[发明专利]一种可以防止塌方的遂道挖掘方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种挖掘隧道的方法，特别是涉及一种可以防止塌方的隧道挖掘方法 及装置。

技术背景

现在随着交通的发展，隧道的使用越来越多，如城市地铁大多数是采用挖掘隧道的 方式。但是现在修建隧道时经常是先挖掘，然后在里面进行成型，这种修建方式如果碰 到塌方就会使修建工作变得困难。虽然也有相关的发明解决，如中国专利局于2005.06.29 公告的专利申请号200410099180.X发明名称《用于地铁盾构可硬化浆液同步注浆的方 法》，该发明通过浆液一次成型，省去了二次注水泥固化浆费用，有效地控制了地面沉降， 还有效地改善了含水泥砂的浆液和易性差、易堵管的技术难题。但该发明并没有从根本 上避免塌方的产生。因此，现在急需一种从根本上避免塌方产生，操作方便，安全性高 的可以防止塌方的隧道挖掘方法及装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种从根本上避免塌方产生，操作方便， 安全性高的可以防止塌方的隧道挖掘方法及装置。

为此，本发明提供了一种可以防止塌方的隧道挖掘方法，所述方法是将预先按照 隧道壁的形状及强度要求制好的管身，在动力的推动下被顶进到事先预定好的位置；在 管身前面是管头；所述管头上安装顶刀，顶刀在动力的推动下可以被顶进土壤里；当顶 刀被顶进土壤后，这时被顶刀包围的土壤就处在钢铁门里面，这时采用任何方式将土挖 掘运走都是安全的。当顶刀里面的土被挖掘运走后，顶刀继续向前移动，这时在顶刀后 面的管身在动力的推动下填补顶刀留下的空位，由于始终有管身和管刀在支撑土壤，所 以土壤没有机会塌方。所述管身是由多节管节组成的；所述管节移动的动力是通过动力 丝杆传递的；在管头及每个管节上都安装了与动力丝杆相配的开合螺母；当开合螺母处 于开启状态时，动力丝杆处于空转状态对该管节没有推动作用，当开合螺母处于闭合状 态时，动力丝杆通过开合螺母推动管头或管节向前运动。现在的隧道施工大多数是采用 先开挖再成型的施工方式。虽然管道顶进机已经得到普遍的使用，但由于隧道的面积大， 普通管道顶进设备的动力无法满足隧道的要求。而本发明改变了现有顶进设备的动力供 给方式，通过动力丝杆和开合螺母，每次只给其中的一个管节提供动力，如果有一段隧 道的长度是一千个管节的长度，用现有顶进设备需要同时给这一千个管节提供动力。但 利用本发明，每次只闭合一个管节的开合螺母，那么就只需要一个管节的动力就可以推 动了，使所需的动力下降了一千倍。

本发明提供了一种可以防止塌方的隧道挖掘装置，所述装置是由管头、管节、动 力传动丝杆、动力系统及开合螺母组成。所述动力传动丝杆是可以通过套接相连的，采 用套接的方式可以保证所需的长度，类似钻井的套接方法。为了使本发明的使用的范围 扩展，所述动力丝杆是万向连接的，采用万向节的连接方式可以使隧道转弯。同样可以 在预制好的管节中安装挖掘机械。

在本发明提供的另一种可以防止塌方的隧道挖掘装置中，所述管头由管头座和刀 头组成。动力丝杆的力量也可以用于作为刀头的推动力，但当土壤环境较差时如里面有 石块时，这时依靠动力丝杆的力量是不够时，在管头座与刀头之间通过液压动力系统相 连。液压动力系统可以充分保证动力的需要。同样，所述刀头具有震动破碎功能可以适 应更加恶劣的土壤结构。

在本发明提供的另一种可以防止塌方的隧道挖掘方法及装置中，所述每个管节与 其后相邻的管节的外壁上安装相互套接的外罩，外罩保护在两相邻的管节之间相互移动 时防止土壤掉落进来。防止土壤落进来，一方面可以防止塌方的产生，另一方面由于所 有的管节之间是连续的，可以减少摩擦力。同样可以在所述每个管节与其后相邻的管节 的内壁上安装相互套接的内罩，内罩保护在两相邻的管节之间相互移动时防止在运输途 中的土壤掉落进来。另外，内罩可以拆卸，这样挖掘结束后可以清扫两相邻管节之间的 杂物，保证隧道质量。为了保证隧道质量，在所述每个管节与其相邻的管节之间有定位 装置，保证彼此之间的位置在推进过程中不会错位。可以在预制管节的边沿，特别是内 沿上预制时固定金属边沿，这样，当管节到位后可以将一个管节的后沿的金属边沿与后 一个管节的前沿的金属边沿焊接成整体，从而保证隧道的强度。