一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備

《一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備》屬于基坑施工機(jī)械裝置及施工方法，具體涉及一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備。

截至2012年2月，中國(guó)國(guó)內(nèi)的隧道施工項(xiàng)目越來(lái)越多，特別是地鐵隧道的施工更是如雨后春筍般的在各大中城市中展開(kāi)。在未固結(jié)地層和軟巖地層隧道施工中，傳統(tǒng)的礦山法一般使用管棚注漿的方法進(jìn)行對(duì)隧道的加固，但由于管棚之間有一定的間距，且由于注漿壓力一般達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使得注漿效果大打折扣，這樣傳統(tǒng)的礦山法施工就很難保證隧道開(kāi)挖時(shí)的安全性。而在對(duì)地表沉降要求很?chē)?yán)格的城市地下工程施工中，大多采用盾構(gòu)（TBM）法施工，但由于盾構(gòu)法施工的成本大，需要的配套設(shè)施要求也很高，在中短隧道施工時(shí)，就不能顯示其經(jīng)濟(jì)性；另外，在硬巖爆破施工中，如何降低因爆破引起的震動(dòng)徑向傳播，也是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。所以我們迫切需要一種新的施工設(shè)備和方法來(lái)彌補(bǔ)這方面的不足。

圖1是《一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備》的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是《一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備》中主拱架的示意圖。

圖3是《一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備》中刀鞘與弧形拱架連接的示意圖。

圖4是《一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備》中鏈刀組件的示意圖。

圖5是鏈刀組件中鏈?zhǔn)角械逗玩溳喌氖疽鈭D。

圖6《一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備》中鏈刀組件與刀鞘連接的示意圖。

圖7是《一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備》中鏈刀刀座與刀鞘連接的示意圖。

2018年12月20日，《一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備》獲得第二十屆中國(guó)專(zhuān)利優(yōu)秀獎(jiǎng)。 2100433B

一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備操作說(shuō)明

參見(jiàn)圖1-圖7，環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備包括：機(jī)座25、主拱架、支護(hù)拱13、鏈刀組件1、注漿系統(tǒng)2、刀鞘4、混凝土噴射裝置8、渣土回收裝置9、軌道行走驅(qū)動(dòng)裝置10；所述主拱架和軌道行走驅(qū)動(dòng)裝置10設(shè)在所述機(jī)座26上，機(jī)座26上設(shè)有油缸底部支撐11，所述主拱架包括前后兩個(gè)與隧道斷面輪廓相適應(yīng)的弧形拱架6a、6b，弧形拱架6a、6b上設(shè)有所若干徑向油缸支撐7，弧形拱架6a、6b內(nèi)設(shè)有固定梁15；所述刀鞘4通過(guò)鉸鏈和第一伸縮機(jī)構(gòu)油缸17連接在移動(dòng)座5上，通過(guò)移動(dòng)座5與弧形拱架6a上的弧形導(dǎo)軌30滑動(dòng)配合，移動(dòng)座5上設(shè)有與弧形拱架6a上的弧形軌道30滑動(dòng)配合的刀鞘驅(qū)動(dòng)裝置；刀鞘驅(qū)動(dòng)裝置（參見(jiàn)圖3），包括設(shè)在移動(dòng)座5上的馬達(dá)28及連接在馬達(dá)28上的小齒輪29，小齒輪29與設(shè)在弧形拱架6a上的弧形齒條31嚙合，移動(dòng)座5通過(guò)卡槽32卡在弧形拱架6a的弧形導(dǎo)軌30上，移動(dòng)座5上的馬達(dá)28通過(guò)驅(qū)動(dòng)小齒輪29在弧形齒條31上行走帶動(dòng)移動(dòng)座5在弧形拱架6a上做弧形運(yùn)動(dòng)；所述鏈刀組件1（參見(jiàn)圖4、圖5），包括刀架26、設(shè)置在刀架26一端的馬達(dá)23，馬達(dá)23通過(guò)鏈輪21驅(qū)動(dòng)設(shè)在刀架26上的鏈?zhǔn)角械?0；如圖6、圖7所示，鏈刀組件1通過(guò)鏈刀刀座3與刀鞘4上的縱向軌道36配合（參見(jiàn)圖6），鏈刀刀座3固定在鏈刀組件1的刀架26上，鏈刀刀座3通過(guò)卡板16卡在刀鞘4上的縱向?qū)к?6上；與鏈刀組件1連接的鏈刀刀座3上設(shè)有與刀鞘4配合的鏈刀組件驅(qū)動(dòng)裝置，鏈刀組件驅(qū)動(dòng)裝置（參見(jiàn)圖7）包括設(shè)在刀座3上的馬達(dá)33及小齒輪34和設(shè)在刀鞘4上的齒條35，刀座3上的馬達(dá)33通過(guò)驅(qū)動(dòng)小齒輪34在齒條35上行走帶動(dòng)刀座3沿刀鞘4運(yùn)動(dòng)；所述注漿系統(tǒng)2（參見(jiàn)圖4、6）設(shè)在鏈刀組件1的一側(cè)，注漿系統(tǒng)2上設(shè)有卡套24、擋板27和注漿管19，通過(guò)卡套24與鏈刀組件1刀架26上的滑軌22配合，用擋板27封堵開(kāi)挖的槽口，通過(guò)注漿管19與混凝土泵送系統(tǒng)連接，在注漿系統(tǒng)2與鏈刀組件1之間設(shè)有第二伸縮機(jī)構(gòu)油缸18；所述混凝土噴射裝置8（參見(jiàn)圖2）通過(guò)二維定位機(jī)構(gòu)設(shè)在弧形拱架6a、6b內(nèi)的固定梁15上位于弧形拱架6b的后面，二維定位機(jī)構(gòu)由橫軌14a和縱軌14b以及定位驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成，其中橫軌14a設(shè)在固定梁15上，縱軌14b設(shè)在橫軌14a上，混凝土噴射裝置8設(shè)在縱軌14b上；定位驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)縱軌14b沿橫軌14a運(yùn)動(dòng)的馬達(dá)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)混凝土噴射裝置8沿縱軌14b運(yùn)動(dòng)的馬達(dá)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)；所述渣土回收裝置9為常規(guī)裝置設(shè)在機(jī)座26的后面；所述支護(hù)拱13通過(guò)第三伸縮機(jī)構(gòu)油缸12設(shè)置在弧形拱架6a前面。

一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備工作原理

《一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備》設(shè)備的工作原理：整機(jī)沿隧道內(nèi)的軌道行走，在隧道掌子面前就位，機(jī)座26上的油缸底部支撐11和弧形拱架6a徑向油缸支撐7伸出頂在掌子面和隧道壁上，對(duì)整機(jī)起穩(wěn)定支持作用；第三伸縮機(jī)構(gòu)油缸12將支護(hù)拱13推到掌子面上對(duì)掌子面起穩(wěn)定支持作用，然后鏈刀組件1的馬達(dá)23啟動(dòng)，帶動(dòng)鏈輪21水平轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)油缸17調(diào)整刀鞘4的上下位置，通過(guò)鏈刀組件驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)刀座3沿著刀鞘4上的縱向?qū)к?6滑動(dòng)，帶著鏈刀組件1緩慢向前伸出，并插入掌子面的土壤里面對(duì)土壤進(jìn)行切削，插入到預(yù)定的深度之后，通過(guò)刀鞘驅(qū)動(dòng)裝置使與刀鞘4連接的移動(dòng)座5沿著弧形拱架6a上的弧形軌道30運(yùn)動(dòng)，通過(guò)刀鞘4帶動(dòng)鏈刀組件1進(jìn)行環(huán)向切割，當(dāng)切割到預(yù)定位置時(shí)，注漿系統(tǒng)2通過(guò)油缸18的推動(dòng)進(jìn)入到鏈刀組件1挖出來(lái)的槽內(nèi)，注漿系統(tǒng)2上的擋板27將挖出的槽口封住，由注漿管19對(duì)挖出的槽進(jìn)行注漿工作，所注的混凝土含有添加劑能在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)凝固成形，注漿后通過(guò)刀鞘4繼續(xù)沿著弧形拱架6a做環(huán)向運(yùn)動(dòng)使鏈刀組件1對(duì)土壤不斷切削，注漿系統(tǒng)2則不斷對(duì)切除的空間進(jìn)行填充；直到工作預(yù)定的范圍，到達(dá)終點(diǎn)位置后，鏈刀刀座3沿著刀鞘4上的縱向?qū)к?6往回移動(dòng)，帶動(dòng)鏈刀組件1從土壤中慢慢抽出；則此時(shí)在切割過(guò)的范圍已經(jīng)形成了一個(gè)混凝土的拱殼，在一定的凝固時(shí)間后就可以起到一個(gè)支護(hù)作用，可以在拱殼之下對(duì)隧道進(jìn)行了開(kāi)挖，開(kāi)挖過(guò)程中可將渣土等通過(guò)渣土回收裝置9輸送出去；挖完之后，底部油缸支撐11收起來(lái)，啟動(dòng)支撐行走驅(qū)動(dòng)裝置10使得整機(jī)在軌道上移動(dòng)到預(yù)定位置，然后繼續(xù)之前的動(dòng)作進(jìn)行下一環(huán)的工作，在此工作期間啟動(dòng)混凝土噴射裝置8通過(guò)二維定位機(jī)構(gòu)可做前后左右運(yùn)動(dòng)，對(duì)前面的拱開(kāi)始混凝土噴射進(jìn)行隧道的二次襯砌。

一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備專(zhuān)利目的

《一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備》的目的是提供一種自動(dòng)化程度高，施工質(zhì)量好，成本低的環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備。

一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備技術(shù)方案

《一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備》提供的環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備包括：機(jī)座、主拱架、支護(hù)拱、鏈刀組件、注漿系統(tǒng)、刀鞘、混凝土噴射裝置、渣土回收裝置、軌道行走驅(qū)動(dòng)裝置；所述主拱架和軌道行走驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在所述機(jī)座上，機(jī)座上設(shè)有底部支撐，所述主拱架包括至少一個(gè)與隧道斷面輪廓相適應(yīng)的弧形拱架，弧形拱架上設(shè)有若干徑向支撐，所述刀鞘通過(guò)鉸鏈和第一伸縮機(jī)構(gòu)連接在移動(dòng)座上，通過(guò)移動(dòng)座與弧形拱架上的弧形軌道滑動(dòng)配合，移動(dòng)座上設(shè)有驅(qū)動(dòng)移動(dòng)座沿弧形拱架上的弧形軌道運(yùn)動(dòng)的刀鞘驅(qū)動(dòng)裝置；所述鏈刀組件通過(guò)鏈刀刀座與刀鞘上的縱向軌道配合，鏈刀刀座上設(shè)有驅(qū)動(dòng)鏈刀刀座沿刀鞘上的縱向軌道運(yùn)動(dòng)的鏈刀組件驅(qū)動(dòng)裝置；所述注漿系統(tǒng)設(shè)在鏈刀組件上，在注漿系統(tǒng)與鏈刀組件之間設(shè)有第二伸縮機(jī)構(gòu)，所述混凝土噴射裝置設(shè)在主拱架的后面，所述渣土回收裝置設(shè)在機(jī)座的后面，所述支護(hù)拱通過(guò)第三伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)置在弧形拱架前面。

所述主拱架包括前后兩個(gè)弧形拱架。

所述弧形拱架內(nèi)設(shè)有固定梁，固定梁上設(shè)有由橫軌和縱軌以及定位驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成的二維定位機(jī)構(gòu)，所述混凝土噴射裝置設(shè)在該二維定位機(jī)構(gòu)上。

所述刀鞘驅(qū)動(dòng)裝置和鏈刀組件驅(qū)動(dòng)裝置采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)。

一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備改善效果

《一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備》由于采用混凝土漿液與開(kāi)挖泥土的同步置換原理，清除開(kāi)挖泥土后立刻用混凝土漿液填補(bǔ)，避免了對(duì)頂部巖層的受力破壞，能有效降低地表沉降，實(shí)現(xiàn)精確開(kāi)挖，甚至零超挖，施工工藝簡(jiǎn)單，施工過(guò)程安全可靠和廣泛的適用性。

1.一種環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備，其特征是包括：機(jī)座、主拱架、支護(hù)拱、鏈刀組件、注漿系統(tǒng)、刀鞘、混凝土噴射裝置、渣土回收裝置、軌道行走驅(qū)動(dòng)裝置；所述主拱架和軌道行走驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在所述機(jī)座上，機(jī)座上設(shè)有底部支撐，所述主拱架包括至少一個(gè)與隧道斷面輪廓相適應(yīng)的弧形拱架，弧形拱架上設(shè)有若干徑向支撐，所述刀鞘通過(guò)鉸鏈和第一伸縮機(jī)構(gòu)連接在移動(dòng)座上，通過(guò)移動(dòng)座與弧形拱架上的弧形軌道滑動(dòng)配合，移動(dòng)座上設(shè)有驅(qū)動(dòng)移動(dòng)座沿弧形拱架上的弧形軌道運(yùn)動(dòng)的刀鞘驅(qū)動(dòng)裝置；所述鏈刀組件通過(guò)鏈刀刀座與刀鞘上的縱向軌道配合，鏈刀刀座上設(shè)有驅(qū)動(dòng)鏈刀刀座沿刀鞘上的縱向軌道運(yùn)動(dòng)的鏈刀組件驅(qū)動(dòng)裝置；所述注漿系統(tǒng)設(shè)在鏈刀組件上，在注漿系統(tǒng)與鏈刀組件之間設(shè)有第二伸縮機(jī)構(gòu)，所述混凝土噴射裝置設(shè)在主拱架的后面，所述渣土回收裝置設(shè)在機(jī)座的后面，所述支護(hù)拱通過(guò)第三伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)置在弧形拱架前面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備，其特征是所述主拱架包括前后兩個(gè)弧形拱架。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備，其特征是所述弧形拱架內(nèi)設(shè)有固定梁，固定梁上設(shè)有由橫軌和縱軌以及定位驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成的二維定位機(jī)構(gòu)，所述混凝土噴射裝置設(shè)在該二維定位機(jī)構(gòu)上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)形切削成拱預(yù)支護(hù)隧道施工成套設(shè)備，其特征是所述刀鞘驅(qū)動(dòng)裝置和鏈刀組件驅(qū)動(dòng)裝置采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)。

《一種先墻后拱交叉中隔壁的隧道施工方法》涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種先墻后拱交叉中隔壁的隧道施工方法。

一種先墻后拱交叉中隔壁的隧道施工方法專(zhuān)利目的

《一種先墻后拱交叉中隔壁的隧道施工方法》的目的就是要解決上述背景技術(shù)的不足，提供一種先墻后拱交叉中隔壁的隧道施工方法，以解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題。

一種先墻后拱交叉中隔壁的隧道施工方法技術(shù)方案

《一種先墻后拱交叉中隔壁的隧道施工方法》的技術(shù)方案為：一種先墻后拱交叉中隔壁的隧道施工方法，其特征在于，它包括以下步驟：

1）、施工左導(dǎo)洞和右導(dǎo)洞；

2）、在左導(dǎo)洞的底部向下施工左邊樁，在右導(dǎo)洞的底部向下施工右邊樁；

3）、在左導(dǎo)洞內(nèi)施工左縱梁，在右導(dǎo)洞內(nèi)施工右縱梁；

4）、從左導(dǎo)洞右側(cè)開(kāi)挖第一分部，并施工第一分部的第一拱部初期支護(hù)、第一中隔壁及第一水平支撐，第一水平支撐設(shè)置在左導(dǎo)洞和第一中隔壁之間；

5）、從右導(dǎo)洞左側(cè)開(kāi)挖第二分部，并施工第二分部的第二拱部初期支護(hù)、及第二水平支撐，第二拱部初期支護(hù)與第一拱部初期支護(hù)構(gòu)成隧道拱部初期支護(hù)，第二水平支撐設(shè)置在右導(dǎo)洞和第一中隔壁之間；

6）、從左邊樁右側(cè)、第一水平支撐下方開(kāi)挖第三分部，并施工第三分部的第二中隔墻和第三水平支撐，第二中隔墻上端與第一中隔壁下端連接，第三水平支撐設(shè)置在左邊樁和第二中隔墻之間；

7）、從右邊樁左側(cè)、第二水平支撐下方開(kāi)挖第四分部，并施工第四分部的第四水平支撐，第四水平支撐設(shè)置在右邊樁和第二中隔墻之間；

8）、按照步驟6、7向下開(kāi)挖，直至隧道全部開(kāi)挖完成；

9）、隧道開(kāi)挖完成后，分段拆除中隔墻、隧道內(nèi)的水平支撐及左導(dǎo)洞和右導(dǎo)洞侵入隧道范圍的結(jié)構(gòu)；

10）、鋪設(shè)防水板，澆筑二次襯砌，完成隧道結(jié)構(gòu)施工。

在上述方案中：

所述左邊樁和右邊樁采用人工挖孔樁或鉆孔灌注樁進(jìn)行施工。

所述左縱梁和右縱梁預(yù)留有與拱部初期支護(hù)、第一水平支撐和第二水平支撐相連接的預(yù)埋件。

所述第三水平支撐與左邊樁固定連接，所述第四水平支撐與左邊樁固定連接。

一種先墻后拱交叉中隔壁的隧道施工方法改善效果

《一種先墻后拱交叉中隔壁的隧道施工方法》適用于地質(zhì)條件差、埋深淺、寬度大且對(duì)施工沉降要求嚴(yán)格的隧道，可以將拱部荷載及時(shí)傳遞至承載能力極高的縱梁及邊樁上，有效減少施工期沉降，施工安全性高，且初期支護(hù)結(jié)構(gòu)整體性好，防水層能夠連續(xù)鋪設(shè)、整體澆筑二次襯砌，防水效果好，質(zhì)量有保障。