CN115822661A - 地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备，包括内筒体和同轴外筒体，内筒体和外筒体之间形成投放腔，投放腔内放置有多个临时管片，内筒体和同轴外筒体一端共同固定连接挡环，挡环一侧固定连接液压油缸，液压油缸的伸缩杆端头固定连接推块，内筒体设有通槽，内筒体端头转动连接转盘。本发明通过由通槽内推入临时管片，使用液压油缸端头的推块，将多个临时管片依次先推到转盘的外圆，通过导向槽与限位柱，对临时管片形成定位，并最终形成一个环状的临时支撑环，将临时支撑环推到盾构隧道段与矿山隧道段结合部位进行支撑，支撑结构稳定，且盾构刀片对支撑环方便切削，降低了盾构机由盾构隧道段进入矿山隧道段的难度。

Description

地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备及其施工 方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备及其施工方法。

背景技术

由于矿山隧道段要先于盾构隧道段较长一段时间完成，因此，矿山隧道段的掌子面长时间的暴露会使其稳定性逐渐变差，只靠对掌子面施做简单的喷浆支护不足以保证掌子面长期的稳定性，当盾构机到达后并推进至掌子面前方时，盾构机强大的推力作用使掌子面非常容易发生整体坍塌，造成掌子面附近的土层失稳。失稳后处理难度大，增加修建成本和施工风险。

为了为了保证掌子面的整体稳定性，现有技术如专利申请号为CN201310699942.9的地铁隧道中盾构隧道段与矿山隧道段结合部位的推进方法，其步骤是：A、施工完矿山隧道段后在其掌子面前方围岩内水平打入钢套筒，再对掌子面施做喷浆支护；B、紧贴喷浆支护绑扎分隔端头墙的玻璃纤维筋，且玻璃纤维筋与其后的环梁用钢筋绑扎连接，环梁用钢筋又与矿山隧道段的初期支护预留钢筋头焊接连接；再浇筑分隔端头墙和环梁；C、在矿山隧道段底部浇筑混凝土弧形导台；D、盾构机接近矿山隧道段时，降低推进速度，被收容于钢套筒之中。

上述装置在结合部打入圆形的钢套筒，钢套筒的壁薄支撑能力有限，若采用壁厚大的钢筒时，在盾构刀具切削时，又会加剧盾构刀具的损坏。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备，从而解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备，包括内筒体和同轴外筒体，内筒体和外筒体之间形成投放腔，所述投放腔内放置有多个临时管片，内筒体和同轴外筒体一端共同固定连接挡环，所述挡环一侧固定连接液压油缸，液压油缸的伸缩杆端头固定连接推块，所述内筒体设有通槽，所述内筒体端头转动连接转盘，转盘的外圆设有限位柱，限位柱用于限位临时管片。

优选地，所述限位柱呈半圆形柱，所述限位柱多个固定在转盘外圆，所述临时管片的内弧面设有导向槽，所述导向槽一端设有倒角，所述导向槽对应限位柱设置。

优选地，所述临时管片中部设有导向孔，所述导向孔一侧内壁设有凸台，所述凸台高出临时管片的侧面。

优选地，所述临时管片朝向液压油缸的一侧两端设有斜面，所述推块两端设有圆角。

优选地，所述投放腔的底部设有排渣管，所述排渣管内装有排渣绞龙。

优选地，所述内筒体的内弧面固定连接驱动电机，驱动电机的主轴固定连接齿轮，所述转盘的内侧固定连接内齿环，所述齿轮与内齿环相啮合。

优选地，所述内筒体一端固定连接支撑板，所述支撑板固定连接安装板，安装板设有安装孔，所述支撑板设有窗口。

本发明还公开一种隧道施工方法，采用上述施工设备进行隧道结合部施工。

本发明的优点在于：本发明所提供的地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备通过由通槽内推入临时管片，临时管片为钢纤维混凝土管片，使用液压油缸端头的推块，将多个临时管片依次先推到转盘的外圆，相邻两个临时管片通过榫卯结构嵌合，通过导向槽与限位柱，对临时管片形成定位，并最终形成一个环状的临时支撑环，将临时支撑环推到盾构隧道段与矿山隧道段结合部位进行支撑，支撑结构稳定，且盾构刀片对支撑环方便切削，并在最终切割贯穿到结合面后，通过推块将临时管片推离转盘，移除内筒体和同轴外筒体，降低了盾构机由盾构隧道段进入矿山隧道段的难度，提高工作效率。

本发明通过转盘转动，临时管片利用凸台向前旋转切除掘进，当环形切割面形成后，推块往前推进一个间距并将其中一个临时管片往前推进后，随着持续转动，相邻的下一个临时管片的斜面作用到推块的圆角上，使得后续的临时管片能够依次跟进的往前掘进，采用单个凸台作用，使得切屑时不会像多个凸台均插入土体内的切屑方式所受的阻力大，同时相邻临时管片凸台的伸出量依次增加，使得一个环形推进过程中，切屑层厚度可以分成多个薄层切屑，从而便于对土体进行切屑，切屑阻力小。

附图说明

图1是本发明的基本结构示意图；

图2是本发明的立体结构示意图；

图3是图2中的E处局部放大图；

图4是本发明立体结构示意图的另一视角视图；

图5是本发明中盾构隧道段与矿山隧道结合部的工作原理示意图；

图6是本发明临时管片的切屑原理示意图。

实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-6所示，本发明提供的地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备，包括内筒体1和同轴外筒体2，内筒体1和外筒体2之间形成投放腔3，所述投放腔3内放置有多个临时管片4，内筒体1和同轴外筒体2一端共同固定连接挡环5，所述挡环5一侧固定连接液压油缸6，液压油缸6的伸缩杆端头固定连接推块7，所述内筒体1设有通槽10，所述内筒体1端头转动连接转盘8，转盘8的外圆设有限位柱81，限位柱81用于限位临时管片4，所述内筒体1的内弧面固定连接驱动电机11，驱动电机11的主轴固定连接齿轮12，所述转盘8的内侧固定连接内齿环13，所述齿轮12与内齿环13相啮合。

所述限位柱81呈半圆形柱，所述限位柱81多个固定在转盘8外圆，所述临时管片4的内弧面设有导向槽82，所述导向槽82一端设有倒角，所述导向槽82对应限位柱81设置。

通过由通槽10内推入临时管片4，临时管片4为钢纤维混凝土管片，使用液压油缸6端头的推块7，将多个临时管片4依次先推到转盘8的外圆，相邻两个临时管片4通过榫卯结构13嵌合，通过导向槽82与限位柱81，对临时管片4形成定位，并最终形成一个环状的临时支撑环，将临时支撑环推到盾构隧道段与矿山隧道段结合部位进行支撑，支撑结构稳定，且盾构刀片对支撑环方便切削，并在最终切割贯穿到结合面后，通过推块7将临时管片4推离转盘8，移除内筒体1和同轴外筒体2，降低了盾构机111由盾构隧道段进入矿山隧道段的难度，提高工作效率。

进一步，所述临时管片4中部设有导向孔41，所述导向孔41一侧内壁设有凸台42，所述凸台42高出临时管片4的侧面，凸台42可以为螺栓固定的金属刀片，且相邻临时管片4凸台42的伸出量依次增加，在贯穿结合段时，可以通过通槽10对凸台42进行拆卸。

所述临时管片4朝向液压油缸6的一侧两端设有斜面43，所述推块7两端设有圆角44。

在矿山隧道段使用矿山法开挖后，在盾构隧道段与矿山隧道段结合部结构不稳位置，才用预留盾构隧道段的软土或部分矿山碎石，通过转盘8转动，临时管片4利用凸台42向前旋转切除掘进，当环形切割面形成后，推块7往前推进一个间距并将其中一个临时管片4往前推进后，随着持续转动，相邻的下一个临时管片4的斜面43作用到推块7的圆角44上，使得后续的临时管片4能够依次跟进的往前掘进，采用单个凸台42作用，使得切屑时不会像多个凸台42均插入土体内的切屑方式所受的阻力大，同时相邻临时管片4凸台42的伸出量依次增加，使得一个环形推进过程中，切屑层厚度可以分成多个薄层切屑，从而便于对土体进行切屑，切屑阻力小。

所述投放腔3的底部设有排渣管9，所述排渣管9内装有排渣绞龙，切割形成的渣土由重力落下，由排渣管9两侧的进口进入，通过排渣绞龙输出到本装置的外部，避免切屑的渣土在投放腔3内堆集。

所述内筒体1一端固定连接支撑板14，所述支撑板14固定连接安装板15，安装板15设有安装孔，所述支撑板14设有窗口16，窗口16为人员进入或临时管片4送入投放腔3内的通过，安装板15及安装孔用于将本装置安装到现有的运转车上，便于本装置的运输放置。

本发明还公开一种隧道施工方法，采用上述的施工设备进行隧道结合部施工。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备，包括内筒体（1）和同轴外筒体（2），内筒体（1）和外筒体（2）之间形成投放腔（3），所述投放腔（3）内放置有多个临时管片（4），内筒体（1）和同轴外筒体（2）一端共同固定连接挡环（5），其特征在于：所述挡环（5）一侧固定连接液压油缸（6），液压油缸（6）的伸缩杆端头固定连接推块（7），所述内筒体（1）设有通槽（10），所述内筒体（1）端头转动连接转盘（8），转盘（8）的外圆设有限位柱（81），限位柱（81）用于限位临时管片（4）。

2.根据权利要求1所述的地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备，其特征在于：所述限位柱（81）呈半圆形柱，所述限位柱（81）多个固定在转盘（8）外圆，所述临时管片（4）的内弧面设有导向槽（82），所述导向槽（82）一端设有倒角，所述导向槽（82）对应限位柱（81）设置。

3.根据权利要求2所述的地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备，其特征在于：所述临时管片（4）中部设有导向孔（41），所述导向孔（41）一侧内壁设有凸台（42），所述凸台（42）高出临时管片（4）的侧面。

4.根据权利要求1所述的地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备，其特征在于：所述临时管片（4）朝向液压油缸（6）的一侧两端设有斜面（43），所述推块（7）两端设有圆角（44）。

5.根据权利要求3所述的地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备，其特征在于：所述投放腔（3）的底部设有排渣管（9），所述排渣管（9）内装有排渣绞龙。

6.根据权利要求1所述的地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备，其特征在于：所述内筒体（1）的内弧面固定连接驱动电机（11），驱动电机（11）的主轴固定连接齿轮（12），所述转盘（8）的内侧固定连接内齿环（13），所述齿轮（12）与内齿环（13）相啮合。

7.根据权利要求1所述的地铁盾构隧道段与矿山隧道段结合部位施工设备，其特征在于：所述内筒体（1）一端固定连接支撑板（14），所述支撑板（14）固定连接安装板（15），安装板（15）设有安装孔，所述支撑板（14）设有窗口（16）。

8.一种隧道施工方法，其特征在于：采用如权利要求1至7任意一项所述的施工设备进行隧道结合部施工。

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