣时间为t
z h，卸渣时间为t
x h，集渣仓装满时间：t
j
＝j/l，无轨胶轮车单次出渣循环时间：t0＝l/v1+l/v2+t
z
+t
x
，集渣仓正常运行时无轨胶轮车数量n满足：nt
j
≥t0。2.根据权利要求1所述的一种大坡度小断面tbm隧洞的物料渣土运输系统，其特征在于：集渣仓侧板焊接到台车侧柱上，集渣仓底板两侧下翻对开，底板通过液压举升机构与台车侧柱相连接，液压举升机构使底板完成下翻对开。3.根据权利要求1所述的一种大坡度小断面tbm隧洞的物料渣土运输系统，其特征在于：无轨胶轮车设有集渣仓。4.根据权利要求1所述的一种大坡度小断面tbm隧洞的物料渣土运输系统，其特征在于：台车设有多台，台车之间首尾连接，tbm设备皮带机尾端与集渣仓在同一台台车上，tbm设备皮带机头端和中部在多台台车上，依靠台车牵引tbm设备皮带机与集渣仓同步移动。5.根据权利要求4所述的一种大坡度小断面tbm隧洞的物料渣土运输系统，其特征在于：tbm设备皮带机尾端、集渣仓与无轨胶轮车从高到低布置。6.根据权利要求1所述的一种大坡度小断面tbm隧洞的物料渣土运输系统，其特征在于：隧洞内设有错车平台，错车平台为加宽道路，采用垫渣方式修建。

技术总结
本发明公开了一种大坡度小断面TBM隧洞的物料渣土运输系统，包括台车、TBM设备皮带机、集渣仓和无轨胶轮车，台车、TBM设备皮带机和集渣仓位于隧洞内，TBM设备皮带机和集渣仓安装在台车上，集渣仓设在TBM设备皮带机下方，无轨胶轮车为双向行驶胶轮车，往返于洞内集渣仓与洞外渣坑之间，进洞接渣时集渣仓下翻出渣到无轨胶轮车上。本发明通过引入无轨胶轮车进行出渣，无轨胶轮车具有爬坡能力强和无转弯半径限制的优点，为小直径TBM在小转弯半径和大坡率条件下的应用提供了保障，进一步扩展TBM在抽水蓄能电站中的应用。水蓄能电站中的应用。水蓄能电站中的应用。


技术研发人员：刘义佳 王永明 吴坚 曾志全 高岩堂 刘一宏
受保护的技术使用者：浙江华东工程建设管理有限公司
技术研发日：2023.07.20
技术公布日：2023/10/15