[發明專利]隧道環向擴挖方法

在審

• 申請號: 201811052171.3
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109026030A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 梁禹;黃林沖
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: E21D9/01
• 分類號: E21D9/01;E21D9/06;E21D9/12;E21D11/08;E21D11/40;E21D11/10;E21D11/14
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 陳正興

1.一種隧道環向擴挖方法，其特征在于，包括步驟：

S1、在原隧道的待環向擴挖區域，沿縱向方向將位于最底部的至少一排原管片鑿開，并進行土體開挖，形成用于環向擴挖的始發工作井，縱向的一排原管片包括至少兩塊環向相鄰的原管片；

S2、在始發工作井內施作鋼支撐架和反力架，為環向擴挖盾構機構后續的環向掘進提供初始支撐力；

S3、在始發工作井內完成環向擴挖盾構機構的拼裝工作，并使環向擴挖盾構機構的頂進裝置與反力架相抵；

S4、通過頂進裝置對環向擴挖盾構機構的圓弧形基板施以推力，以驅動環向擴挖盾構機構環向掘進并切削土體，同時，通過排渣機構將流入土倉的渣土排出；

S5、在環向擴挖盾構機構環向掘進一塊擴挖管片的距離后，停止掘進，并在將頂進裝置與反力架分離后，通過管片拼裝機構在剛掘進的區域縱向拼裝至少一塊擴挖管片；

S6、將頂進裝置與剛拼裝的擴挖管片相抵，并通過頂進裝置驅動環向擴挖盾構機構繼續環向掘進并切削土體，同時，通過排渣機構將流入土倉的渣土排出；

S7、在環向擴挖盾構機構繼續環向掘進一塊擴挖管片的距離后，停止掘進；

S8、將剛掘進一塊擴挖管片距離相對應的原管片鑿開并清理相應殘土后，將頂進裝置與擴挖管片分離，并通過管片拼裝機構縱向繼續拼裝至少一塊擴挖管片；

S9、按步驟S6至S8重復操作至環向擴挖盾構機構環向掘進至重新進入始發工作井；

S10、將環向擴挖機構、鋼支撐架和反力架拆解并移出始發工作井后，進行混凝土澆筑以填充始發工作井；

S11、拼裝環向最后一塊擴挖管片，從而完成一環擴挖管片的拼裝工作；

S12、在已拼裝的一環擴挖管片的一側往原隧道的待環向擴挖區域的土體縱向打入多根環向分布的管幕鋼管以及連接環向相鄰管幕鋼管的子母鎖扣，并往管幕鋼管內灌注混凝土以形成環狀的管幕支護結構；

S13、將原隧道位于管幕支護結構內圍的土體和原管片挖除和拆除后，在管幕支護結構內圍施作鋼筋混凝土管狀襯砌結構，完成隧道的環向擴挖工作。

2.如權利要求1所述的隧道環向擴挖方法，其特征在于：進行土體開挖，形成用于環向擴挖的始發工作井的步驟S1中，還包括綁扎鋼筋，澆筑混凝土的過程。

3.如權利要求1所述的隧道環向擴挖方法，其特征在于：在沿縱向方向將位于最底部的至少一排原管片鑿開，并進行土體開挖之前，還包括沿原隧道的環向和縱向方向，經原隧道的原管片的注漿孔對待環向擴挖區域的土體進行注漿加固的過程。

4.如權利要求1所述的隧道環向擴挖方法，其特征在于：所述步驟S1中，在進行土體開挖之前，還包括在待開挖土體兩側插入鋼板樁作為擋墻支護的過程。

5.如權利要求1所述的隧道環向擴挖方法，其特征在于：環向擴挖盾構機構包括向前彎曲的所述圓弧形基板，基板的左右兩側設有向基板的中心線方向延伸的邊隔板，邊隔板為向前變曲且中心線與基板的中心線重合的圓弧形板，左右兩側的所述邊隔板和基板之間圍成安裝區，安裝區中安裝有至少一組環向盾構機組，每組環向盾構機組包括位于安裝區前段且部分向前伸出安裝區的切削裝置，裝于安裝區且位于切削裝置后方的支承裝置，以及裝于安裝區且位于支承裝置后方的所述頂進裝置，所述支承裝置包括位于切削裝置后方的土倉以及位于土倉后方的機械倉，工作過程中，頂進裝置為基板提供環向掘進的推力，切削裝置驅動其刀盤上的刀具旋轉并切削土體，土倉用于容納被切削土體產生的渣土，機械倉安裝有與切削裝置的轉軸連接的驅動裝置，用于驅動切削裝置的刀具旋轉。

6.如權利要求5所述的隧道環向擴挖方法，其特征在于：所述頂進裝置包括多個千斤頂和支撐靴，支撐靴連接于相應千斤頂的一端，千斤頂的另一端連接有導向件，導向件插裝于相應的邊隔板或中隔板圓弧形槽中，并在千斤頂伸展時，通過與支撐靴相抵的反力架或者已拼接的擴挖管片提供支撐反力，對邊隔板和/或中隔板提供環向掘進的推力，從而驅動整個環向擴挖盾構機構環向掘進。