CN112459801A - 一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，包括以下步骤：一、施工第一个单元段上台阶；二、施工第二个单元段上台阶；三、施工第一个单元段下台阶；四、施工第i个单元段上台阶；五、施工第i‑1个单元段下台阶；六、重复步骤四至步骤五，直至完成第K个单元段上台阶的开挖和第K‑1个单元段下台阶的开挖；七、施工第K个单元段下台阶。本发明通过将悬臂掘进机应用于临近运营线单线隧道的施工中，以非爆破法开挖隧道，避免爆破振动对运营线的影响，每天可多循环开挖支护施工，能够有效保证营业线安全，有效的控制了隧道超挖，减少了初期支护喷射混凝土用量，降低了施工成本投入，解决了传统钻爆法难以解决的混凝土超耗施工难题。

Description

一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法

技术领域

本发明属于隧道开挖施工技术领域，具体涉及一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法。

背景技术

21世纪是地下空间的世纪，近几十年来，随着生产的不断发展和人民社会活动的要求的提高，机械化水平需逐渐提高，以满足生产和人民生活日益增长的需求。目前国内隧道施工依旧常采用爆破进行，在隧道的开挖过程中，遇到开挖断面大且隧道周围的围岩为软弱围岩的情况下，采用钻爆法施工的话，对隧道周围的围岩的扰动大，并且经常因为爆破影响岩体稳定性，造成灾害；另外，爆破施工超欠挖情况难以控制；再有爆破产生有害气体，不利于隧道施工环境的改善，对其邻近营业线隧道影响较大。因此，研究一种既能减小对围岩的扰动，又能安全施工的方法，十分必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其通过将悬臂掘进机应用于临近运营线单线隧道的施工中，以非爆破法开挖隧道，避免爆破振动对运营线的影响，每天可多循环开挖支护施工，提高了施工进度，保证了营业线安全；充分发挥了围岩的自稳能力，有效的控制了隧道超挖，减少了初期支护喷射混凝土用量，降低了施工成本投入，解决了传统钻爆法难以解决的混凝土超耗施工难题；同时使临时作业平台与悬臂掘进机相配合进行已开挖隧道的支护，能有效解决悬臂掘进机开挖作业与隧道其它工序施工的配套问题，有力推动了隧道机械化施工进程。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于，采用两台阶法分K个单元段对待施工单线隧道进行循环开挖，其中，K为正整数且K≥3，一个单元段长度为20m～30m；该方法包括以下步骤：

步骤一、施工第一个单元段上台阶，具体过程如下：

步骤101、第一个单元段上台阶开挖：在待施工单线隧道的洞口修筑辅助坡道，驱动悬臂挖掘机沿辅助坡道运行至第一个单元段上台阶的后侧，采用悬臂挖掘机由后向前对第一个单元段上台阶进行开挖；

步骤102、第一个单元段上台阶支护：驱动悬臂挖掘机向后移动至第一个单元段上台阶后侧，将悬臂挖掘机调整至隧道中线位置，并将悬臂挖掘机的机臂调平，在机臂上安装临时作业平台，支护作业人员位于所述临时作业平台内对第一个单元段上台阶进行支护后，拆除临时作业平台；

所述临时作业平台包括底板和多个支撑在底板底部的槽钢扁担梁，所述槽钢扁担梁通过螺栓可拆卸的安装在悬臂掘进机的机臂上，多个所述槽钢扁担梁沿悬臂掘进机的机臂的延伸方向呈等间距布设，每个所述槽钢扁担梁均呈水平布设且其均与悬臂掘进机的机臂相互垂直，相邻两个所述槽钢扁担梁之间连接有多个用于支撑底板的支撑杆，所述支撑杆与槽钢扁担梁相互垂直；

步骤二、施工第二个单元段上台阶：驱动悬臂挖掘机继续向前移动对第二个单元段上台阶进行开挖，同时按照步骤102所述的方法完成第二个单元段上台阶的支护；

步骤三、施工第一个单元段下台阶：驱动悬臂挖掘机向后退回至辅助坡道的坡底，挖除辅助坡道，同时采用悬臂挖掘机向前移动进行第一个单元段下台阶的开挖，同时按照步骤102所述的方法完成第一个单元段下台阶的支护；

步骤四、施工第i个单元段上台阶：在第i-1个单元段下台阶的后侧修筑悬臂挖掘机用辅助坡道，按照步骤一所述的方法施工第i个单元段上台阶，其中，i为正整数且3≤i≤K；

步骤五、施工第i-1个单元段下台阶：当第i个单元段上台阶施工完成后，按照步骤三所述的方法施工第i-1个单元段下台阶；当第i-1个单元段下台阶施工完成后，及时施工第i-2个单元段的仰拱和二衬；

步骤六、重复步骤四至步骤五，直至完成第K个单元段上台阶的开挖和第K-1个单元段下台阶的开挖；

步骤七、施工第K个单元段下台阶：按照步骤三所述的方法施工第K个单元段下台阶；当第K个单元段下台阶施工完成后，及时施工第K-1个单元段和第K个单元段的仰拱和二衬。

上述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：步骤101中进行第一个单元段上台阶开挖时，先采用悬臂挖掘机对第一个单元段上台阶的中部进行S型开挖，当第一个单元段上台阶的中部开挖完成后，再采用悬臂挖掘机从第一个单元段上台阶的拱顶向两侧修挖单线隧道上部轮廓。

上述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：采用悬臂挖掘机对第一个单元段上台阶的中部进行S型开挖时，在同一断面内采用由上至下的顺序由第一个单元段上台阶的拱顶向第一个单元段上台阶的底部进行开挖。

上述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：步骤三中进行第一个单元段下台阶开挖时，先采用悬臂挖掘机对第一个单元段下台阶的中部进行S型开挖，当第一个单元段下台阶的中部开挖完成后，再采用悬臂挖掘机在第一个单元段下台阶的两侧修挖单线隧道下部轮廓；其中，第一个单元段下台阶的中部S型开挖方法与第一个单元段上台阶的中部S型开挖方法相同。

上述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：步骤101中进行第一个单元段上台阶开挖过程中，驱动悬臂掘进机的左侧液压星轮和右侧液压星轮旋转，左侧液压星轮叶片和右侧液压星轮叶片将开挖的土石拨入悬臂掘进机机体运输机槽内，然后通过刮板运输机将土石输送至自卸车货箱内，进而通过自卸车将土石运输至弃碴区。

上述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：步骤102中的支撑杆的上端与槽钢扁担梁的上端平齐，每个所述槽钢扁担梁上均设置有多个用于对支撑杆进行限位的限位件。

上述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：步骤102中的每个所述槽钢扁担梁的两端分别设置有一个竖向防护栏杆，相邻两个所述竖向防护栏杆之间均连接有多个连接杆，所述连接杆与竖向防护栏杆相互垂直。

上述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：所述槽钢扁担梁的两端分别设置有两个对竖向防护栏杆进行定位和导向的导向套筒，所述竖向防护栏杆的下端插入至导向套筒内，所述导向套筒上沿其周向设置有多个锁紧件。

上述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：所述连接杆通过连接扣件安装在两个相邻的竖向防护栏杆之间。

上述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：步骤四中所施工的仰拱端头距待开挖的单元段下台阶后侧断面的距离不小于25m。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过采用悬臂掘进机进行临近运营线单线隧道的施工，能确保隧道开挖过程中的围岩稳定，隧道开挖过程中对运营线隧道无任何安全影响，确保了运营线隧道的安全，每天可多循环施工作业，能有效提高施工进度，同时悬臂掘进机作业还能有效改善隧道洞内作业环境。

2、本发明通过将待施工的单线隧道分多个单元段进行推进，同时采用两台阶法进行循环的开挖，对周边围岩损伤小，无掉块现象，充分发挥了围岩的自稳能力，有效的控制了隧道超挖，减少了初期支护喷射混凝土用量，降低了施工成本投入，解决了传统钻爆法难以解决的混凝土超耗施工难题。

3、本发明在进行单线隧道的循环开挖过程中，通过在悬臂掘进机的机臂上安装可拆卸的临时作业平台，临时作业平台可随着悬臂掘进机进行灵活的移动，便于支护作业人员站立在临时作业平台内对已开挖段进行支护，不受空间限制，能有效解决悬臂掘进机开挖作业与隧道其它工序施工的配套问题，同时临时作业平台拆卸方便，能有效提高施工效率。

综上所述，本发明通过将悬臂掘进机应用于临近运营线单线隧道的施工中，以非爆破法开挖隧道，避免爆破振动对运营线的影响，每天可多循环开挖支护施工，保证了营业线安全；充分发挥了围岩的自稳能力，有效的控制了隧道超挖，减少了初期支护喷射混凝土用量，降低了施工成本投入，解决了传统钻爆法难以解决的混凝土超耗施工难题；同时使临时作业平台与悬臂掘进机相配合进行已开挖隧道的支护，能有效解决悬臂掘进机开挖作业与隧道其它工序施工的配套问题，有力推动了隧道机械化施工进程。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的流程框图。

图2为本发明单线隧道开挖后的纵断面图。

图3为本发明单元段上台阶的S型开挖横断面图。

图4为本发明单元段下台阶的S型开挖横断面图。

图5为本发明临时作业平台在悬臂挖掘机机臂上的安装结构示意图。

图6为本发明临时作业平台的结构示意图。

图7为图6的左视图。

图8为图6去掉底板后的俯视图。

附图标记说明:

1—上部洞体； 2—下部洞体； 3—辅助坡道；

4—仰拱； 5—机臂； 6—槽钢扁担梁；

7—连接扣件； 8—支撑杆； 9—底板；

10—竖向防护栏杆； 11—连接杆； 12—导向套筒；

13—锁紧件； 14—限位件。

具体实施方式

如图1至图8所示的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，采用两台阶法分K个单元段对待施工单线隧道进行循环开挖，其中，K为正整数且K≥3，一个单元段长度为20m～30m；该方法包括以下步骤：

实际使用时，进行临近运营线单线隧道的施工时，通过悬臂挖掘机采用两台阶法进行循环的开挖，对周边围岩损伤小，无掉块现象，充分发挥了围岩的自稳能力，有效的控制了隧道超挖，减少了初期支护喷射混凝土用量，降低了施工成本投入，解决了传统钻爆法难以解决的混凝土超耗施工难题，隧道开挖过程中对运营线隧道无任何安全影响，确保了运营线隧道的安全，每天可多循环施工作业，能有效提高施工进度。

步骤一、施工第一个单元段上台阶，具体过程如下：

步骤101、第一个单元段上台阶开挖：在待施工单线隧道的洞口修筑悬臂挖掘机用辅助坡道3，驱动悬臂挖掘机沿辅助坡道3运行至隧道洞口处的第一个单元段上台阶的后侧，驱动悬臂挖掘机沿隧道开挖轮廓线的上部节段由隧道洞口向前开挖一个单元段长度后，完成第一个单元段上台阶开挖；

本实施例中，在初期支护表面环向安装红外光栅定位装置，并进行粗定位，后经全站仪及红外光栅定位装置360度旋转螺杆进行精确定位，准确投射出隧道开挖轮廓线。

具体实施时，为了便于悬臂掘进机的开挖，同时确保隧道开挖过程中的围岩稳定，将隧道开挖轮廓线通过一个水平线一分为二，使所述隧道开挖轮廓线分为隧道开挖轮廓线的上部节段和隧道开挖轮廓线的下部节段，进而实现单线隧道的两台阶法开挖；其中隧道开挖轮廓线的上部节段所围设的隧道洞体为上部洞体1，隧道开挖轮廓线的下部节段所围设的隧道洞体为下部洞体2，所有的单元段上台阶均为上部洞体1，所有的单元段下台阶均为下部洞体2。

实际使用时，所述辅助坡道3紧贴待施工的单元段下台阶的后侧断面布设，所述辅助坡道3的顶部与隧道开挖轮廓线的下部节段的顶部平齐；修筑辅助坡道时，采用开挖出的废渣进行修筑，辅助坡道的坡面沿远离掌子面的一侧向靠近掌子面的一侧逐渐升高，便于悬臂挖掘机沿着辅助坡道移动至待施工单元段的前侧。

需要说明的是，单元段上台阶的开挖断面为拱形，单元段下台阶的开挖断面为矩形，单元段上台阶的最大高度不小于单元段下台阶的高度。

具体实施时，通过先开挖单元段上台阶再开挖单元段下台阶，单元段上台阶与单元段下台阶交替开挖的施工方法，能有效降低隧道开挖过程中的安全风险，同时能够解决传统隧道开挖方法存在单次开挖距离短的问题，进而能有效提高施工效率。

步骤102、第一个单元段上台阶支护：当第一个单元段上台阶开挖完成后，将悬臂挖掘机调整至隧道中线位置，并将悬臂挖掘机的机臂5调平，支护作业人员在悬臂掘进机的机臂5上安装可拆卸的临时作业平台，支护作业人员位于所述临时作业平台内对第一个单元段上台阶对应的隧道壁进行支护，完成第一个单元段上台阶位置的支护后，拆除临时作业平台；

如图5至图8所示，所述临时作业平台包括底板9和多个支撑在底板9底部的槽钢扁担梁6，所述槽钢扁担梁6通过螺栓可拆卸的安装在悬臂掘进机的机臂5上，多个所述槽钢扁担梁6沿悬臂掘进机的机臂5的延伸方向呈等间距布设，每个所述槽钢扁担梁6均呈水平布设且其均与悬臂掘进机的机臂5相互垂直，相邻两个所述槽钢扁担梁6之间连接有多个用于支撑底板9的支撑杆8，所述支撑杆8与槽钢扁担梁6相互垂直；

实际使用时，软弱围岩需施做超前导管，安装钢架、安装钢筋网片、施做锚杆等支护作业内容，因此当一个单元段上台阶开挖完成后，需要及时对已施工单元段上台阶对应的隧道壁进行支护，受单线隧道空间限制，采用一种可拆卸的临时作业平台与悬臂掘进机配套作业完成单线隧道的支护，能有效解决悬臂掘进机开挖作业与隧道其它工序施工的配套问题；同时临时作业平台拆卸方便，能有效提高施工效率；通过将临时作业平台安装在悬臂掘进机的机臂上，临时作业平台可随着悬臂掘进机前移，进而便于快速完成长距离支护作业。

具体实施时，进行待施工的单元段上台阶的开挖时，当开挖单元段上台阶后形成的上部掌子面与隧道洞口之间的距离、或者开挖单元段上台阶后形成的上部掌子面与上一次开挖单元段下台阶后形成的下部掌子面之间的距离为50m时，停止单元段上台阶的单次开挖。

本实施例中，施工前，首先在待施工单线隧道的洞口平整组装场地，将悬臂掘进机整机组件装运至隧道洞口并进行组装；采用平板货车将悬臂掘进机整机组件装运至隧道洞口，悬臂掘进机整机组件包括履带及履带架、主机、铲板、输送带、悬臂和截割头，对悬臂掘进机进行组装时，首先将截割头和悬臂组装在一起，然后再按照履带及履带架、主机、铲板、输送带以及组装好的截割头和悬臂的顺序进行组装；隧道洞口提供20m长，15m宽的组装场地。

需要说明的是，悬臂掘进机的动力电源为1140V电源，因此要在隧道洞口安装变压器，输出1140V电压电源，将输出的1140V电压电源引接至隧道洞口专用配电箱，再将悬臂掘进机卷线盘高压电缆接入到此配电箱，接通电源。

具体实施时，悬臂掘进机进行隧道开挖时，采用吸尘装置将灰尘通过悬臂掘进机机体内部的雾化装置，把灰尘变为泥水，在悬臂掘进机尾端连接排污软管，将泥水引排至洞口沉淀池，能有效改善隧道洞内作业环境；通过机械化减少了作业人员数量，有力的推进了隧道机械化施工进程。

实际使用时，悬臂掘进机需提供水源，一是对机体和截割头进行降温，二是机体内的雾化装置需要雾化水；采用供水软管一端连接至机体供水管口，另外一端连接至隧道施工供水管完成机体供水。

实际使用时，槽钢扁担梁6的数量优选的为三个，三个槽钢扁担梁6均紧贴机臂5的上侧布设，三个槽钢扁担梁6布设在同一水平面上，悬臂掘进机的机臂5两侧上部均焊接有多个供螺栓安装的耳板，进行槽钢扁担梁6的安装时，通过螺栓将槽钢扁担梁6的两端分别和与其对应的耳板紧固连接，便于对槽钢扁担梁6进行拆卸。

具体实施时，支撑底板9为铺设在三个槽钢扁担梁6上部的钢筋网片，钢筋网片作为施工人员触地平台，需要具有足够的强度。

需要说明的是，通过在相邻两个槽钢扁担梁6之间连接支撑杆8，能够提高槽钢扁担梁6的结构强度和整体稳定性，同时还能够为底板9提供足够的支撑力，避免底板9上承载的载荷较大，使底板9发生损坏。

步骤二、施工第二个单元段上台阶：驱动悬臂挖掘机沿隧道开挖轮廓线的上部节段继续向前开挖一个单元段长度后，完成第二个单元段上台阶的开挖，同时按照步骤102所述的方法完成第二个单元段上台阶的支护；

步骤三、施工第一个单元段下台阶：驱动悬臂挖掘机沿辅助坡道3退回至辅助坡道3的坡底，通过悬臂挖掘机挖除辅助坡道3，同时沿隧道开挖轮廓线的下部节段继续向前开挖一个单元段长度后，完成第一个单元段下台阶开挖，同时按照步骤102所述的方法完成第一个单元段下台阶支护；

实际使用时，进行单元段下台阶的跟进开挖时，当开挖单元段下台阶后形成的下部掌子面与上一次开挖单元段上台阶后形成的上部掌子面之间的距离为25m时，停止单元段下台阶的单次开挖。

需要说明的是，当单元段下台阶开挖完成后，需要对上一次完成的已施工单元段上台阶位置的支护结构进行续接，完成所施工单线隧道内该位置处的整体支护。

实际使用时，在进行隧道的初次开挖时，先开挖前两个单元段上台阶，然后再开挖第一个单元段下台阶，能够保证后续在单元段上台阶和单元段下台阶的交替开挖时，始终保证单元段上台阶开挖面和单元段下台阶开挖面之间的距离不小于25m，进而保证整个隧道开挖过程中，隧道的稳定性。

步骤四、施工第i个单元段上台阶：在第i-1个单元段下台阶的后侧修筑悬臂挖掘机用辅助坡道3，按照步骤一所述的方法施工第i个单元段上台阶，其中，i为正整数且3≤i≤K；

步骤五、施工第i-1个单元段下台阶：当第i个单元段上台阶施工完成后，按照步骤三所述的方法施工第i-1个单元段下台阶；当第i-1个单元段下台阶施工完成后，及时施工第i-2个单元段的仰拱4和二衬；

实际使用时，进行单元段的仰拱4和二衬施工时，始终保证施工的仰拱4和二衬与待施工的单元段下台阶之间始终保持一个单元段长度的间隔，能够为悬臂挖掘机提供一定的活动区间，同时还能够保证隧道的施工效率。

具体实施时，当第i-1个单元段下台阶施工完成后，在施工第i+1个单元段上台阶的同时，在第i-2个已开挖的单元段内施工仰拱4和二衬，能有效保证整个隧道的开挖效率。

步骤六、重复步骤四至步骤五，直至完成第K个单元段上台阶的开挖和第K-1个单元段下台阶的开挖；

实际使用时，多次重复步骤四至步骤五，当第K个单元段上台阶和第K-1个单元段下台阶施工完成后，单线隧道内第K-2个单元段之后的部分的仰拱4和二衬均施工完成。

步骤七、施工第K个单元段下台阶：当第K-1个单元段下台阶施工完成后，按照步骤三所述的方法施工第K个单元段下台阶，完成整个待施工单线隧道的开挖；最后施工第K-1个单元段和第K个单元段的仰拱4和二衬，完成整个待施工单线隧道的施工。

本实施例中，步骤101中进行第一个单元段上台阶开挖时，先采用悬臂挖掘机对第一个单元段上台阶的中部进行S型开挖，当第一个单元段上台阶的中部开挖完成后，再采用悬臂挖掘机从第一个单元段上台阶的拱顶向两侧修挖单线隧道上部轮廓。

实际使用时，先开挖单元段上台阶的中部有利于保证周边围岩的稳定，也有利于悬臂挖掘的截割头快速进入截割形成临空面；通过S型开挖的方法迅速开挖完成中部围岩，再将周边围岩修凿平整、圆顺，完成开挖，对周边围岩损伤较小，充分发挥了隧道周边围岩的自稳能力，开挖轮廓整齐，平顺，减少了超挖量，减少初期支护混凝土超耗数量，控制了施工成本投入。

如图3所示，本实施例中，采用悬臂挖掘机对第一个单元段上台阶的中部进行S型开挖时，在同一断面内采用由上至下的顺序由第一个单元段上台阶的拱顶向第一个单元段上台阶的底部进行开挖。

实际使用时，对单元段上台阶中部进行的S型开挖指的是在同一开挖断面内，沿单线隧道的纵向由前至后依次开挖；S型开挖采用由上至下的顺序，能够避免开挖过程中发生掉块现象，确保施工安全。

如图4所示，本实施例中，步骤三中进行第一个单元段下台阶开挖时，先采用悬臂挖掘机对第一个单元段下台阶的中部进行S型开挖，当第一个单元段下台阶的中部开挖完成后，再采用悬臂挖掘机在第一个单元段下台阶的两侧修挖单线隧道下部轮廓；其中，第一个单元段下台阶的中部S型开挖方法与第一个单元段上台阶的中部S型开挖方法相同。

实际使用时，先采用悬臂挖掘机对单元段下台阶的中部进行S型开挖时，在同一断面内采用由上至下的顺序进行开挖，再采用悬臂挖掘机修挖单线隧道下部轮廓时，也采用由上至下的顺序依次进行修挖。

本实施例中，步骤101中进行第一个单元段上台阶开挖过程中，驱动悬臂掘进机的左侧液压星轮和右侧液压星轮旋转，左侧液压星轮叶片和右侧液压星轮叶片将开挖的土石拨入悬臂掘进机机体运输机槽内，然后通过刮板运输机将土石输送至自卸车货箱内，进而通过自卸车将土石运输至弃碴区。

实际使用时，驱动悬臂掘进机、刮板运输机和自卸车相配合，能够将已开挖单线隧道内的土渣运输至弃碴区，能实现隧道开挖过程中土渣的自动化运输，进而能有效节省人力，提高施工效率。

本实施例中，步骤102中的支撑杆8的上端与槽钢扁担梁6的上端平齐，每个所述槽钢扁担梁6上均设置有多个用于对支撑杆8进行限位的限位件14。

实际使用时，支撑杆8的上端与槽钢扁担梁6的上端平齐，能够保证底板9的支撑效果，底板9平铺在槽钢扁担梁6和支撑杆8组成的网架结构的上部。

需要说明的是，槽钢扁担梁6的开口朝上布设，槽钢扁担梁6的每一侧槽壁上均开设有多个供支撑杆8卡装的卡槽，所述卡槽内设置有用于对支撑杆8进行限位和固定的限位件14，限位件14为设置在卡槽内的竖杆，支撑杆8的两端分别开设有一个供限位件14卡装的腰形槽；进行支撑杆8的安装时，只需要将支撑杆8的两端分别置于两个槽钢扁担梁6对应的卡槽内，然后使限位件14从支撑杆8上的腰形槽内伸入至支撑杆8内，能有效提高支撑杆8和槽钢扁担梁6的装配效率。

本实施例中，步骤102中的每个所述槽钢扁担梁6的两端分别设置有一个竖向防护栏杆10，相邻两个所述竖向防护栏杆10之间均连接有多个连接杆11，所述连接杆11与竖向防护栏杆10相互垂直。

实际使用时，通过在槽钢扁担梁6上设置竖向防护栏杆10，便于通过连接杆11将多个竖向防护栏杆10围成一个整体，进而提高整个临时作业平台的安全性，保证施工人员的人身安全。

本实施例中，所述槽钢扁担梁6的两端分别设置有两个对竖向防护栏杆10进行定位和导向的导向套筒12，所述竖向防护栏杆10的下端插入至导向套筒12内，所述导向套筒12上沿其周向设置有多个锁紧件13。

实际使用时，竖向防护栏杆10优选的为圆形钢管，导向套筒12为圆形套筒，导向套筒12焊接在槽钢扁担梁6上，导向套筒12的内径略大于竖向防护栏杆10的外径，能够保证竖向防护栏杆10能够快速插入至导向套筒12内，同时竖向防护栏杆10不会轻易从导向套筒12内脱离。

具体实施时，锁紧件13为安装在导向套筒12上的紧固螺钉，导向套筒12上开设有与锁紧件13相配合的螺纹孔，通过拧紧紧固螺钉，紧固螺钉向导向套筒12内旋进，进而顶紧导向套筒12内的竖向防护栏杆10，实现对竖向防护栏杆10的锁紧。

本实施例中，所述连接杆11通过连接扣件7安装在两个相邻的竖向防护栏杆10之间。

实际使用时，连接扣件7优选的为直角扣件，便于连接杆11的安装和拆卸。

本实施例中，步骤四中所施工的仰拱4端头距待开挖的单元段下台阶后侧断面的距离不小于25m。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于，采用两台阶法分K个单元段对待施工单线隧道进行循环开挖，其中，K为正整数且K≥3，一个单元段长度为20m～30m；该方法包括以下步骤：

步骤一、施工第一个单元段上台阶，具体过程如下：

步骤101、第一个单元段上台阶开挖：在待施工单线隧道的洞口修筑辅助坡道(3)，驱动悬臂挖掘机沿辅助坡道(3)运行至第一个单元段上台阶的后侧，采用悬臂挖掘机由后向前对第一个单元段上台阶进行开挖；

步骤102、第一个单元段上台阶支护：驱动悬臂挖掘机向后移动至第一个单元段上台阶后侧，将悬臂挖掘机调整至隧道中线位置，并将悬臂挖掘机的机臂(5)调平，在机臂(5)上安装临时作业平台，支护作业人员位于所述临时作业平台内对第一个单元段上台阶进行支护后，拆除临时作业平台；

所述临时作业平台包括底板(9)和多个支撑在底板(9)底部的槽钢扁担梁(6)，所述槽钢扁担梁(6)通过螺栓可拆卸的安装在悬臂掘进机的机臂(5)上，多个所述槽钢扁担梁(6)沿悬臂掘进机的机臂(5)的延伸方向呈等间距布设，每个所述槽钢扁担梁(6)均呈水平布设且其均与悬臂掘进机的机臂(5)相互垂直，相邻两个所述槽钢扁担梁(6)之间连接有多个用于支撑底板(9)的支撑杆(8)，所述支撑杆(8)与槽钢扁担梁(6)相互垂直；

步骤二、施工第二个单元段上台阶：驱动悬臂挖掘机继续向前移动对第二个单元段上台阶进行开挖，同时按照步骤102所述的方法完成第二个单元段上台阶的支护；

步骤三、施工第一个单元段下台阶：驱动悬臂挖掘机向后退回至辅助坡道(3)的坡底，挖除辅助坡道(3)，同时采用悬臂挖掘机向前移动进行第一个单元段下台阶的开挖，同时按照步骤102所述的方法完成第一个单元段下台阶的支护；

步骤四、施工第i个单元段上台阶：在第i-1个单元段下台阶的后侧修筑悬臂挖掘机用辅助坡道(3)，按照步骤一所述的方法施工第i个单元段上台阶，其中，i为正整数且3≤i≤K；

步骤五、施工第i-1个单元段下台阶：当第i个单元段上台阶施工完成后，按照步骤三所述的方法施工第i-1个单元段下台阶；当第i-1个单元段下台阶施工完成后，及时施工第i-2个单元段的仰拱(4)和二衬；

步骤六、重复步骤四至步骤五，直至完成第K个单元段上台阶的开挖和第K-1个单元段下台阶的开挖；

步骤七、施工第K个单元段下台阶：按照步骤三所述的方法施工第K个单元段下台阶；当第K个单元段下台阶施工完成后，及时施工第K-1个单元段和第K个单元段的仰拱和二衬。

2.按照权利要求1所述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：步骤101中进行第一个单元段上台阶开挖时，先采用悬臂挖掘机对第一个单元段上台阶的中部进行S型开挖，当第一个单元段上台阶的中部开挖完成后，再采用悬臂挖掘机从第一个单元段上台阶的拱顶向两侧修挖单线隧道上部轮廓。

3.按照权利要求2所述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：采用悬臂挖掘机对第一个单元段上台阶的中部进行S型开挖时，在同一断面内采用由上至下的顺序由第一个单元段上台阶的拱顶向第一个单元段上台阶的底部进行开挖。

4.按照权利要求3所述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：步骤三中进行第一个单元段下台阶开挖时，先采用悬臂挖掘机对第一个单元段下台阶的中部进行S型开挖，当第一个单元段下台阶的中部开挖完成后，再采用悬臂挖掘机在第一个单元段下台阶的两侧修挖单线隧道下部轮廓；其中，第一个单元段下台阶的中部S型开挖方法与第一个单元段上台阶的中部S型开挖方法相同。

5.按照权利要求1所述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：步骤101中进行第一个单元段上台阶开挖过程中，驱动悬臂掘进机的左侧液压星轮和右侧液压星轮旋转，左侧液压星轮叶片和右侧液压星轮叶片将开挖的土石拨入悬臂掘进机机体运输机槽内，然后通过刮板运输机将土石输送至自卸车货箱内，进而通过自卸车将土石运输至弃碴区。

6.按照权利要求1所述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：步骤102中的支撑杆(8)的上端与槽钢扁担梁(6)的上端平齐，每个所述槽钢扁担梁(6)上均设置有多个用于对支撑杆(8)进行限位的限位件(14)。

7.按照权利要求1所述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：步骤102中的每个所述槽钢扁担梁(6)的两端分别设置有一个竖向防护栏杆(10)，相邻两个所述竖向防护栏杆(10)之间均连接有多个连接杆(11)，所述连接杆(11)与竖向防护栏杆(10)相互垂直。

8.按照权利要求7所述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：所述槽钢扁担梁(6)的两端分别设置有两个对竖向防护栏杆(10)进行定位和导向的导向套筒(12)，所述竖向防护栏杆(10)的下端插入至导向套筒(12)内，所述导向套筒(12)上沿其周向设置有多个锁紧件(13)。

9.按照权利要求7所述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：所述连接杆(11)通过连接扣件(7)安装在两个相邻的竖向防护栏杆(10)之间。

10.按照权利要求1所述的一种基于悬臂挖掘机的临近运营线单线隧道的施工方法，其特征在于：步骤四中所施工的仰拱(4)端头距待开挖的单元段下台阶后侧断面的距离不小于25m。

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