[实用新型]一种应用于软弱围岩隧道修建的超前衬砌设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及软弱围岩隧道修建中的一种施工设备，特别是一种针对软弱围岩进行超前支护的一种隧道超前衬砌设备。 

背景技术

为防止隧道坍塌，加固隧道周围岩体，控制浅埋隧道地表沉降，软弱围岩的隧道施工通常需要进行超前支护即预支护。预支护的主要目的是为了在隧道开挖时保证掌子面的稳定和防止拱部临空面的松动和垮塌。由于预支护同隧道的衬砌并不构成一个整体，在隧道开挖完成后预支护的作用一般也随之结束，当前用于软弱围岩隧道的预支护主要为长管棚、水平旋喷、超前小导管、超前注浆等方法。这些措施主要是通过地层改良和钢管的超前支护起作用，加固效果和施工技术水平关系很大，沉降变形控制困难。 

目前，由于城市轨道交通和市政工程的快速建设，城市软弱地层浅埋隧道越来越多，地表沉降控制要求越来越高，迫切需要寻找一种能控制隧道变形和保证结构安全的隧道施工方法。如果在隧道预支护中采用永久性材料形成隧道衬砌的一部分，也就是说在隧道开挖前将部分或全部衬砌结构完成，从而不仅能保证隧道开挖时掌子面的稳定和防止拱部临空面的松动和垮塌，而且能使预支护成为最终隧道衬砌结构的一部分甚至全部，则此种预支护方法就是超前衬砌方法。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种应用于软弱围岩隧道修建的超前衬砌设备，解决传统超前支护与衬砌结构先后进行施工的施工方法存在工期长、施工进度无法保证、浪费材料的缺点，解决传统超前支护施工过程中，地面变形较大无法保证隧道施工安全的技术问题。 

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种应用于软弱围岩隧道修建的超前衬砌设备，包括主机和后台，所述后台包括液压泵站、泥浆泵、渣泥收集转运设备、高压混凝土泵，所述主机包括拱形机架和掘进灌砼机，掘进灌砼机安装在拱形机架的滑架上沿滑架作环向滑动，所述掘进灌砼机包括仓体和仓体底部的给进架，所述仓体由前至后依次包括刀盘土仓、输出轴仓、动力仓和机壳；所述刀盘土仓的头部按前两后三的位置设置五个独立刀盘，独立刀盘的一侧还设有两个小刀盘，用于弧形拱壳混凝土片搭接整形，所述刀盘土仓的后部为储土间，储土间内设置刀盘轴，后三个所述独立刀盘的刀盘轴两侧安装有搅拌棒；所述输出轴仓内设有刀盘的动力输出轴，小刀盘的动力输出轴与相邻的刀盘动力输出轴通过传动链条进行传动；所述动力仓内设有动力输出轴的液压马达，所述机壳内设有同步阀、进油管、集流器、回油管，传感器的数据线，掘进机支撑骨架以及进浆管和排泥管；

所述进浆管与后台泥浆泵相连并穿过机壳，横跨动力仓内部且伸出五个分管直达输出轴仓与刀盘土仓的分界处；所述排泥管始于输出轴仓与刀盘土仓分界处的中部，依次穿过输出轴仓、动力仓和机壳，与后台渣泥收集转运设备相连。

所述仓体底部的给进架的架体由型钢焊接而成，其截面呈矩形，给进架的架体沿掘进方向尾部有给进马达，头部有从动链轮，仓体的前进、后退由链传动提供，所述给进架的架体沿掘进方向间隔焊有抱箍，用来固定掘进灌砼机的仓体及限制仓体的运动轨迹。 

所述抱箍为弧形钢板，所述弧形钢板内侧的弧度与掘进灌砼机的外部形状相适应。 

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果： 

采用本实用新型针对软弱围岩隧道进行超前衬砌支护时的地面变形很小，可以最大程度的保证隧道施工安全，不仅可以保证隧道开挖时掌子面的稳定和防止拱部临空面的松动和垮塌，而且能使预支护成为最终隧道衬砌结构的一部分甚至全部，缩短工期，减少隧道施工材料和费用，节省人力财力。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。 

图1是本实用新型超前衬砌设备中拱形机架和掘进灌砼机相对位置示意图。 

图2是图1的侧视图。 

图3是本实用新型超前衬砌设备中掘进灌砼机的主视图。 

图4是图3中E-E剖面的结构示意图。 

图5是图3中掘进灌砼机仓体的内部详图。 

图6是图5中刀盘一侧的侧视图。 

图7是本实用新型超前衬砌方法步骤二中切割土体的示意图。 

图8是本实用新型超前衬砌方法步骤三中注入混凝土后回退掘进灌砼机的示意图。 

图9是本实用新型超前衬砌方法步骤四中多个弧形拱壳混凝土片的施工顺序示意图。 

图10是本实用新型中弧形拱壳的结构示意图。