[发明专利]一种用于顶管法的掘进装置及其施工法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种用于顶管法的掘进装置及其施工法，属于土木工程基础施工技术领域。

背景技术

现有隧道施工有明挖后施工，也有顶管或者盾构的暗挖施工；明挖施工开挖土方量大，施工周期长，造价昂贵；现有暗挖施工造价都比较昂贵。

现有地铁车站采用明挖法，传统明挖法对周围环境影响比较大，边坡支护比较困难，土方开挖量大，只适用于地面开阔和地质条件比较好的情况, 施工周期长、造价昂贵。

发明内容

本发明提出的是一种用于顶管法的掘进装置及其施工法，其目的旨在克服现有技术存在的缺陷。其主要优点：在工作井内搭建作业平台，周围环境影响小；第一管节的头部是挖掘装置的挖掘面，挖掘的岩土随链刀带至工作井内，管节推顶到位后再清除管节内的岩土，施工简单，质量好，施工周期短，成本低。

本发明的技术解决方案：一种用于顶管法的掘进装置，其特征是包括挖掘装置、头部前端轨道、中间轨道和后部装置；挖掘装置由传动装置和链刀组成，传动装置由驱动装置和链轮组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成；头部前端轨道和中间轨道上施工时运行有挖掘岩土的链刀，头部前端轨道的尾部与第一管节的前端连接成一体，头部挖掘面的形状与管节截面相同；后部装置包括顶进装置，安装在施工井内；中间轨道的前端与头部前端轨道相连，中间轨道的尾端与后部装置相连，中间轨道位于管节的外侧或管节壁内，施工时驱动装置驱动链刀，链刀沿着轨道运行，头部前端轨道上的刀具挖掘管节截面投影部分的环状岩土，通过中间轨道向后运行的链刀将已挖掘的岩土带至后方，挖掘装置内设有泥浆管路，管路的端部是喷嘴。

顶管施工法包括如下步骤：

1）挖掘工作井，搭建作业平台；

2）在工作井内安装后部装置；

3）将第一管节和头部前端轨道连接并蹲位，在其轨道上装链刀；

4）安装中间轨道；

5）安装驱动装置、链轮组成的传动装置，形成挖掘装置；

6）安装顶进装置；

7）驱动链条，前端轨道上的链刀挖掘前方的岩土，并将其带至后方，顶进装置顶推管节的尾端或顶推驱动装置，驱动装置再顶推管节的尾端，管节向前运行；

8）第一管节顶推至设定距离后，顶进装置缩回，放下第二管节，将第二管节的头部与第一管节的尾部相连；

9）安装第二管节轨道上的链刀形成挖掘装置，链刀挖掘第一管节前方的岩土，顶进装置顶推管节的尾端或顶推驱动装置，管节向前运动；

10）重复上述动作，完成全部管节的施工，在完成部分或全部管节顶进施工后挖掘管节内的岩土；

2）、3）、4）、5）和6）动作不分先后。

施工法是地铁车站的施工法，包括如下步骤：

一、在地铁车站外侧建工作井；

二、在工作井内建垂直于车站长度方向的隧道

1）在工作井内安装后部装置；

2）将第一管节和头部前端轨道连接并蹲位，在其轨道上装链刀；

3）安装中间轨道；

4）安装驱动装置、张紧装置等组成的传动装置，形成挖掘装置；

5）安装顶进装置；

6）驱动链条，链刀挖掘头部前端投影部分的环状岩土，并将已挖掘的岩土带至后方，顶进装置顶推管节，管节向前运行；

7）第一管节顶推至设定距离后，顶进装置缩回，放下第二管节，将第二管节的前端与第一管节的尾端相连；

8）顶进装置顶推管节，链刀挖掘头部前方的岩土，顶进装置顶推管节，管节向前运行；

9）重复上述动作，完成全部管节的施工，在完成部分或全部管节顶进施工后挖掘管节内的岩土；

1）、2）、3）、4）和5）动作不分先后；

三、在已建隧道内建地铁车站

1）在已建隧道内安装后部装置；

2）将第一管节和头部前端轨道连接并蹲位，在其轨道上装链刀；

3）安装中间轨道；

4）安装驱动装置、张紧装置等组成的传动装置，形成挖掘装置；

5）安装顶进装置；

6）驱动链条，链刀挖掘头部前端投影部分的环状岩土，并将已挖掘的岩土带至后方，顶进装置顶推管节，管节向前运行；

7）第一管节顶推至设定距离后，顶进装置缩回，放下第二管节，将第二管节的前端与第一管节的尾端相连；

8）顶进装置顶推管节，链刀挖掘头部前方的岩土，顶进装置／顶推管节，管节向前运行；

9）重复上述动作，完成全部管节的施工，在完成部分或全部管节顶进施工后挖掘管节内的岩土；