CN116006184A - 一种掘进式大管棚静压施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种掘进式大管棚静压施工方法，其包括步骤测量定位、钻孔并顶进管棚和注浆，采用钻孔设备进行钻孔，钻孔设备包括钻机、掘进装置和顶进装置，钻机连接掘进装置并驱动掘进装置旋转，管棚套设于掘进装置外并抵紧掘进装置的掘进端，顶进装置连接管棚并驱动管棚随掘进装置前进，管棚的顶进和钻孔同步进行，钻出的孔的直径大于管棚的直径，掘进装置的掘进端的直径和形状能够调节；钻孔设备在软弱土层中前进时，调节掘进装置的形状使得掘进装置将土层往周围挤压，当遇到硬岩地质时，调节掘进装置的形状使得掘进装置能够稳定掘进并将掘出的泥土输送出孔外。本申请具有减少采用跟管钻孔的方式施工管棚过程中的偏孔现象的效果。

Description

一种掘进式大管棚静压施工方法

技术领域

本发明涉及管棚施工的领域，尤其是涉及一种掘进式大管棚静压施工方法。

背景技术

目前管棚法也被称作伞拱法，是在地下工程某断面的一部分或全部断面上进行的以超前支护为目的的施工工艺，其实质是在未进行开挖的地下隧道或结构工程的衬砌拱圈外弧线以上钻孔，并安置注浆钢管注浆以起到临时超前支护作用。目的是为了防止土层坍塌和地表沉降变形，以保证后续工序安全正常施工，在浅埋暗挖时的超前支护结构是按环向布设以形成钢管棚护结构。总言之，管棚是为了在特殊地质等条件下安全开挖，进而预先提供增强地层承载力的临时支护结构，采用管棚技术可以加固和支护围岩，以确保安全进洞和顺利施工。施工过程中，先采用钻机进行钻孔，然后在钻进成孔全部完成之后才顶进管棚，由于不能及时对孔壁施加支护，孔壁容易产生收敛变形，以致产生塌孔现象。

相关技术中，采用跟管钻孔的方式，采用偏心钻头进行钻孔，在钻孔的过程中同时顶进管棚，从而减少孔壁坍塌对管棚施工的影响。但是偏心钻头在遇到硬岩地质时，钻孔偏差较大，容易出现偏孔的现象，降低施工效率；而且硬岩地质容易损坏偏心钻头，降低偏心钻头的使用寿命。

针对上述中的相关技术，申请人认为存在以下缺陷：采用跟管钻孔的方式施工管棚时，容易出现偏孔的现象。

发明内容

为了减少采用跟管钻孔的方式施工管棚过程中的偏孔现象，本申请提供一种掘进式大管棚静压施工方法。

本申请提供的一种掘进式大管棚静压施工方法采用如下的技术方案：

一种掘进式大管棚静压施工方法，包括如下步骤：

测量定位：测量管棚的安装位置，并对管棚的安装位置进行标记定位；

钻孔并顶进管棚：在每个标记的管棚安装位置，采用钻孔设备进行钻孔，钻孔设备包括钻机、掘进装置和顶进装置，钻机连接掘进装置并驱动掘进装置旋转，管棚套设于掘进装置外并抵紧掘进装置的掘进端，顶进装置连接管棚并驱动管棚随掘进装置前进，管棚的顶进和钻孔同步进行，钻出的孔的直径大于管棚的直径，掘进装置的掘进端的直径和形状能够调节；钻孔设备在软弱土层中前进时，调节掘进装置的形状使得掘进装置将土层往周围挤压，当遇到硬岩地质时，调节掘进装置的形状使得掘进装置能够稳定掘进并将掘出的泥土输送出孔外；管棚顶进到设计深度后，停止钻进，收缩掘进装置的掘进端，将掘进装置从管棚内退出，最后拆除钻机、掘进装置和顶进装置；

注浆：将注浆管连接到管棚，然后采用压力注浆的方式往管棚内注入加固浆液。

通过采用上述技术方案，钻孔设备钻出的孔的直径大于管棚的直径，从而使得管棚能够顺利顶进；掘进装置在软弱土层前进时，将土层往周围挤压，使得周围的土体更密实，减少管棚周围的软弱土层的土体的坍塌，从而减少管棚与土体之间的摩擦力，便于管棚的顶进；掘进装置的旋转和顶进的作用力分别通过钻机和顶进分开提供，顶进装置对管棚的顶进压力传递到掘进装置的掘进端，在软弱土层中使得掘进装置更容易前进，而在硬岩地质中使得掘进装置的掘进端能够抵紧土体，使得掘进装置能够保持前进的方向稳定并补充掘进装置的前进推力，使得掘进装置能够顺利在硬岩地质中前进并减少孔偏现象。

优选的，所述掘进装置包括第一钻杆、第二钻杆、第三钻杆和钻头，所述第一钻杆套设于所述第二钻杆外，所述第二钻杆的一端延伸到所述第一钻杆外，所述第二钻杆套设于所述第三钻杆外，所述第三钻杆滑动连接所述第二钻杆，所述第三钻杆的一端延伸到所述第二钻杆外，所述钻头安装于所述第一钻杆、第二钻杆和第三钻杆的一端，调节所述第二钻杆延伸到所述第一钻杆外的长度和所述第三钻杆延伸到所述第二钻杆外的长度能够调节所述钻头的大小。

通过采用上述技术方案，第一钻杆、第二钻杆、第三钻杆用于连接钻头和钻机，并通过第一钻杆、第二钻杆、第三钻杆调节钻头的大小，从而使得钻头适应不同地质的钻进，钻孔完成后，通过操作第一钻杆、第二钻杆、第三钻杆能够方便的将钻头从管棚中退出。

优选的，所述钻头包括支架、多块第一掘进板、多块第二掘进板、多块侧板和多块端板，所述支架安装于所述第一钻杆、第二钻杆和第三钻杆的一端，多块所述第一掘进板均安装于所述支架连接所述第三钻杆的一端，多块所述第一掘进板能够围绕成多角锥状，多块所述第二掘进板均滑动安装于所述第一掘进板朝向所述第一钻杆的一侧，多块所述第二掘进板分别对齐多块所述第一掘进板之间的缝隙，多块所述第一掘进板展开和收缩过程中，所述第二掘进板与第一掘进板在圆周方向上相对滑动，多块所述侧板分别安装于所述支架的周圈，多块所述端板分别安装于所述支架连接所述第一钻杆的一端，多块所述第一掘进板之间的间隙、所述第一掘进板和侧板之间的间隙、所述第二掘进板和侧板之间的间隙、多块所述第二掘进板之间的间隙、多块所述侧板之间的间隙、所述侧板和端板之间的间隙以及多块所述端板之间的间隙均采用密封布进行密封。

通过采用上述技术方案，钻头在软土地质中前进时，调节第三钻杆延伸到第二钻杆外的长度，使得多块第一掘进板能够围绕成多角锥状，将土体往周围挤压，提高钻出的孔的稳定性；钻头到达硬质地质时，将第三钻杆往回收缩，使得第一掘进板和第二掘进板组合成一个整体，此时钻头的前端变为圆盘状，由于钻头的受力均匀且沿轴向，能够提高钻头在硬质地质中掘进的稳定性，以及延长钻头的使用寿命。

优选的，所述支架包括第一连接套、第二连接套、第三连接套、多根第一连杆、多根第二连杆、多根第三连杆、多根第一撑杆和多根第二撑杆，所述第一连接套固定套设于所述第一钻杆外，所述第二连接套固定套设于所述第二钻杆延伸到所述第一钻杆外的一端外，所述第三连接套固定套设于所述第三钻杆延伸到所述第二钻杆外的一端外，多根所述第一连杆设于所述第一连接套的周圈，所述第一连杆的一端铰接于所述第一连接套，多根所述第三连杆设于所述第三连接套的周圈，所述第三连杆的一端铰接于所述第三连接套，所述第一连杆、第二连杆和第三连杆依次通过铰轴铰接，多根所述第一撑杆和多根第二撑杆均设于所述第二连接套的周圈，所述第一撑杆的一端和所述第二撑杆的一端相互铰接并铰接于所述第二连接套，所述第一撑杆的另一端转动连接所述第二连杆和第三连接之间的铰轴，所述第二撑杆的另一端转动连接所述第一连杆和第二连杆之间的铰轴，所述第二撑杆能够伸缩，所述第一掘进板固定于所述第三连杆，所述侧板固定于所述第二连杆，所述端板固定于所述第一连杆。

通过采用上述技术方案，调节第二钻杆延伸到第一钻杆外的长度，能够改变第一连接套和第二连接套之间的距离，使得第一连杆和第二连杆转动，从而改变第一连杆和第二连杆的位置；调节第三钻杆延伸到第二钻杆外的长度，能够改变第三连接套和第二连接套之间的距离，使得第二连杆和第三连杆转动，改变第二连杆和第三连杆的位置，实现钻头的大小和形状的调节。

优选的，所述第一钻杆、第二钻杆和第三钻杆远离所述钻头的一端分别设有多个螺栓孔，所述螺栓孔中安装有固定螺栓，所述固定螺栓限制所述第一钻杆、第二钻杆和第三钻杆的位移。

通过采用上述技术方案，固定螺栓分别贯穿第一钻杆、第二钻杆和第三钻杆的螺栓孔，能够将第一钻杆、第二钻杆和第三钻杆相互固定，使得第一钻杆、第二钻杆和第三钻杆能够一起转动，带动钻头转动，将固定螺栓拔出螺栓孔，能够调节第一钻杆、第二钻杆和第三钻杆的轴向位置，从而调节钻头的形状和大小。

优选的，所述第一掘进板设有第一注浆孔，所述第一注浆孔中安装有注浆阀，所述第二钻杆的侧壁设有沿轴向设置的第二注浆孔，所述第一出浆孔和第二出浆孔通过软管连通；所述第三钻杆内设有贯穿两端的出浆孔，所述出浆孔中安装有出浆阀。

通过采用上述技术方案，在软土地质中前进时，注浆阀和出浆阀均关闭，阻挡软土地质中的土体和水进入到第三钻杆和第一注浆孔中；在硬岩地质中掘进时，注浆阀和出浆阀均打开，通过第一注浆孔和第二注浆孔往钻头的前方喷出水柱，使得钻头在硬岩地质中更容易掘进，并对钻头进行降温；而且由于硬岩地质的土体密度高，将掘出的土体往周围挤压较为困难，且容易导致钻头偏向，喷出钻头前方的水带动掘出的土体从第三钻杆中排出，能够保持钻头在硬岩地质中的顺利掘进。

优选的，测量定位前，在隧道挖掘的撑子面上先浇筑混凝土导向墙，导向墙预埋螺栓，管棚的安装位置标记在导向墙上，钻孔是，先在导向墙上钻导向孔，再进行后续的钻孔和管棚的顶进。

通过采用上述技术方案，通过导向墙和导向孔，能够对管棚和掘进装置的前进方向进行导向和定位，方便施工。

优选的，顶进装置包括反力架、千斤顶和固定夹，所述反力架安装于导向墙上并固定连接预埋的螺栓，所述千斤顶安装于所述反力架上，所述千斤顶连接固定夹并能够驱动固定夹移动，固定夹能够固定夹紧管棚。

通过采用上述技术方案，固定夹固定连接管棚，再通过千斤顶的作用力带动管棚顶进，通过管棚能够对钻头施加顶进作用力。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1. 钻孔设备钻出的孔的直径大于管棚的直径，从而使得管棚能够顺利顶进；掘进装置在软弱土层前进时，将土层往周围挤压，使得周围的土体更密实，减少管棚周围的软弱土层的土体的坍塌，从而减少管棚与土体之间的摩擦力，便于管棚的顶进；顶进装置对管棚的顶进压力传递到掘进装置的掘进端，在软弱土层中使得掘进装置更容易前进，而在硬岩地质中使得掘进装置的掘进端能够抵紧土体，从而使得掘进装置能够保持前进的方向稳定并补充掘进装置的前进推力，使得掘进装置能够顺利在硬岩地质中前进并减少孔偏现象；

2. 钻头在软土地质中前进时，调节第三钻杆延伸到第二钻杆外的长度，使得多块第一掘进板能够围绕成多角锥状，将土体往周围挤压，提高钻出的孔的稳定性；钻头到达硬质地质时，将第三钻杆往回收缩，使得第一掘进板和第二掘进板组合成一个整体，此时钻头的前端变为圆盘状，由于钻头的受力均匀且沿轴向，能够提高钻头在硬质地质中掘进的稳定性，以及延长钻头的使用寿命。

附图说明

图1是本申请实施例的一种掘进式大管棚静压施工方法的流程框图。

图2是本申请实施例的掘进装置在软弱土层的结构示意图。

图3是本申请实施例的掘进装置在硬岩地质的结构示意图。

图4是本申请实施例的钻头的结构示意图。

图5是本申请实施例的第一掘进板和第二掘进板的连接示意图。

图6是本申请实施例的支架的结构示意图。

附图标记说明：

1、第一钻杆；2、第二钻杆；3、第三钻杆；4、钻头；41、支架；411、第一连接套；412、第二连接套；413、第三连接套；414、第一连杆；415、第二连杆；416、第三连杆；417、第一撑杆；418、第二撑杆；42、第一掘进板；43、第二掘进板；44、侧板；45、端板；46、密封布；47、滑槽；48、滑块。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种掘进式大管棚静压施工方法。

参照图1、图2和图3，一种掘进式大管棚静压施工方法，包括如下步骤：

测量定位：在隧道的撑子面上测量管棚的安装位置，并对管棚的安装位置进行标记定位。

钻孔并顶进管棚：在每个标记的管棚安装位置，采用钻孔设备进行钻孔。钻孔设备包括钻机、掘进装置和顶进装置，钻机连接掘进装置并驱动掘进装置旋转，管棚套设于掘进装置外并抵紧掘进装置的掘进端，顶进装置连接管棚并驱动管棚随掘进装置前进，管棚的顶进和钻孔同步进行。钻出的孔的直径大于管棚的直径，掘进装置的掘进端的直径和形状能够调节。钻孔设备在软弱土层中前进时，调节掘进装置的形状使得掘进装置将土层往周围挤压，当遇到硬岩地质时，调节掘进装置的形状使得掘进装置能够稳定掘进并将掘出的泥土输送出孔外。管棚顶进到设计深度后，停止钻进，收缩掘进装置的掘进端，将掘进装置从管棚内退出，最后拆除钻机、掘进装置和顶进装置。

注浆：将注浆管连接到管棚，然后采用压力注浆的方式往管棚内注入加固浆液。

参照图2和图3，掘进装置包括第一钻杆1、第二钻杆2、第三钻杆3和钻头4，第一钻杆1套设于第二钻杆2外，第二钻杆2滑动连接第一钻杆1，第二钻杆2的一端延伸到第一钻杆1外，第二钻杆2套设于第三钻杆3外，第三钻杆3滑动连接第二钻杆2，第三钻杆3的一端延伸到第二钻杆2外。钻头4安装于第一钻杆1、第二钻杆2和第三钻杆3的一端并分别连接第一钻杆1、第二钻杆2和第三钻杆3，调节第二钻杆2延伸到第一钻杆1外的长度和第三钻杆3延伸到第二钻杆2外的长度能够调节钻头4的大小。第一钻杆1、第二钻杆2和第三钻杆3远离钻头4的一端分别设有多个螺栓孔，第一钻杆1、第二钻杆2和第三钻杆3的螺栓孔能够在径向上对齐，螺栓孔中安装有固定螺栓，固定螺栓同时贯穿第一钻杆1、第二钻杆2和第三钻杆3的螺栓孔即可将第一钻杆1、第二钻杆2和第三钻杆3相互固定，限制第一钻杆1、第二钻杆2和第三钻杆3相互移动。掘进过程中，第一钻杆1、第二钻杆2和第三钻杆3根据掘进的深度可以通过连接头进行多根连接而达到加长的效果。

参照图4和图5，钻头4包括支架41、多块第一掘进板42、多块第二掘进板43、多块侧板44和多块端板45，支架41安装于第一钻杆1、第二钻杆2和第三钻杆3的一端并分别连接第一钻杆1、第二钻杆2和第三钻杆3的前端。多块第一掘进板42均安装于支架41的前端，第一掘进板42的两端的宽度不同，第一掘进板42靠近第三钻杆3的一端为小端，多块第一掘进板42能够围绕成多角锥状，有利于将软弱土层中的土体往钻头4的四周挤压，降低土体在钻头4的前端累积而使得钻头4前方的土体被压实的概率。第一掘进板42的前侧安装有刀片，便于在硬岩地质中掘进。第二掘进板43安装于第一掘进板42的后侧，多块第二掘进板43分别对齐多块第一掘进板42之间的缝隙，第一掘进板42的后侧的两端分别设有滑槽47，滑槽47沿第一掘进板42的宽度方向设置，第二掘进板43的前侧的两端分别设有与滑槽47匹配的滑块48，第一掘进板42和第二掘进板43通过滑槽47和滑块48滑动连接，滑块48与滑槽47之间具有间隙，使得滑块48在滑槽47内能够转动一定的角度，以满足第一掘进板42和第二掘进板43之间的角度变化需求。多块第一掘进板42展开和收缩过程中，第二掘进板43与第一掘进板42在圆周方向上相对滑动，第二掘进板43在第一掘进板42展开时，封堵第一掘进板42之间变大的间隙。多块侧板44分别安装于支架41的周圈且相邻的两块侧板44之间具有间隙，以便为侧板44往靠近第三钻杆3移动留出空间，使得钻头4的直径能够减小。多块端板45分别安装于支架41的后端且相邻的两块端板45具有间隙，使得端板45在钻头4的直径减小过程中不会相互干涉。多块第一掘进板42之间的间隙、第一掘进板42和侧板44之间的间隙、第二掘进板43和侧板44之间的间隙、多块第二掘进板43之间的间隙、多块侧板44之间的间隙、侧板44和端板45之间的间隙以及多块端板45之间的间隙均采用密封布46进行密封，密封布46具有弹性，密封布46采用耐高温耐摩擦的复合橡胶材料制成，密封布46将钻头4外部的各处间隙密封，阻挡土体进入到钻头4内部，降低土体将钻头4卡死而失去变径功能的概率。

参照图6，支架41包括第一连接套411、第二连接套412、第三连接套413、多根第一连杆414、多根第二连杆415、多根第三连杆416、多根第一撑杆417和多根第二撑杆418，第一连接套411固定套设于第一钻杆1的前端外，第二连接套412固定套设于第二钻杆2的前端外，第三连接套413固定套设于第三钻杆3的前端外。多根第一连杆414设于第一连接套411的周圈，第一连杆414的一端铰接于第一连接套411，多根第三连杆416设于第三连接套413的周圈，第三连杆416的一端铰接于第三连接套413，第二连杆415的两端分别通过铰轴铰接第一连杆414远离第一连接套411的一端和第三连杆416远离第三连接套413的一端，第二连杆415与第一钻杆1相互平行。多根第一撑杆417和多根第二撑杆418均设于第二连接套412的周圈，第一撑杆417的一端和第二撑杆418的一端相互铰接并铰接于第二连接套412，第一撑杆417的另一端转动连接第二连杆415和第三连杆416之间的铰轴，第二撑杆418的另一端转动连接第一连杆414和第二连杆415之间的铰轴。第二撑杆418为气弹簧，当第二钻杆2往后退到一定位置时，第二撑杆418收缩到最短，无法再继续收缩，此时，第一撑杆417、第二撑杆418和第二连杆415组成一个稳定的三角形，稳定支撑第二连杆415。第一掘进板42固定于第三连杆416，侧板44固定于第二连杆415，端板45固定于第一连杆414，每块第一掘进板42可以固定连接多根第三连杆416，每块侧壁可以固定连接多根第二连杆415，每块端板45可以固定连接多根第一连杆414，以提高第一掘进板42、侧板44和端板45的稳定性。第一掘进板42和第三连接套413之间的间隙、第三掘进板和第一连接套411之间的间隙均通过密封布46进行密封。第三钻杆3相对第二钻杆2往前移动时，带动第三连接套413往前移动，使得第三连杆416移动，多块第一掘进板42组成多角锥状，便于在软弱土层中将土体往周围挤压。第三钻杆3相对第二钻杆2往后移动时，带动第三连接套413往后移动，带动第三连杆416转动，使得多块第一掘进板42与第三钻杆3之间的角度变大，多块第一掘进板42基本组成平面状，有利于钻头4在硬岩地质中掘进，并有利于保持钻头4在硬岩地质中掘进的方向稳定。第三钻杆3相对第二钻杆2往前移动到设定值且第二钻杆2相对第一钻杆1往前移动到设定值时，第二撑杆418伸长到最大值，而钻头4的直径减小到小于管棚的直径，可以将掘进装置退出管棚。

第一掘进板42设有前后贯穿掘进板的第一注浆孔，第一注浆孔中安装有注浆阀，第二钻杆2的侧壁设有多个沿轴向设置的第二注浆孔，多个第二注浆孔分别通过软管连接多个第一注浆孔，软管的两端分别连接第二出浆孔的前端和第二出浆孔的后端。第三钻杆3内设有贯穿两端的出浆孔，出浆孔的前端安装有出浆阀。在软土地质中前进时，注浆阀和出浆阀均关闭，阻挡软土地质中的土体和水进入到第三钻杆3和第一注浆孔中。在硬岩地质中掘进时，注浆阀和出浆阀均打开，并将第二注浆孔的后端连接水泵，将出浆孔的后端连接泥浆泵，水泵通过第二注浆孔和第一注浆孔向钻头4的前方喷出水柱，使得钻头4在硬岩地质中更容易掘进，并对钻头4进行降温。而且由于硬岩地质的土体密度高，将掘出的土体往周围挤压较为困难，且容易导致钻头4偏向，通过泥浆泵将掘出的土体从第三钻杆3中抽出，能够保持钻头4在硬岩地质中的顺利掘进。

测量定位前，在隧道挖掘的撑子面上先浇筑混凝土导向墙，导向墙预埋螺栓，测量定位步骤在混凝土导向墙中进行，测量定位后在导向墙上钻导向孔，以便于对管棚进行导向。顶进装置包括反力架、千斤顶和固定夹，反力架安装于导向墙上并与预埋的螺栓固定连接，千斤顶固定安装于反力架上并与管棚的方向相同，千斤顶连接固定夹并能够驱动固定夹移动，固定夹能够固定夹紧管棚。千斤顶从前方对后方的管棚施加作用力，千斤顶收缩带动管棚往前移动，实现管棚的顶进，千斤顶收缩到一定值后，松开固定夹，将千斤顶伸长，再将固定夹固定连接管棚，千斤顶继续收缩带动管棚前进，依次循环至管棚到位。固定夹为抱箍，通过螺栓和螺母将抱箍固定夹紧管棚。钻机设于顶进装置的后方，从后方往前方对掘进装置施加作用力，避免钻机和顶进装置的干涉。

本申请实施例一种掘进式大管棚静压施工方法的实施原理为：钻孔前，将钻头4收缩到管棚内，管棚套设于第一钻杆1外；进入软弱土层的土体后，将钻头4穿出管棚，并通过第一钻杆1、第二钻杆2和第三钻杆3调节钻头4的大小，使得钻头4钻出的孔大于管棚，便于管棚的顶进，钻机和顶进装置驱动掘进装置和管棚继续前进，管棚的前端抵接端板45的后侧，钻头4将土体往四周挤压，使得管棚四周的土体密度变大，更牢固，减少管棚钻进过程中周围土体的坍塌，从而减少管棚顶进的阻力，便于管棚的顶进。当遇到硬岩地质时，往后调节第三钻杆3，使得钻头4前端的第一掘进板42转动形成基本平面状，并打开注浆阀和出浆阀，排出挖掘的土体，从而使得钻头4在硬岩地质中钻进更平稳，减少孔偏的概率。管棚顶进到位后，通过第一钻杆1、第二钻杆2和第三钻杆3调节钻头4的大小，使得钻头4钻出的孔小于管棚，退出掘进装置。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种掘进式大管棚静压施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

测量定位：测量管棚的安装位置，并对管棚的安装位置进行标记定位；

钻孔并顶进管棚：在每个标记的管棚安装位置，采用钻孔设备进行钻孔，钻孔设备包括钻机、掘进装置和顶进装置，钻机连接掘进装置并驱动掘进装置旋转，管棚套设于掘进装置外并抵紧掘进装置的掘进端，顶进装置连接管棚并驱动管棚随掘进装置前进，管棚的顶进和钻孔同步进行，钻出的孔的直径大于管棚的直径，掘进装置的掘进端的直径和形状能够调节；钻孔设备在软弱土层中前进时，调节掘进装置的形状使得掘进装置将土层往周围挤压，当遇到硬岩地质时，调节掘进装置的形状使得掘进装置能够稳定掘进并将掘出的泥土输送出孔外；管棚顶进到设计深度后，停止钻进，收缩掘进装置的掘进端，将掘进装置从管棚内退出，最后拆除钻机、掘进装置和顶进装置；

注浆：将注浆管连接到管棚，然后采用压力注浆的方式往管棚内注入加固浆液。

2.根据权利要求1所述的一种掘进式大管棚静压施工方法，其特征在于：所述掘进装置包括第一钻杆(1)、第二钻杆(2)、第三钻杆(3)和钻头(4)，所述第一钻杆(1)套设于所述第二钻杆(2)外，所述第二钻杆(2)的一端延伸到所述第一钻杆(1)外，所述第二钻杆(2)套设于所述第三钻杆(3)外，所述第三钻杆(3)滑动连接所述第二钻杆(2)，所述第三钻杆(3)的一端延伸到所述第二钻杆(2)外，所述钻头(4)安装于所述第一钻杆(1)、第二钻杆(2)和第三钻杆(3)的一端，调节所述第二钻杆(2)延伸到所述第一钻杆(1)外的长度和所述第三钻杆(3)延伸到所述第二钻杆(2)外的长度能够调节所述钻头(4)的大小。

3.根据权利要求2所述的一种掘进式大管棚静压施工方法，其特征在于：所述钻头(4)包括支架(41)、多块第一掘进板(42)、多块第二掘进板(43)、多块侧板(44)和多块端板(45)，所述支架(41)安装于所述第一钻杆(1)、第二钻杆(2)和第三钻杆(3)的一端，多块所述第一掘进板(42)均安装于所述支架(41)连接所述第三钻杆(3)的一端，多块所述第一掘进板(42)能够围绕成多角锥状，多块所述第二掘进板(43)均滑动安装于所述第一掘进板(42)朝向所述第一钻杆(1)的一侧，多块所述第二掘进板(43)分别对齐多块所述第一掘进板(42)之间的缝隙，多块所述第一掘进板(42)展开和收缩过程中，所述第二掘进板(43)与第一掘进板(42)在圆周方向上相对滑动，多块所述侧板(44)分别安装于所述支架(41)的周圈，多块所述端板(45)分别安装于所述支架(41)连接所述第一钻杆(1)的一端，多块所述第一掘进板(42)之间的间隙、所述第一掘进板(42)和侧板(44)之间的间隙、所述第二掘进板(43)和侧板(44)之间的间隙、多块所述第二掘进板(43)之间的间隙、多块所述侧板(44)之间的间隙、所述侧板(44)和端板(45)之间的间隙以及多块所述端板(45)之间的间隙均采用密封布(46)进行密封。

4.根据权利要求3所述的一种掘进式大管棚静压施工方法，其特征在于：所述支架(41)包括第一连接套(411)、第二连接套(412)、第三连接套(413)、多根第一连杆(414)、多根第二连杆(415)、多根第三连杆(416)、多根第一撑杆(417)和多根第二撑杆(418)，所述第一连接套(411)固定套设于所述第一钻杆(1)外，所述第二连接套(412)固定套设于所述第二钻杆(2)延伸到所述第一钻杆(1)外的一端外，所述第三连接套(413)固定套设于所述第三钻杆(3)延伸到所述第二钻杆(2)外的一端外，多根所述第一连杆(414)设于所述第一连接套(411)的周圈，所述第一连杆(414)的一端铰接于所述第一连接套(411)，多根所述第三连杆(416)设于所述第三连接套(413)的周圈，所述第三连杆(416)的一端铰接于所述第三连接套(413)，所述第一连杆(414)、第二连杆(415)和第三连杆(416)依次通过铰轴铰接，多根所述第一撑杆(417)和多根第二撑杆(418)均设于所述第二连接套(412)的周圈，所述第一撑杆(417)的一端和所述第二撑杆(418)的一端相互铰接并铰接于所述第二连接套(412)，所述第一撑杆(417)的另一端转动连接所述第二连杆(415)和第三连接之间的铰轴，所述第二撑杆(418)的另一端转动连接所述第一连杆(414)和第二连杆(415)之间的铰轴，所述第二撑杆(418)能够伸缩，所述第一掘进板(42)固定于所述第三连杆(416)，所述侧板(44)固定于所述第二连杆(415)，所述端板(45)固定于所述第一连杆(414)。

5.根据权利要求2所述的一种掘进式大管棚静压施工方法，其特征在于：所述第一钻杆(1)、第二钻杆(2)和第三钻杆(3)远离所述钻头(4)的一端分别设有多个螺栓孔，所述螺栓孔中安装有固定螺栓，所述固定螺栓限制所述第一钻杆(1)、第二钻杆(2)和第三钻杆(3)的位移。

6.根据权利要求3所述的一种掘进式大管棚静压施工方法，其特征在于：所述第一掘进板(42)设有第一注浆孔，所述第一注浆孔中安装有注浆阀，所述第二钻杆(2)的侧壁设有沿轴向设置的第二注浆孔，所述第一出浆孔和第二出浆孔通过软管连通；所述第三钻杆(3)内设有贯穿两端的出浆孔，所述出浆孔中安装有出浆阀。

7.根据权利要求1所述的一种掘进式大管棚静压施工方法，其特征在于：测量定位前，在隧道挖掘的撑子面上先浇筑混凝土导向墙，导向墙预埋螺栓，管棚的安装位置标记在导向墙上，钻孔是，先在导向墙上钻导向孔，再进行后续的钻孔和管棚的顶进。

8.根据权利要求7所述的一种掘进式大管棚静压施工方法，其特征在于：顶进装置包括反力架、千斤顶和固定夹，所述反力架安装于导向墙上并固定连接预埋的螺栓，所述千斤顶安装于所述反力架上，所述千斤顶连接固定夹并能够驱动固定夹移动，固定夹能够固定夹紧管棚。

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