[發(fā)明專(zhuān)利]用于隧道破碎帶洞口的開(kāi)挖裝置及開(kāi)挖方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910483364.2
• 申請(qǐng)日: 2019-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110206566B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于恩亞;許開(kāi)軍;謝昭宇;張華軍;鄭盼盼;李黎;鄔毛志;顏龍;陳青松;趙宵;張敏;李濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖北建科國(guó)際工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21D11/18
• 分類(lèi)號(hào): E21D11/18;E21D11/40;E21D9/14
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 苗青盛;韓世虹

本發(fā)明涉及隧道破碎帶洞口修建技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種用于隧道破碎帶洞口的開(kāi)挖裝置及開(kāi)挖方法，其中用于隧道破碎帶洞口的開(kāi)挖裝置包括預(yù)制鋼套拱、推動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，預(yù)制鋼套拱的兩個(gè)拱腳一一對(duì)應(yīng)地滑動(dòng)連接于兩個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；兩個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)相互平行地嵌入洞口圍巖內(nèi)，且兩個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)均沿隧道的掘進(jìn)方向延伸；預(yù)制鋼套拱的一端抵接于洞口圍巖的開(kāi)挖面，推動(dòng)機(jī)構(gòu)固接于預(yù)制鋼套拱的另一端，以將預(yù)制鋼套拱壓入洞口圍巖。該開(kāi)挖裝置結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，安裝使用方便，用預(yù)制鋼套拱代替鋼筋混凝土套拱，利用預(yù)制鋼套拱在開(kāi)挖線外側(cè)對(duì)破碎帶洞口圍巖進(jìn)行支護(hù)，擺脫了鋼筋混凝土套拱和管棚體系的長(zhǎng)度約束，提升了對(duì)洞門(mén)處破碎帶圍巖的支護(hù)能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道破碎帶洞口修建技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于隧道破碎帶洞口的開(kāi)挖裝置及開(kāi)挖方法。

背景技術(shù)

隨著高速公路隧道在我國(guó)的快速發(fā)展，公路隧道由于受特殊地形、地質(zhì)條件及路線平、縱、橫指標(biāo)等組合因素的制約，暴露出來(lái)的問(wèn)題越來(lái)越多，如支護(hù)參數(shù)難確定、初期支護(hù)施做選擇較難等問(wèn)題。洞口段施工尤為突出，由于洞口段多屬于強(qiáng)風(fēng)化帶，圍巖一般比較破碎，覆蓋層一般比較薄。隧道洞口段的設(shè)計(jì)和施工，與地形和地質(zhì)等自然條件密切相關(guān)。根據(jù)施工實(shí)踐，洞口段的復(fù)雜地形有巖堆地形、丘陵地形、滑坡地形以及火山地形、崩塌遺跡、泥石流地形等。復(fù)雜地質(zhì)條件有砂、砂-礫石互層、砂層-粘土層互層、各種沖積-堆積物、巖堆、強(qiáng)風(fēng)化帶、破碎帶等；其共同的特點(diǎn)是：易受水的影響，地基承載力低，開(kāi)挖易松弛、圍巖強(qiáng)度低、掌子面不穩(wěn)定等。總之，隧道洞口從地形、地質(zhì)等圍巖條件來(lái)看，一般是不穩(wěn)定的，主要原因是施工中的開(kāi)挖和地表的改變，引起滑坡、坡面坍塌等，不僅難處理，還需要相當(dāng)?shù)馁M(fèi)用，造成機(jī)械設(shè)備的損壞、工程施工工期的延長(zhǎng)等惡劣影響。

目前，現(xiàn)有的洞口施工方法為修筑鋼筋混凝土套拱后在建立管棚體系，具體過(guò)程為：開(kāi)挖套拱基礎(chǔ)→澆筑套拱混凝土基礎(chǔ)→安裝套拱型鋼拱架→焊接連接鋼筋→焊接導(dǎo)向管→安裝套拱砼內(nèi)外模板→澆筑護(hù)拱砼→制作鋼花管→鉆孔→頂進(jìn)鋼管棚→注漿。但是該修筑鋼筋混凝土套拱工序復(fù)雜，施工周期長(zhǎng)，對(duì)工期影響大；鋼筋混凝土套拱長(zhǎng)度有限；對(duì)于巖質(zhì)很差的破碎帶僅依靠管棚體系的支護(hù)存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于隧道破碎帶洞口的開(kāi)挖裝置及開(kāi)挖方法，用以解決現(xiàn)有的修筑鋼筋混凝土套拱工序復(fù)雜、施工周期長(zhǎng)、存在安全隱患的問(wèn)題，以簡(jiǎn)化施工，節(jié)省工期。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于隧道破碎帶洞口的開(kāi)挖裝置，包括預(yù)制鋼套拱、推動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述預(yù)制鋼套拱的兩個(gè)拱腳一一對(duì)應(yīng)地滑動(dòng)連接于兩個(gè)所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；兩個(gè)所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)相互平行地嵌入洞口圍巖內(nèi)，且兩個(gè)所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)均沿隧道的掘進(jìn)方向延伸；所述預(yù)制鋼套拱的一端抵接于所述洞口圍巖的開(kāi)挖面，所述推動(dòng)機(jī)構(gòu)固接于所述預(yù)制鋼套拱的另一端，以將所述預(yù)制鋼套拱壓入所述洞口圍巖。

其中，所述推動(dòng)機(jī)構(gòu)包括反力架和多個(gè)千斤頂，多個(gè)所述千斤頂沿所述預(yù)制鋼套拱遠(yuǎn)離所述洞口圍巖的端面均勻分布；所述千斤頂?shù)纳斐龆斯探佑谒鲱A(yù)制鋼套拱，所述反力架固接于所述千斤頂?shù)墓潭ǘ耍韵蛩銮Ы镯斕峁╉斖品戳Α?/p>

其中，所述反力架包括豎直支架、水平支架以及斜支架，所述斜支架的一端固接于所述豎直支架，所述斜支架的另一端固接于所述水平支架；所述豎直支架設(shè)有與所述千斤頂一一對(duì)應(yīng)的千斤頂固定座，所述水平支架設(shè)有多個(gè)用于固定于地面的安裝孔。

其中，所述預(yù)制鋼套拱的外壁間隔固接有多個(gè)管棚導(dǎo)向管。

其中，還包括沿所述預(yù)制鋼套拱的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置的多個(gè)桁架，所述桁架的節(jié)點(diǎn)固接于所述預(yù)制鋼套拱的內(nèi)壁。

其中，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括頂部開(kāi)設(shè)有滑槽的C形導(dǎo)軌，所述拱腳為T(mén)形結(jié)構(gòu)，所述拱腳的橫端滑動(dòng)嵌設(shè)于所述滑槽內(nèi)，所述拱腳的豎端向上伸出所述C形導(dǎo)軌。

其中，所述拱腳的橫端的兩側(cè)均安裝有滑輪，所述滑輪滑動(dòng)連接于所述滑槽。