1 概述
1.1 引言
煤矿斜井盾构地下拆解,将面临许多问题,如:需拆解的盾构设备体积大,吨位重;拆解作业空间有限,拆解运输巷道断面空间小;拆解段埋深大,地质条件复杂,安全风险高。盾构地下拆解需解决以下几方面的重大技术难题。
1.盾构可拆解结构形式设计研发。
开展前期的盾构可拆解结构形式研究,首先在于适用性,要求切实可行的结构设计,既能满足盾构的功能性、实用性需求,还能满足安全、便捷的拆解需要。其次在于时效性,要求在盾构的设计阶段,能够将研究成果得以应用。盾构原位拆解的主要目的在于及时让位,保障后续作业的顺畅推进。关键凸显在快速、安全方面,其难点表现在是“空间小、难度大、风险高”等方面。盾构原位拆解可操作的最大空间也仅为盾壳内净空,人员、机械作业困难,大型吊装机械根本无法利用,空间狭小;主驱动轴承作为盾构的核心部件,也是质量最大的构件,单体质量近100t,在无增加构筑物和大型吊装设备的辅助下,完好的将其拆解外运,拆解难度极大。
2.盾构拆解区域地层加固技术。
开展盾构拆解区域地层加固的方案研究论证,目的是保证盾构拆解作业安全,实现一次成型巷道的平稳转换过渡。在深埋、富水高压地层中,无管片结构支护条件下,实施盾构倾斜状态原位拆解,存在突涌水、坍塌、管片滑动等危险因素,任何危险的发生都是灾难性的,施工安全风险高。且由于大坡度和高承压水的存在,地层加固的实际区域和理论计算必然存在较大的差异,缺乏相关地层加固材料选取和相关参数确定的理论研究以及技术支持。开展盾构拆解区域地层综合加固技术研究,就是在于突破固有的超前预注浆实施地层加固的观念,结合盾构的工作模式和结构特征,创造性研发盾构在倾斜姿态下,针对深埋、富水高压地层的独特状况,区段性的开展地层超前加固工作,保证拆机实施全过程的安全稳定,进而确保巷道运营期的安全稳定。
3.管片倾斜状态下由纵向卸荷引发的盾构拆解段管片结构纵、横向荷载动态变化规律分析及其综合处置技术研发。
开展盾构拆解段管片受荷特性及处置技术的研究,其技术难点首先在于管片的纵向结构力学特性和横向结构力学特性,随盾构的推进及纵向卸荷,会发生根本性的变化,需要依靠系列的监控测量进行研究分析;其次由于拆解区域的管片结构力学特性的非线性变化相应管片结构的综合处置必将针对性的进行设计。
4.设计研发拥有核心技术和自主知识产权的硐内拆解盾构专用工装。
开展盾构拆解专用装备的研制,其技术难点在于在现有的“标准工具”基础上,结合盾构结构形式,创新研发拥有核心技术和自主知识产权的专用工装。要求脱离仿制、改进的固有思维模式,真正的研究开发自有产品,并形成产业化格局。