[发明专利]一种隧道初衬结构施工方法

权利要求书

1.一种隧道初衬结构，其特征在于：所述初衬结构由多组预制件按一定顺序在土体内排列拼接而成，相邻预制件通过锁口、卡槽、卡扣或螺栓连接固定；所述初衬结构形状为圆形、半圆形、马鞍形或拱形。

2.根据权利要求1所述的一种隧道初衬结构，其特征在于所述预制件的材料为混凝土或钢板，或上述材料经加工处理的产物。

3.根据权利要求2所述的一种隧道初衬结构，其特征在于所述的钢板为波纹钢板。

4.根据权利要求2所述的一种隧道初衬结构，其特征在于所述的加工处理是指经过防腐和/或涂层处理。

5.根据权利要求4所述的一种隧道初衬结构，其特征在于所述的加工处理是指经过镀锌、镀镍或沥青涂层处理。

6.一种隧道初衬结构施工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：场地准备

步骤二：施工设备安装调试及箱体构件的拼装

所述施工设备包括掘进机和机架，所述掘进机安装在机架上，并能够在机架上伸缩滑移；所述掘进机包括底座、掘进钻具以及液压驱动装置；

所述箱体构件为与所述隧道初衬设备相匹配的箱体，该箱体为可分离式拼装结构，具有侧板和顶板；

步骤三：箱体构件就位及设备定位

首先，将多个箱体构件相互咬合拼接形成一个箱体组，所述箱体组形成隧道支护外轮廓形状或拱部外轮廓形状，箱体组中的每个箱体能以相邻的箱体为滑轨前后滑移；每个箱体的侧板可单独抽出脱离；

其次，将已形成隧道支护外轮廓形状或拱部外轮廓形状的箱体组通过机械设备置于工作面，箱体组中的多个箱体将工作面划分为多个工位，每个箱体对应于一个工位；

最后，控制掘进机在机架上伸缩滑移至施工工位；

步骤四：掘进出土及箱体构件顶进

驱动掘进机向土体中运动，在掘进机掘进出土的同时将掘进机所在工位的箱体推入土体中，推入时通过掘进钻具将土体排出，到达预定深度后回退掘进机并移至下一箱体工位，并将下一箱体推入至设计深度，如此依次将相互咬合拼接形成隧道支护外轮廓形状或拱部外轮廓形状的所有箱体推入到达预定深度，待全部箱体推入土体后，相互咬合拼接的箱体将承担土体的压力，起到隧道临时支护作用；

步骤五：预制件置入及拼接

采用机械设备将第一块预制件推入一个箱体内，在预制件置入箱体后将预制件置顶，使预制件顶住箱体的顶板；

在第一块预制件置入对应箱体后，抽出该箱体及相邻箱体的侧板，然后，在相邻箱体内置入下一块预制件，并同第一块第预制件进行拼接，相邻预制件通过锁口、卡槽、卡扣或螺栓紧固；

以此类推，将所有预制件置入、置顶并拼接固定，最后即形成以相互拼接的预制件作为承力构件的隧道初衬；

步骤六：在初衬结构保护下进行隧道开挖；

隧道开挖分段进行，每次开挖深度要小于所述预制件的长度，以保留一定长度的壳体以便为下一循环初衬结构施工提供保护并同下一循环置入的预制件形成搭接；

步骤七：以步骤六开挖结束位置作为新的掌子面，重复步骤一至六并根据需要进行隧道二次衬砌，直至全部隧道施工完成。

7.根据权利要求6所述的一种隧道初衬结构施工方法，其特征在于，对于所述步骤四，先施工中间工位，然后向两侧工位依次进行或直接从一侧工位向另一侧工位依次进行。

8.根据权利要求6所述的一种隧道初衬结构施工方法，其特征在于，对于所述步骤五，在将第一块预制件置入箱体时，若箱体的侧向空间不够，可事先抽出该箱体的侧板。

9.根据权利要求6所述的一种隧道初衬结构施工方法，其特征在于，对于所述步骤五，在形成以相互拼接的预制件作为承力构件的隧道初衬后，将箱体的顶板依次抽出。

10.根据权利要求6所述的一种隧道初衬结构施工方法，其特征在于，所述机架的形状为半圆形、马鞍形或拱形。