[实用新型]一种小导洞超前支护设备

说明书

本实用新型提供一种小导洞超前支护设备，属于地铁车站导洞施工技术领域。该设备包括拱形掏槽模板、侧墙掏槽模板、后支撑装置和两个推移装置，拱形掏槽模板位于小导洞前端的上台阶，并通过推移装置A与下台阶的侧墙掏槽模板相连，侧墙掏槽模板通过推移装置B与其后同水平的后支撑装置相连。该设备通过锥形钻头和割土滚刀分别切割拱顶和侧墙的土体，利用螺旋滚刀排土，在推移装置的顶进作用下，拱形铲刀和侧墙铲刀铲除遗留土，并与其后的衬砌结构形成封闭的筑模空间，然后通过注浆孔向筑模空间内注浆形成衬砌结构，待衬砌结构到达设计强度的75％，进行开挖，最后施作底板。该施工方法实现开挖之前的超前支护，从而减少地表沉降。

技术领域

本实用新型涉及地铁车站导洞施工技术领域，特别是指一种小导洞超前支护设备。

背景技术

随着城市人口的激增，地铁已经成为解决交通拥挤问题的一个重要手段，在地铁车站的修建过程中，洞桩法因其不影响地面交通，且相比于其他暗挖施工方法，对控制地表沉降相对较好，而受到广大工程技术人员的热衷，但在穿越重要建筑群及工程地质复杂的区域时，仍需进一步提高沉降控制的要求。分析洞桩法施工中的沉降因素，可知主要沉降来自于小导洞的开挖与支护环节，目前小导洞施工中主要采用台阶法施工，先开挖再进行挂网喷浆支护，但由于开挖过程需要一定的时间，且混凝土达到设计强度仍需要一定的时间，不满足及时快速支护的要求，也就意味着，不能有效控制地表沉降，针对这一问题，本实用新型提出一种小导洞超前支护设备及施工方法，其通过掏槽注浆的方式，在开挖之前形成支护结构，有效的缩短了从开挖到支护结构承载的时间，从而在一定程度上减少地表沉降。

实用新型内容

本实用新型为解决现有导洞施工过程中地表沉降量较大问题，提供一种小导洞超前支护设备，该设备能够较为有效地控制因导洞施工所引起的地表沉降，同时在一定程度上提高施工速度，节约施工成本。

该设备包括拱形掏槽模板、侧墙掏槽模板、后支撑装置、推移装置A和推移装置B，拱形掏槽模板位于小导洞前端的上台阶，拱形掏槽模板通过推移装置A与下台阶的侧墙掏槽模板相连，侧墙掏槽模板通过推移装置B与侧墙掏槽模板后同水平的后支撑装置相连。

其中，拱形掏槽模板包括锥形钻头、环形铲刀、传动装置A、拱形壳体、螺旋滚刀A、变速箱A、电机A、注浆管A，拱形壳体前端安装有环形铲刀，环形铲刀外径与拱形壳体外径之差等于衬砌厚度，环形铲刀上均匀布置锥形钻头，螺旋滚刀A安装在拱形壳体两拱脚的内侧，螺旋滚刀A的滚轴前端穿过传动装置A驱动环向的锥形钻头切割土体，螺旋滚刀A的滚轴前端部安装有锥形钻头，螺旋滚刀A的滚轴后端通过变速箱A与电机A相连，注浆管A布置在拱形壳体后端的拱脚处。

侧墙掏槽模板包括直墙板、侧墙铲刀、割土滚刀、传动臂、螺旋滚刀B、变速箱B、电机B、传动装置B和注浆管B，直墙板前端安装有侧墙铲刀，侧墙铲刀外侧高出直墙板的厚度等于侧墙厚度，割土滚刀通过传动臂均匀布置在侧墙铲刀的前方，割土滚刀轴向长度与侧墙铲刀的宽度相等，其中最下方的割土滚刀的轴向长度为其上方相邻割土滚刀轴向长度的1.5～2倍，螺旋滚刀B紧挨直墙板的墙角处，螺旋滚刀B滚轴前端通过传动装置B驱动割土滚刀割土，螺旋滚刀B滚轴后端通过变速箱B与电机B相连，注浆管B安装在直墙板后端的墙角处，侧墙掏槽模板通过横连杆连接，形成一个稳定结构。

该设备通过推移装置A和推移装置B的伸缩向前移动。

后支撑装置两端安装两个液压装置，液压装置活塞杆顶端安装有施力板，施力板紧贴小导洞两旁的侧墙墙壁。

该小导洞超前支护设备的施工方法，包括步骤如下：

S1：将设备各部分运至工作面，完成拼装，推移装置A和推移装置B均置于收缩状态，后支撑装置处于支撑状态；

S2：启动拱形掏槽模板的电机A驱动螺旋滚刀A和锥形钻头工作，切割拱形槽内的土体并排出，在推移装置A的推动下向前移动，直至拱形壳体后端离开已完成的拱顶衬砌结构10～30cm；