[发明专利]一种防地层失稳式掘进装置及其施工方法

说明书

本发明属于地下工程施工技术领域，具体说是涉及一种防地层失稳式掘进装置及其施工方法；进一步提高地下施工掘进机开挖面的稳定性能，避免开挖面上部地层失稳塌陷，其包括地下施工掘进机，在地下施工掘进机的机体前端设置有机体帽檐，在机体帽檐上设置有多个推进滑槽，在推进滑槽内设置有与其相匹配的推进滑块，在推进滑块上均设置有防失稳推进单元体，防失稳推进单元体沿掘进机掘进作业截面呈闭环式分布；在推进滑块上连接设置有推进动力装置，推进动力装置的动力源由地下施工掘进机提供；该发明设计的防地层失稳式掘进装置及其施工方法，极大的适用于软土层或特殊地层或特殊工况的施工作业要求；极大的降低了地下掘进施工作业过程中的施工风险。

技术领域

本发明属于地下工程施工技术领域；具体说是涉及一种防地层失稳式掘进装置及其施工方法。

背景技术

盾构机、顶管机等地下施工掘进机因其机械化程度高、施工速度快、安全性好等优点，目前广泛运用在城市地铁、过街通道、综合管廊等地下工程中；但是在地下施工掘进机施工过程中引发的安全事故也频繁发生，特别是在地层结构为软土层的地下施工过程中，软土是指压缩性高，含水量大以及承载力低的饱和黏土；在软土地层中进行地下施工作业过程中，经常会出现施工机械被埋、地表冒浆、地表沉隆、建筑物下沉等施工安全风险，究其原因，大多是因为开挖结构面失稳导致；然而在现有技术中，大多采用加压、加气、注泥、注浆等加固方法，这些方法能够在一定程度上改善开挖面的结构稳定性，但是由于不同地理位置下地层的差异性很大，地质问题难以提前预知，在遇到软土层为特殊地层或者特殊工况时，如砂层、上软下硬地层、地层中障碍物处理等情况，常规的软土层开挖面稳定方法往往难以凑效；因此提供一种防地层失稳式掘进装置及其施工方法就显得非常的必要。

发明内容

本发明的发明目的：

主要是为了提供一种防地层失稳式掘进装置及其施工方法，不但极大的提高地下施工掘进机开挖面的稳定性能，有效的避免开挖面上部地层失稳塌陷，极大的适用于软土层或特殊地层或特殊工况的施工作业要求；极大的提高地下施工掘进机的掘进安全性能，极大的降低地下掘进施工作业过程中的施工风险。

本发明的技术方案为：

为克服现有技术的不足，提供了一种防地层失稳式掘进装置，包括地下施工掘进机，在地下施工掘进机的机体前端设置有机体帽檐，机体帽檐沿掘进机掘进作业截面呈闭环式分布；在机体帽檐上设置有多个推进滑槽，在推进滑槽内设置有与其相匹配的推进滑块，在推进滑块上均设置有防失稳推进单元体，防失稳推进单元体亦沿掘进机掘进作业截面呈闭环式分布；在推进滑块上连接设置有推进动力装置，推进动力装置的动力源由地下施工掘进机提供。

所述的地下施工掘进机包括盾构机、顶管机、敞开式掘进机或闭胸式掘进机；机体帽檐固定安装设置在相应地下施工掘进机的机体前端位置处。

所述的防失稳推进单元体为刚性结构面板或复合承载型结构面板；在防失稳推进单元体的前端均设置有推进刃角。

所述的推进动力装置包括但不限于液压动力装置、气压动力装置、电磁动力装置、螺纹式动力装置、齿轮齿条式动力装置。

在防失稳推进单元体内还设置有增强结构钢梁，增强结构钢梁平行或交错均布设置在防失稳推进单元体内。

在防失稳推进单元体上设置有千斤顶加支撑板的辅助支护单元。

所述的防失稳推进单元体呈一体式结构沿掘进机掘进作业截面布置或分块式结构沿掘进机掘进作业截面布置。

在地下施工掘进机机体上还设置有分布推进控制单元，用于防失稳推进单元体的一体式结构推进/回缩；或分块式结构的分段推进/回缩。

一种防地层失稳式掘进装置的施工方法，包括上述任一项所述的一种防地层失稳式掘进装置，该施工方法包括：

（1）、竖井开挖：完成始发井和接收井施工；