[发明专利]一种用于空推过暗挖初衬隧道的机头结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种用于空推过暗挖初衬隧道的机头结构，包括筒状的机头本体，以及设于机头本体端部的延伸段；所述延伸段为与机头本体同轴配置的锥形结构，延伸段的大口端直径与机头本体相同且与机头本体的端部相连；所述机头本体及延伸段的外壁下沿两侧对称安装滑靴板，滑靴板与导槽相适配；所述导槽设于预埋在暗挖隧道垫层内的导槽板上。本发明还公开了一种空推通过暗挖初衬隧道的施工方法。本发明的有益效果为：所述机头结构不配设刀盘，安装滑靴板，采用顶管管材空推过暗挖初衬，暗挖与顶管管材结合，解决现有顶管机无法在硬岩段正常掘进以及暗挖二衬施工周期长等问题，实现顶管管材空推穿过暗挖段施工地下隧道，同时大大缩短工期，降低工程造价，减少人材机投入。

技术领域

本发明涉及地下隧道施工领域，具体涉及一种用于空推过暗挖初衬隧道的机头结构及施工方法。

背景技术

随着我国城市建设飞速发展，城市市政配套管网建设愈加普遍。顶管施工凭借着对环境与地面交通影响小、施工速度快、工期短、作业面小，施工成本低等诸多优势得到了广泛应用。但在地下隧道施工时，如果遇中风化硬岩段或孤石地层、隧道轴线存在急曲线等不利条件下，顶管机无法正常顶进。

目前，地下隧道施工根据穿越地层不同而采用不同的施工方法进行。对于硬岩段地层则多采用暗挖法进行施工，但若采用暗挖法对该硬岩段进行初衬施工，内衬施工若采用传统现浇二衬施工方法，分段施工，分段浇筑，分段养护，特别是用于线路较长隧道，施工速度慢，施工成本高。当直接采用盾构机空推过该暗挖段，设备投入大，施工效率低，盾构机安装调试复杂，管片拼装耗时长。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种顶管空推过暗挖初衬隧道的机头结构及施工方法，解决现有顶管机无法在硬岩段正常掘进以及暗挖二衬施工周期长等问题。

本发明采用的技术方案为：一种用于空推过暗挖初衬隧道的机头结构，其特征在于，包括筒状的机头本体，以及设于机头本体端部的延伸段；所述延伸段为与机头本体同轴配置的锥形结构，延伸段的大口端直径与机头本体相同且与机头本体的端部相连；所述机头本体及延伸段的外壁下沿两侧对称安装滑靴板，滑靴板与导槽相适配；所述导槽设于预埋在暗挖隧道垫层内的导槽板上。

按上述方案，所述延伸段的小口端直径为大口端直径的六分之五。

本发明还提供了一种用于空推过暗挖初衬隧道的推进装置，包括动力机构和如上所述机头结构组成，所述动力机构设于工作井内，动力机构的推动端、若干顶管管材和机头结构可依次接触，动力机构通过顶管管材推动机头结构向前移动。

本发明还提供了一种空推通过暗挖初衬隧道的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、前期施工准备；

步骤二、提供如上所述推进装置的各组件，并组装所述机头结构；

步骤三、隧道初衬、导槽板及垫层施工：在隧道段内暗挖施工初衬，并将暗挖初衬的底部表面清理后铺设垫层，垫层施工前预埋导槽板；

步骤四、地表打孔及注浆管埋设；

步骤五、所述推进装置下井安装并空推：安装动力机构、首节顶管管材及机头本体，机头本体底部的滑靴板与垫层上的导槽相适配；安装完后在隧道初衬内进行顶管管材空推顶进施工，直至隧道内顶管管材全部安装完成；

步骤六、隧道洞门接口封堵，防止浆液溢流入工作井内；

步骤七、隧道暗挖初衬内壁与顶管管材外壁之间的间隙为浆液填充区，在浆液填充区内注入水泥砂浆填充；

步骤八、隧道二次注浆：对空推段进行地表注浆后，在浆液收缩处每隔3～5环通过顶管管材的吊装孔进行隧道二次注浆。