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申请/专利权人：盾构及掘进技术国家重点实验室;中铁隧道局集团有限公司;中国铁路总公司

摘要：本发明公开了一种断层破碎带地层用快速支护封闭模板，它包括由高强度聚乙烯塑料制备而成的、断面呈扇形结构的上层模板，以及同轴设置在上层模板内弧面内的、断面呈扇形结构的下层模板；所述上层模板的板面上沿上层模板环向以间隔的方式均布设置有排水孔组合渗水孔组，每个排水孔组均是由多个沿上层模板轴向均布设置的排水孔组成，每个渗水孔组均是由多个沿上层模板轴向均布设置的渗水孔组成；所述上层模板与下层模板之间间隔有空腔，在上层模板与下层模板两侧的空腔端部沿上、下层模板轴线方向分别均布封装有多个排水管，使得上层模板与下层模板共同构成一个整体结构。

主权项：1.一种断层破碎带地层用快速支护封闭模板，其特征在于：它包括由高强度聚乙烯塑料制备而成的、断面呈扇形结构的上层模板（1），以及同轴设置在上层模板内弧面内的、断面呈扇形结构的下层模板（2）；所述上层模板（1）的板面上沿上层模板环向以间隔的方式均布设置有排水孔组和渗水孔组，每个排水孔组均是由多个沿上层模板轴向均布设置的排水孔（3）组成，每个渗水孔组均是由多个沿上层模板轴向均布设置的渗水孔（4）组成；所述上层模板（1）与下层模板（2）之间间隔有空腔，在上层模板与下层模板两侧的空腔端部沿上、下层模板轴线方向分别均布封装有多个排水管（5），使得上层模板与下层模板共同构成一个整体结构；所述排水孔（3）的直径大于渗水孔（4）的直径；所述排水孔组中的个别排水孔（3）为台阶式沉孔结构。

全文数据：一种断层破碎带地层用快速支护封闭模板技术领域本发明涉及TBM在过断层破碎带地层时有关快速支护封闭的技术领域，具体涉及一种断层破碎带地层用快速支护封闭模板。背景技术敞开式全断面隧道掘进机（TBM）以其快速、高效。环保等优点，在山岭隧道以及地铁项目中得到了广泛的应用，和以往人工钻爆法相比，很大程度上提高了施工效率，也取得了良好的应用效果。但是，在TBM掘进过程中常常会遇到断层破碎带、富水、高地应力等不良地质，特别是在围岩破碎地段常常会发生TBM卡机被困的情况。为了尽快脱困，使TBM摆脱危险，需要尝尽各种方法。目前，TBM常用的脱困方法主要有侧壁导坑法、辅助坑道法、爆破法、设备技术改造法、设备后退法等。但是，上述几种方法在多数情况下无法使用大型设备进行现场作业，需要人工进行清渣处理，具有工作量大和存在施工风险的问题。同时，一般断层破碎带还伴随着相对较大的裂隙水流出，而且出水位置很不规律，给人工清渣作业带来了极大的困难，使工作环境变得相当恶劣。经过大量的工程实践表明，无论采取何种脱困措施，总会面临大量的清渣工作，大大延缓了施工的进度，同时还会面临机器被埋的风险。经研究分析认为，主要是因为TBM施工初期支护不够及时，导致断层破碎带地层大量垮塌所导致的结果。发明内容本发明的目的是针对以上不足，提供一种断层破碎带地层用快速支护封闭模板，来解决上述背景技术中的问题。本发明的技术方案是这样实现的：一种断层破碎带地层用快速支护封闭模板，它包括由高强度聚乙烯塑料制备而成的、断面呈扇形结构的上层模板，以及同轴设置在上层模板内弧面内的、断面呈扇形结构的下层模板；所述上层模板的板面上沿上层模板环向以间隔的方式均布设置有排水孔组合渗水孔组，每个排水孔组均是由多个沿上层模板轴向均布设置的排水孔组成，每个渗水孔组均是由多个沿上层模板轴向均布设置的渗水孔组成；所述上层模板与下层模板之间间隔有空腔，在上层模板与下层模板两侧的空腔端部沿上、下层模板轴线方向分别均布封装有多个排水管，使得上层模板与下层模板共同构成一个整体结构。进一步的，所述排水孔的直径大于渗水孔的直径。进一步的，所述排水孔组中的个别排水孔为台阶式沉孔结构。进一步的，所述上层模板与下层模板的弧度相同。进一步的，在位于下层模板右侧的排水管的内径大于下层模板左侧的排水管的外径，便于模板拼接时承插使用。本发明的原理是：本发明的模板使用的材料为高强度聚乙烯工程塑料，该塑料具有无臭、无毒、环保等工程特点，且该种塑料是由超高分子量聚乙烯树脂经过一定的模具加工成型的，具有较好的韧性和强度；该模板分为上下两层，且上层和下层均具有一定的厚度，整个模板的厚度大于上层面板和下层面板相加的厚度，即模板为空心结构，便于汇集洞壁上的裂隙水；其中上层模板为镂空设计，即上层模板是由大的排水孔和小的渗水孔相间分布，且可以按照不同的比例设计。排水孔和渗水孔交替分布，在保证上层模板强度的同时，还能保证整个模板的排水功能正常，不至于出现排水孔和渗水孔同时堵住的情况。且个别排水孔空口周边具有扩大开口的设计（即台阶式沉孔结构），这有利于破碎岩块在此处支撑形成通道，不至于把排水孔堵死；下层模板为实心设计，该设计的目的主要是防止模板中汇集的水流漏出，只允许汇集的水流从模板的左右两侧的排水管排出，这样有利于控制水流的流动方向，按照设计的出水管路排出，对改善洞内的作业环境帮助很大，使作业人员的工作环境不至于太过潮湿；在模板的左右两端靠近下层模板处设计有若干排水管，排水管的具体位于紧贴下层模板的位置，按照模板的宽度均匀分布。另外，考虑到施工过程中模板的拼接问题，位于模板左右两侧的排水管设计直径不同，右侧排水管的直径稍微大于左侧，以起到模板拼接时的承插作用。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过模板的上层模板、模板的下层模板、排水孔、渗水孔、排水管的有效组合，形成了用于断层破碎带地层TBM掘进快速封闭支撑的模板，本发明的结构简单，实用性强，可以从源头上解决断层破碎带地层清渣量大和裂隙水流动不规则的问题，既减少了人工清查繁重的体力劳动，又改善了洞内工人的作业环境。在保证安全掘进的同时，提高了TBM掘进的工作效率。附图说明图1是本发明模板的断面图。图2是图1的俯视展开图。图中：1、上层模板；2、下层模板；3、排水孔；4、渗水孔；5、排水管。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。如图1-2所示，本发明的断层破碎带地层用快速支护封闭模板，它包括由高强度聚乙烯塑料制备而成的、断面呈扇形结构的上层模板1，以及同轴设置在上层模板内弧面内的、断面呈扇形结构的下层模板2；所述上层模板1的板面上沿上层模板环向以间隔的方式均布设置有排水孔组合渗水孔组，每个排水孔组均是由多个沿上层模板轴向均布设置的排水孔3组成，每个渗水孔组均是由多个沿上层模板轴向均布设置的渗水孔4组成；所述上层模板1与下层模板2之间间隔有空腔，在上层模板与下层模板两侧的空腔端部沿上、下层模板轴线方向分别均布封装有多个排水管5，使得上层模板与下层模板共同构成一个整体结构。其中，本发明所述排水孔3的直径大于渗水孔4的直径，所述排水孔组中的个别排水孔3为台阶式沉孔结构，排水孔和渗水孔交替分布，在保证上层模板强度的同时，还能保证整个模板的排水功能正常，不至于出现排水孔和渗水孔同时堵住的情况，并且沉孔式结构的排水孔有利于破碎岩块在此处支撑形成通道，不至于把排水孔堵死。其中，本发明所述上层模板1与下层模板2的弧度相同，下层模板2为整体实心板，这样不仅具有增加整体模板强度的作用，同时主要目的是防止模板中汇集的水流漏出，只允许汇集的水流从模板的左右两侧的排水管排出，这样有利于控制水流的流动方向，按照设计的出水管路排出，对改善洞内的作业环境帮助很大，使作业人员的工作环境不至于太过潮湿。其中，本发明在位于下层模板右侧的排水管5的内径大于下层模板左侧的排水管的外径，便于模板拼接时承插使用。本实施例的模板可以根据工程的具体情况，根据不同的洞径大小，具体生产出适宜于工程应用的不同弯曲弧度的模板。即根据不同的工程，所施工的洞径不同，设计弧度大小不同的模板，以使和工程施工过程相匹配。该模板可以配合锚杆和钢拱架一起使用，起到破碎地层快速封闭的效果，达到从源头上解决掉渣问题，同时将渣水分离。通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

权利要求：1.一种断层破碎带地层用快速支护封闭模板，其特征在于：它包括由高强度聚乙烯塑料制备而成的、断面呈扇形结构的上层模板（1），以及同轴设置在上层模板内弧面内的、断面呈扇形结构的下层模板（2）；所述上层模板（1）的板面上沿上层模板环向以间隔的方式均布设置有排水孔组合渗水孔组，每个排水孔组均是由多个沿上层模板轴向均布设置的排水孔（3）组成，每个渗水孔组均是由多个沿上层模板轴向均布设置的渗水孔（4）组成；所述上层模板（1）与下层模板（2）之间间隔有空腔，在上层模板与下层模板两侧的空腔端部沿上、下层模板轴线方向分别均布封装有多个排水管（5），使得上层模板与下层模板共同构成一个整体结构。2.根据权利要求1所述的断层破碎带地层用快速支护封闭模板，其特征在于：所述排水孔（3）的直径大于渗水孔（4）的直径。3.根据权利要求1所述的断层破碎带地层用快速支护封闭模板，其特征在于：所述排水孔组中的个别排水孔（3）为台阶式沉孔结构。4.根据权利要求1所述的断层破碎带地层用快速支护封闭模板，其特征在于：所述上层模板（1）与下层模板（2）的弧度相同。5.根据权利要求1所述的断层破碎带地层用快速支护封闭模板，其特征在于：所述下层模板（2）为整体实心板。6.根据权利要求1所述的断层破碎带地层用快速支护封闭模板，其特征在于：在位于下层模板右侧的排水管（5）的内径大于下层模板左侧的排水管的外径，便于模板拼接时承插使用。

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