tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法及裝置

技術(shù)領(lǐng)域

1.本技術(shù)涉及隧洞支護襯砌施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法及裝置。

背景技術(shù)：

2.目前，tbm(tunnel boring machine，全斷面硬巖隧道掘進機)具有掘進速度快、安全性高、工程地質(zhì)適應(yīng)性強等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于公路、鐵路和水工隧洞等工程領(lǐng)域。以安全性最高的雙護盾tbm為例，掘進開挖后，隧道圍巖的支護通常采用管片環(huán)形襯砌的方法，具體方法如下：首先在tbm尾盾內(nèi)完成管片的環(huán)向組裝，再將管片推出尾盾，然后及時向管片與圍巖之間的空腔回填豆粒石，最后通過管片注漿孔注入水泥漿，形成管片

?

膠凝豆礫石

?

圍巖聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)。

3.相關(guān)技術(shù)中，根據(jù)現(xiàn)場工程實踐，豆礫石回填

?

水泥漿灌注的施工方法，存在如下缺點：

4.(1)圍巖與管片空腔內(nèi)回填的豆礫石支承能力較弱，圍巖、管片前期可發(fā)生較大變形或沉降，容易發(fā)生tbm卡機；

5.(2)由于豆礫石堆積間隙很小，水泥漿注入密實度不高，需要后期進行大量的處理和修復(fù)工作，增加了工程投資、延緩了工程的運行；

6.(3)豆礫石吹填和水泥漿灌注都需要較大的回填壓力，而高壓管路直接暴露在護盾內(nèi)部作業(yè)空間，一旦發(fā)生爆管事故，極大威脅施工人員安全；

7.(4)回填需要另外購置或加工豆礫石，且需消耗大量水泥，成本較高；

8.(5)大量的水泥消耗與洞渣洞外堆放，不利于生態(tài)環(huán)保要求。

9.因此，基于上述情況，亟需提出一種適用于tbm隧道工程的安全、環(huán)保、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的隧洞襯砌施工方法。

10.申請內(nèi)容

11.本技術(shù)提供一種tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法及裝置，以解決相關(guān)技術(shù)無法達到隧道工程的安全、環(huán)保、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的隧洞襯砌施工的目的的問題。

12.本技術(shù)第一方面實施例提供一種tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法，包括以下步驟：采集全斷面硬巖隧道掘進機tbm開挖時的石渣，篩分出大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣，將所述大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣存儲于洞內(nèi)料倉中的同時，將剩余的石渣運出洞外；在開挖掘進過程中，同步在所述tbm的主機后方安裝襯砌模板，并采用石料輸送機將所述料倉中的石渣回填至圍巖與所述襯砌模板之間的空隙，形成對所述圍巖進行支承的塊石骨架；將剩余的石渣按照粒徑篩分為粗骨料、細骨料與石粉摻合料，以作為混凝土原材料配置洞渣自密實混凝土，并將所述洞渣自密實混凝土泵送至已有的塊石骨架的襯砌空間內(nèi)，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的隧洞襯砌。

13.可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述采用石料輸送機將所述料倉中的石渣回填至圍巖與所述襯砌模板之間的空隙，包括：通過所述襯砌模板上預(yù)留的回填孔將所述料

倉中的石渣回填至所述圍巖與所述襯砌模板之間的空隙；或者，通過所述tbm的尾盾上預(yù)留的回填管將所述料倉中的石渣回填至所述圍巖與所述襯砌模板之間的空隙。

14.可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述回填孔或所述回填管位于隧洞頂拱稍偏離豎直線預(yù)設(shè)距離處的位置。

15.可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述將所述洞渣自密實混凝土泵送至已有的塊石骨架的襯砌空間內(nèi)，包括：在隧洞中所述tbm后配套設(shè)備中完成洞渣自密實混凝土，并將所述洞渣自密實混凝土泵送至所述襯砌空間內(nèi)；或者，在洞外拌合樓完成洞渣自密實混凝土，通過所述料倉將所述洞渣自密實混凝土運入所述隧洞泵送至所述襯砌空間內(nèi)。

16.可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述預(yù)設(shè)粒徑小于或等于所述圍巖與所述襯砌模板之間的間隙寬度，且大于或等于25mm。

17.可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述襯砌模板為鋼管片、混凝土管片、混凝土支護模板中的任意一種。

18.可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述石料輸送機包括螺旋式輸送機和皮帶式輸送機。

19.本技術(shù)第二方面實施例提供一種tbm石渣就地洞內(nèi)利用的裝置，包括：采集模塊，用于采集全斷面硬巖隧道掘進機tbm開挖時的石渣，篩分出大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣，將所述大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣存儲于洞內(nèi)料倉中的同時，將剩余的石渣運出洞外；回填模塊，用于在開挖掘進過程中，同步在所述tbm的主機后方安裝襯砌模板，并采用石料輸送機將所述料倉中的石渣回填至圍巖與所述襯砌模板之間的空隙，形成對所述圍巖進行支承的塊石骨架；泵送模塊，用于將剩余的石渣按照粒徑篩分為粗骨料、細骨料與石粉摻合料，以作為混凝土原材料配置洞渣自密實混凝土，并將所述洞渣自密實混凝土泵送至已有的塊石骨架的襯砌空間內(nèi)，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的隧洞襯砌。

20.本技術(shù)第三方面實施例提供一種全斷面硬巖隧道掘進機，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實現(xiàn)如上述實施例所述的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法。

21.本技術(shù)第四方面實施例提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行，以用于實現(xiàn)行如上述實施例所述的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法。

22.首先進行tbm開挖石渣篩分與收集，其次進行襯砌模板安裝與大塊石渣回填，最后進行洞渣自密實混凝土配置與回填，其中，在開挖石渣篩分收集步驟，包括在掘進過程中將一定粒徑以上的大塊石渣篩余后存儲在洞內(nèi)小火車上的塊石料倉中，以及將過篩的小塊石渣及石粉運至后方；在管片支護與大塊石渣回填步驟，包括首先在tbm內(nèi)安裝襯砌模板，然后采用石料輸送機將大塊石渣回填至圍巖與襯砌模板之間的空隙，形成塊石骨架；在洞渣自密實混凝土配置與回填步驟，包括在后方首先將小塊石渣按照粒徑篩分為粗骨料、細骨料、石粉摻合料，然后利用所得的原材料配置洞渣自密實混凝土，最后將所配自密實混凝土回填至已有塊石骨架的襯砌空間，利用自密實混凝土的超強流動性自流密實填充塊石骨架之間的空隙，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的襯砌，充分發(fā)揮堆石混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，開挖后， tbm石渣通過簡單的篩分直接入倉，快速形成堆石混凝土，大大提升tbm施工安全性，降低卡機風(fēng)險；就地取材，充分利用隧洞開挖料，減少運輸、拌和、振搗等多個施工環(huán)節(jié)，同時減少水

泥用量，降低施工成本、減弱環(huán)境污染；同時由于大塊石骨架之間孔隙較大，容易被具備超強流動性的自密實混凝土填充，大大提升了回填密實度；最后，回填全過程完全依靠重力堆積或自流，簡化施工的同時，也避免了高壓吹填、高壓固結(jié)灌漿的安全隱患。由此，解決了相關(guān)技術(shù)無法達到隧道工程的安全、環(huán)保、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的隧洞襯砌施工的目的的技術(shù)問題。

23.本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實踐了解到。

附圖說明

24.本技術(shù)上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

25.圖1為根據(jù)本技術(shù)實施例提供的一種tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法的流程圖；

26.圖2為根據(jù)本技術(shù)一個實施例的tbm掘進過程回填堆石的示意圖；

27.圖3為根據(jù)本技術(shù)一個實施例的tbm石渣就地利用的示意圖

28.圖4為根據(jù)本技術(shù)實施例的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的裝置的示例圖；

29.圖5為申請實施例提供的全斷面硬巖隧道掘進機的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

30.下面詳細描述本技術(shù)的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本技術(shù)，而不能理解為對本技術(shù)的限制。

31.下面參考附圖描述本技術(shù)實施例的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法及裝置。針對上述背景技術(shù)中心提到的相關(guān)技術(shù)無法達到隧道工程的安全、環(huán)保、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的隧洞襯砌施工的目的的問題，本技術(shù)提供了一種tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法，在該方法中，首先進行tbm開挖石渣篩分與收集，其次進行襯砌模板安裝與大塊石渣回填，最后進行洞渣自密實混凝土配置與回填，其中，在開挖石渣篩分收集步驟，包括在掘進過程中將一定粒徑以上的大塊石渣篩余后存儲在洞內(nèi)小火車上的塊石料倉中，以及將過篩的小塊石渣及石粉運至后方；在管片支護與大塊石渣回填步驟，包括首先在tbm內(nèi)安裝襯砌模板，然后采用石料輸送機將大塊石渣回填至圍巖與襯砌模板之間的空隙，形成塊石骨架；在洞渣自密實混凝土配置與回填步驟，包括在后方首先將小塊石渣按照粒徑篩分為粗骨料、細骨料、石粉摻合料，然后利用所得的原材料配置洞渣自密實混凝土，最后將所配自密實混凝土回填至已有塊石骨架的襯砌空間，利用自密實混凝土的超強流動性自流密實填充塊石骨架之間的空隙，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的襯砌，充分發(fā)揮堆石混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，開挖后，tbm石渣通過簡單的篩分直接入倉，快速形成堆石混凝土，大大提升tbm施工安全性，降低卡機風(fēng)險；就地取材，充分利用隧洞開挖料，減少運輸、拌和、振搗等多個施工環(huán)節(jié)，同時減少水泥用量，降低施工成本、減弱環(huán)境污染；同時由于大塊石骨架之間孔隙較大，容易被具備超強流動性的自密實混凝土填充，大大提升了回填密實度；最后，回填全過程完全依靠重力堆積或自流，簡化施工的同時，也避免了高壓吹填、高壓固結(jié)灌漿的安全隱患。由此，解決了相關(guān)技術(shù)無法達到隧道工程的安全、環(huán)保、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的隧洞襯砌施工的目的的技術(shù)問題。

32.具體而言，圖1為本技術(shù)實施例所提供的一種tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法的流程

示意圖。

33.如圖1所示，該tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法包括以下步驟：

34.在步驟s101中，采集全斷面硬巖隧道掘進機tbm開挖時的石渣，篩分出大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣，將大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣存儲于洞內(nèi)料倉中的同時，將剩余的石渣運出洞外。

35.可以理解的是，第一步驟為開挖石渣篩分與收集步驟，即tbm開挖，實時對石渣進行篩分收集，包括將一定粒徑以上的大塊石渣篩余后存儲在洞內(nèi)料倉中，以及將過篩的小塊石渣及石粉運出洞外。需要說明的是，預(yù)設(shè)粒徑可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際情況進行設(shè)置，以下會進行舉例說明。

36.可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，預(yù)設(shè)粒徑小于或等于圍巖與襯砌模板之間的間隙寬度，且大于或等于25mm。也就是說，篩余的大塊石，其粒徑應(yīng)不大于圍巖與襯砌模板之間間隙寬度，且不小于25mm，其既可適用于雙護盾tbm，也可適用于開敞式tbm。

37.在步驟s102中，在開挖掘進過程中，同步在tbm的主機后方安裝襯砌模板，并采用石料輸送機將料倉中的石渣回填至圍巖與襯砌模板之間的空隙，形成對圍巖進行支承的塊石骨架。

38.可以理解的是，第二步驟為襯砌模板與大塊石渣回填，即在tbm開挖掘進過程中，同步在tbm主機后方安裝襯砌模板，然后采用石料輸送機將料倉中的大塊石渣回填至圍巖與支襯砌模板之間的空隙，形成塊石骨架首先對圍巖進行支承。

39.可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，采用石料輸送機將料倉中的石渣回填至圍巖與襯砌模板之間的空隙，包括：通過襯砌模板上預(yù)留的回填孔將料倉中的石渣回填至圍巖與襯砌模板之間的空隙；或者，通過tbm的尾盾上預(yù)留的回填管將料倉中的石渣回填至圍巖與襯砌模板之間的空隙。

40.其中，在本技術(shù)的一個實施例中，回填孔或回填管位于隧洞頂拱稍偏離豎直線預(yù)設(shè)距離處的位置。

41.具體地，塊石與自密實混凝土向襯砌模板之間空腔內(nèi)部回填，既可通過襯砌模板上預(yù)留的回填孔，亦可通過tbm尾盾上預(yù)留的回填管。另外，回填孔或回填管應(yīng)當(dāng)位于隧洞頂拱稍偏離豎直線的位置，既可確?；靥钗镫S重力作用自然密實至整個空腔，也可確?；靥钗锊粫陧敼罢戏蕉逊e。

42.可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，襯砌模板為鋼管片、混凝土管片、混凝土支護模板中的任意一種。也就是說，襯砌模板可以但不僅限于是鋼管片、混凝土管片、混凝土支護模板中的任意一種。

43.可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，石料輸送機包括螺旋式輸送機和皮帶式輸送機。也就是說，石料輸送機可以為但不僅限于螺旋式輸送機、皮帶式輸送機，輸送的方式可以多種樣式，并不進行具體限制。

44.在步驟s103中，將剩余的石渣按照粒徑篩分為粗骨料、細骨料與石粉摻合料，以作為混凝土原材料配置洞渣自密實混凝土，并將洞渣自密實混凝土泵送至已有的塊石骨架的襯砌空間內(nèi)，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的隧洞襯砌。

45.可以理解的是，第三步驟為洞渣自密實混凝土配置與回填，即首先在后方將小塊石渣按照粒徑篩分為粗骨料、細骨料、石粉摻合料，然后利用所得的原材料配置洞渣自密實混凝土，最后將所配自密實混凝土泵送至已有塊石骨架的襯砌空間內(nèi)，借助自密實混凝土

的超強流動性密實填充塊石骨架之間的空隙，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的隧洞襯砌，即可充分發(fā)揮tbm石渣就地利用和堆石混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，大大提升tbm施工安全性，降低卡機風(fēng)險；又可就地取材，充分利用隧洞開挖料，減少水泥用量，降低施工成本、減弱環(huán)境污染；同時由于大塊石骨架之間孔隙較大，容易被具備超強流動性的自密實混凝土填充，大大提升了回填密實度；最后，回填全過程完全依靠重力堆積或自流，簡化施工的同時，也避免了高壓吹填、高壓固結(jié)灌漿帶來的安全隱患。

46.需要說明的是，小塊石渣篩分的粗骨料、細骨料、石粉摻合料應(yīng)滿足混凝土原材料的級配要求，并且自密實混凝土，坍落擴展度應(yīng)在600mm以上，且不發(fā)生離析。

47.可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，將洞渣自密實混凝土泵送至已有的塊石骨架的襯砌空間內(nèi)，包括：在隧洞中tbm后配套設(shè)備中完成洞渣自密實混凝土，并將洞渣自密實混凝土泵送至襯砌空間內(nèi)；或者，在洞外拌合樓完成洞渣自密實混凝土，通過料倉將洞渣自密實混凝土運入隧洞泵送至襯砌空間內(nèi)。

48.具體而言，自密實混凝土的泵送可但不僅限于使用的機器包括擠壓式混凝土泵、液壓活塞式混凝土泵。其中，小塊石渣的篩分與自密實混凝土的配置，既可在隧洞中tbm后配套設(shè)備中完成，直接進行泵送，或者可在洞外拌合樓完成，通過料倉運入隧洞進行泵送。

49.綜上，本技術(shù)實施例首先利用隧洞開挖洞渣料中的大塊石回填形成塊石骨架抵抗圍巖的早期變形，然后將隧洞開挖的其他小料作為自密實混凝土的骨料與摻和料，通過讓自密實混凝土自流密實填滿堆石骨架之間的孔隙，最終形成擁有堆石混凝土結(jié)構(gòu)的隧洞襯砌層。本技術(shù)實施例的方法通過發(fā)揮tbm石渣就地利用和堆石混凝土材料的優(yōu)勢，有效降低施工成本、減少施工污染，并提升施工安全，有效保證施工質(zhì)量。

50.結(jié)合圖2和圖3所示，下面以一個具體實施例對本技術(shù)實施例的方法的原理進行詳細說明。其中，1表示圍巖，2表示tbm，3表示襯砌模板，4表示塊石料倉，5表示石料輸送機，6表示塊石，7表示自密實混凝土料倉，8表示自密實混凝土泵送系統(tǒng)，9表示洞渣自密實混凝土。

51.具體地，tbm 2在圍巖1中掘進開挖出的洞渣，經(jīng)篩分后留下塊石6，儲存于塊石料倉4。石料輸送機5先將塊石料倉4中的塊石6輸送回填至管片與圍巖之間的空隙，隨后，存儲于自密實混凝土料倉7中的洞渣自密實混凝土9，通過自密實混凝土泵送系統(tǒng)8泵送至回填滿塊石6的圍巖與管片之間的空隙。

52.舉例而言，本技術(shù)實施例包括以下步驟：

53.步驟s1：tbm 2開挖圍巖1，于隧洞內(nèi)實時對石渣進行篩分收集，包括將粒徑不大于圍巖與支護層之間間隙寬度、且不小于25mm的塊石6篩余后存儲在塊石料倉4中，以及將過篩的小塊石渣及石粉運出洞外；

54.步驟s2：在tbm 2開挖掘進過程中，同步在tbm 2內(nèi)安裝襯砌模板3，然后采用螺旋式石料輸送機5將塊石料倉4中的塊石6回填至圍巖與襯砌模板層之間的空隙，形成塊石骨架對圍巖進行支承；

55.步驟s3：在后方將小塊石渣按照粒徑篩分為滿足混凝土級配要求的粗骨料、細骨料、石粉摻合料，然后利用所得的原材料配置洞渣自密實混凝土9，洞渣自密實混凝土9坍落擴展度為700mm，并用自密實混凝土料倉7運輸進洞。

56.步驟s4：最后將所配洞渣自密實混凝土9泵送至已有塊石6骨架的襯砌空間內(nèi)，借

助洞渣自密實混凝土9的超強流動性密實填充塊石6骨架之間的空隙，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的隧洞襯砌。

57.步驟s5：迭代上述步驟，以重復(fù)進行tbm石渣隧洞襯砌施工。

58.根據(jù)本技術(shù)實施例提出的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法，首先進行tbm開挖石渣篩分與收集，其次進行襯砌模板安裝與大塊石渣回填，最后進行洞渣自密實混凝土配置與回填，其中，在開挖石渣篩分收集步驟，包括在掘進過程中將一定粒徑以上的大塊石渣篩余后存儲在洞內(nèi)小火車上的塊石料倉中，以及將過篩的小塊石渣及石粉運至后方；在管片支護與大塊石渣回填步驟，包括首先在tbm內(nèi)安裝襯砌模板，然后采用石料輸送機將大塊石渣回填至圍巖與襯砌模板之間的空隙，形成塊石骨架；在洞渣自密實混凝土配置與回填步驟，包括在后方首先將小塊石渣按照粒徑篩分為粗骨料、細骨料、石粉摻合料，然后利用所得的原材料配置洞渣自密實混凝土，最后將所配自密實混凝土回填至已有塊石骨架的襯砌空間，利用自密實混凝土的超強流動性自流密實填充塊石骨架之間的空隙，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的襯砌，充分發(fā)揮堆石混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，開挖后，tbm石渣通過簡單的篩分直接入倉，快速形成堆石混凝土，大大提升tbm施工安全性，降低卡機風(fēng)險；就地取材，充分利用隧洞開挖料，減少運輸、拌和、振搗等多個施工環(huán)節(jié)，同時減少水泥用量，降低施工成本、減弱環(huán)境污染；同時由于大塊石骨架之間孔隙較大，容易被具備超強流動性的自密實混凝土填充，大大提升了回填密實度；最后，回填全過程完全依靠重力堆積或自流，簡化施工的同時，也避免了高壓吹填、高壓固結(jié)灌漿的安全隱患。

59.其次參照附圖描述根據(jù)本技術(shù)實施例提出的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的裝置。

60.圖4是本技術(shù)實施例的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的裝置的方框示意圖。

61.如圖4所示，該tbm石渣就地洞內(nèi)利用的裝置10包括：采集模塊100、回填模塊200 和泵送模塊300。

62.具體地，采集模塊100，用于采集全斷面硬巖隧道掘進機tbm開挖時的石渣，篩分出大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣，將大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣存儲于洞內(nèi)料倉中的同時，將剩余的石渣運出洞外。

63.回填模塊200，用于在開挖掘進過程中，同步在tbm的主機后方安裝襯砌模板，并采用石料輸送機將料倉中的石渣回填至圍巖與襯砌模板之間的空隙，形成對圍巖進行支承的塊石骨架。

64.泵送模塊300，用于將剩余的石渣按照粒徑篩分為粗骨料、細骨料與石粉摻合料，以作為混凝土原材料配置洞渣自密實混凝土，并將洞渣自密實混凝土泵送至已有的塊石骨架的襯砌空間內(nèi)，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的隧洞襯砌。

65.需要說明的是，前述對tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法實施例的解釋說明也適用于該實施例的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的裝置，此處不再贅述。

66.根據(jù)本技術(shù)實施例提出的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的裝置，首先進行tbm開挖石渣篩分與收集，其次進行襯砌模板安裝與大塊石渣回填，最后進行洞渣自密實混凝土配置與回填，其中，在開挖石渣篩分收集步驟，包括在掘進過程中將一定粒徑以上的大塊石渣篩余后存儲在洞內(nèi)小火車上的塊石料倉中，以及將過篩的小塊石渣及石粉運至后方；在管片支護與大塊石渣回填步驟，包括首先在tbm內(nèi)安裝襯砌模板，然后采用石料輸送機將大塊石渣回填至圍巖與襯砌模板之間的空隙，形成塊石骨架；在洞渣自密實混凝土配置與回填步驟，包

括在后方首先將小塊石渣按照粒徑篩分為粗骨料、細骨料、石粉摻合料，然后利用所得的原材料配置洞渣自密實混凝土，最后將所配自密實混凝土回填至已有塊石骨架的襯砌空間，利用自密實混凝土的超強流動性自流密實填充塊石骨架之間的空隙，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的襯砌，充分發(fā)揮堆石混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，開挖后，tbm石渣通過簡單的篩分直接入倉，快速形成堆石混凝土，大大提升tbm施工安全性，降低卡機風(fēng)險；就地取材，充分利用隧洞開挖料，減少運輸、拌和、振搗等多個施工環(huán)節(jié)，同時減少水泥用量，降低施工成本、減弱環(huán)境污染；同時由于大塊石骨架之間孔隙較大，容易被具備超強流動性的自密實混凝土填充，大大提升了回填密實度；最后，回填全過程完全依靠重力堆積或自流，簡化施工的同時，也避免了高壓吹填、高壓固結(jié)灌漿的安全隱患。

67.圖5為本技術(shù)實施例提供的全斷面硬巖隧道掘進機的結(jié)構(gòu)示意圖。該全斷面硬巖隧道掘進機可以包括：

68.存儲器501、處理器502及存儲在存儲器501上并可在處理器502上運行的計算機程序。

69.處理器502執(zhí)行程序時實現(xiàn)上述實施例中提供的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法。

70.進一步地，全斷面硬巖隧道掘進機還包括：

71.通信接口503，用于存儲器501和處理器502之間的通信。

72.存儲器501，用于存放可在處理器502上運行的計算機程序。

73.存儲器501可能包含高速ram存儲器，也可能還包括非易失性存儲器(non

?

volatilememory)，例如至少一個磁盤存儲器。

74.如果存儲器501、處理器502和通信接口503獨立實現(xiàn)，則通信接口503、存儲器501 和處理器502可以通過總線相互連接并完成相互間的通信?？偩€可以是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu) (industry standard architecture，簡稱為isa)總線、外部設(shè)備互連(peripheral component，簡稱為pci)總線或擴展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(extended industry standard architecture，簡稱為eisa)總線等。總線可以分為地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線等。為便于表示，圖5中僅用一條粗線表示，但并不表示僅有一根總線或一種類型的總線。

75.可選的，在具體實現(xiàn)上，如果存儲器501、處理器502及通信接口503，集成在一塊芯片上實現(xiàn)，則存儲器501、處理器502及通信接口503可以通過內(nèi)部接口完成相互間的通信。

76.處理器502可能是一個中央處理器(central processing unit，簡稱為cpu)，或者是特定集成電路(application specific integrated circuit，簡稱為asic)，或者是被配置成實施本技術(shù)實施例的一個或多個集成電路。

77.本實施例還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法。

78.在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本技術(shù)的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或n個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

79.此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本技術(shù)的描述中，“n個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

80.流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更n個用于實現(xiàn)定制邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本技術(shù)的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本技術(shù)的實施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

81.應(yīng)當(dāng)理解，本技術(shù)的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述實施方式中，n個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實現(xiàn)。如，如果用硬件來實現(xiàn)和在另一實施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項或他們的組合來實現(xiàn)：具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(pga)，現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)等。

82.本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。技術(shù)特征：

1.一種tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法，其特征在于，包括以下步驟：采集全斷面硬巖隧道掘進機tbm開挖時的石渣，篩分出大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣，將所述大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣存儲于洞內(nèi)料倉中的同時，將剩余的石渣運出洞外；在開挖掘進過程中，同步在所述tbm的主機后方安裝襯砌模板，并采用石料輸送機將所述料倉中的石渣回填至圍巖與所述襯砌模板之間的空隙，形成對所述圍巖進行支承的塊石骨架；以及將剩余的石渣按照粒徑篩分為粗骨料、細骨料與石粉摻合料，以作為混凝土原材料配置洞渣自密實混凝土，并將所述洞渣自密實混凝土泵送至已有的塊石骨架的襯砌空間內(nèi)，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的隧洞襯砌。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用石料輸送機將所述料倉中的石渣回填至圍巖與所述襯砌模板之間的空隙，包括：通過所述襯砌模板上預(yù)留的回填孔將所述料倉中的石渣回填至所述圍巖與所述襯砌模板之間的空隙；或者，通過所述tbm的尾盾上預(yù)留的回填管將所述料倉中的石渣回填至所述圍巖與所述襯砌模板之間的空隙。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述回填孔或所述回填管位于隧洞頂拱稍偏離豎直線預(yù)設(shè)距離處的位置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述洞渣自密實混凝土泵送至已有的塊石骨架的襯砌空間內(nèi)，包括：在隧洞中所述tbm后配套設(shè)備中完成洞渣自密實混凝土，并將所述洞渣自密實混凝土泵送至所述襯砌空間內(nèi)；或者，在洞外拌合樓完成洞渣自密實混凝土，通過所述料倉將所述洞渣自密實混凝土運入所述隧洞泵送至所述襯砌空間內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)粒徑小于或等于所述圍巖與所述襯砌模板之間的間隙寬度，且大于或等于25mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述襯砌模板為鋼管片、混凝土管片、混凝土支護模板中的任意一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述石料輸送機包括螺旋式輸送機和皮帶式輸送機。8.一種tbm石渣就地洞內(nèi)利用的裝置，其特征在于，包括：采集模塊，用于采集全斷面硬巖隧道掘進機tbm開挖時的石渣，篩分出大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣，將所述大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣存儲于洞內(nèi)料倉中的同時，將剩余的石渣運出洞外；回填模塊，用于在開挖掘進過程中，同步在所述tbm的主機后方安裝襯砌模板，并采用石料輸送機將所述料倉中的石渣回填至圍巖與所述襯砌模板之間的空隙，形成對所述圍巖進行支承的塊石骨架；以及泵送模塊，用于將剩余的石渣按照粒徑篩分為粗骨料、細骨料與石粉摻合料，以作為混凝土原材料配置洞渣自密實混凝土，并將所述洞渣自密實混凝土泵送至已有的塊石骨架的襯砌空間內(nèi)，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的隧洞襯砌。9.一種全斷面硬巖隧道掘進機，其特征在于，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲

器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實現(xiàn)如權(quán)利要求1

?

7任一項所述的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法。10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行，以用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1

?

7任一項所述的tbm石渣就地洞內(nèi)利用的方法。

技術(shù)總結(jié)

本申請公開了一種TBM石渣就地洞內(nèi)利用的方法及裝置，其中，方法包括：采集TBM開挖時的石渣，篩分出大于預(yù)設(shè)粒徑的石渣，存儲于洞內(nèi)料倉中的同時，將剩余的石渣運出洞外；在開挖掘進過程中，同步在TBM的主機后方安裝襯砌模板，并采用石料輸送機將料倉中的石渣回填至圍巖與襯砌模板之間的空隙，形成對圍巖進行支承的塊石骨架；將剩余的石渣按照粒徑篩分為粗骨料、細骨料與石粉摻合料，以作為混凝土原材料配置洞渣自密實混凝土，并將洞渣自密實混凝土泵送至已有的塊石骨架的襯砌空間內(nèi)，形成堆石混凝土結(jié)構(gòu)的隧洞襯砌。本申請實施例的方法可以有效就地洞內(nèi)利用石渣，達到隧道工程的安全、環(huán)保、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的隧洞襯砌施工的目的。優(yōu)質(zhì)的隧洞襯砌施工的目的。優(yōu)質(zhì)的隧洞襯砌施工的目的。

技術(shù)研發(fā)人員：秦鵬翔 聶建國 金峰 周俊波 李超毅 潘長城 樊健生 周虎

受保護的技術(shù)使用者：湖北省交通規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.07.22

技術(shù)公布日：2021/12/2