[發明專利]一種新型盾構機及其隧道施工方法

在審

• 申請號: 201811401666.2
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109441460A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 鄧朝輝;肖明清;王均勇
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D9/12;E21D11/08
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

1.一種新型盾構機，其特征在于：包括外側盾殼(2)，在所述外側盾殼(2)內沿圓周方向布置若干臺小型盾構(1)，在所述小型盾構(1)內緣布置內側盾殼(3)；

所述小型盾構(1)可自轉，以開挖小型盾構范圍內的開挖區域I；同時所述小型盾構(1)可公轉，以開挖所述外側盾殼(2)、所述內側盾殼(3)和所述小型盾構(1)所圍成的開挖區域II；

所述內側盾殼(3)在距離端部小型盾構長度L的中間部分土體出土面(7)的后方設置運輸裝置。

2.如權利要求1所述的新型盾構機，其特征在于：所述運輸裝置包括皮帶機、運輸車，用于不透水軟土的運輸。

3.如權利要求1所述的新型盾構機，其特征在于：所述運輸裝置包括一筒體，用于透水或高水壓土體的運輸，與所述內側盾殼(3)直徑相同，在所述中間部分土體出土面(7)處與所述內側盾殼(3)對接，在所述筒體與所述內側盾殼(3)之間設置可封閉的閘門。

4.如權利要求1所述的新型盾構機，其特征在于：所述內側盾殼(3)在距離端部小型盾構長度L的中間部分土體出土面(7)的后方還設置破碎機，用于破碎基巖；所述運輸裝置用于巖塊的運輸。

5.如權利要求1-4任一項所述的新型盾構機的隧道施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：開挖區域劃分；

將隧道開挖輪廓范圍劃分為三個部分，即，所述小型盾構范圍內為開挖區域I，所述外側盾殼(2)、所述內側盾殼(3)和所述小型盾構(1)所圍成區域為開挖區域II，所述內側盾殼(3)范圍內為開挖區域III；

S2：利用如權利要求1-4任一項所述的新型盾構機進行土層開挖；

開挖區域I利用所述小型盾構(1)的自轉進行開挖；

所述開挖區域Ⅱ利用所述外側盾殼(2)、所述內側盾殼(3)和所述小型盾構(1)的組合結構進行開挖，即所述小型盾構(1)在自轉的同時進行公轉，切削所述開挖區域II；

所述小型盾構(1)開挖預定距離L后，在所述內側盾殼(3)內的形成中間部分土體(11)，該中間部分土體(11)的后端形成中間土體出土面(7)；

S3：根據地層條件的不同，所述開挖區域III采用不同的工法形式進行開挖。

6.如權利要求5所述的新型盾構機的隧道施工方法，其特征在于：所述步驟S2中，每開挖一個循環，所述小型盾構(1)的公轉旋轉角度α應大于等于兩個相鄰所述小型盾構(1)之間的夾角。

7.如權利要求5所述的新型盾構機的隧道施工方法，其特征在于：

所述步驟S3中，對于不透水的軟土地層：

通過設置小型盾構長度L，保證盾構前方掌子面穩定后，直接在所述中間部分土體出土面(7)處接包括皮帶機、運輸車的運輸設備，將不透水軟土快速地運輸出隧道。

8.如權利要求5所述的新型盾構機的隧道施工方法，其特征在于：

所述步驟S3中，對于透水、高水壓地層：

在所述中間部分土體出土面(7)處與所述內側盾殼(3)對接相同直徑的筒體，在所述筒體與所述內側盾殼(3)之間設置可封閉的閘門，閘門打開時，碴土直接出至所述筒體內；閘門關閉后，將所述筒體內渣土排出。

9.如權利要求5所述的新型盾構機的隧道施工方法，其特征在于：

所述步驟S3中，對于基巖地層：

直接在中間部分土地出土面(7)處接破碎機，將巖體破碎至滿足運輸要求的巖塊，再通過所述運輸裝置將巖塊運出。

10.如權利要求5-9任一項所述的新型盾構機的隧道施工方法，其特征在于：

還包括步驟S4：在隧道掘進后在所述外側盾殼(2)的保護下施工后續拼裝管片襯砌(8)，形成隧道結構。