[发明专利]一种机械法修建地铁车站的装备及其施工方法

权利要求书

1.一种机械法修建地铁车站的装备，其特征在于，所述机械法修建地铁车站的装备包括组合设置的多个盾构掘进机单元，所述盾构掘进机单元之间可拆装连接，组合后的所述多个盾构掘进机单元与地铁车站的掘进隧道断面相匹配，所述盾构掘进机单元包括至少一个大直径盾构掘进设备(1)、至少一个中直径盾构掘进设备(2)和至少一个小直径盾构掘进设备(3)，大直径盾构掘进设备(1)的外径大于中直径盾构掘进设备(2)的外径，中直径盾构掘进设备(2)的外径大于小直径盾构掘进设备(3)的外径；

在相邻的所述盾构掘进机单元上均设置有插装导向组合构件(7)，插装导向组合构件(7)用于相邻的所述盾构掘进机单元之间的导向插装组合，插装导向组合构件(7)包括安装基座(20)，在安装基座(20)上设置有伸缩连接块(21)，伸缩连接块(21)在安装基座(20)上滑动设置并通过定位连接螺栓(22)定位连接，在伸缩连接块(21)的前端固定设置有插装导向块(23)，插装导向块(23)与相邻盾的所述构掘进机单元上设置的插装导向槽匹配插接。

2.根据权利要求1所述的机械法修建地铁车站的装备，其特征在于，相邻的所述盾构掘进机单元之间前后交错设置，并且相邻的所述盾构掘进机单元在所述掘进隧道断面上的投影相互交错。

3.根据权利要求1所述的机械法修建地铁车站的装备，其特征在于，大直径盾构掘进设备(1)为9m级盾构掘进设备，中直径盾构掘进设备(2)为6m级盾构掘进设备，小直径盾构掘进设备(3)为4m级以下盾构掘进设备。

4.根据权利要求1所述的机械法修建地铁车站的装备，其特征在于，每个所述盾构掘进机单元上均设置有侧护板(4)，侧护板(4)与所述盾构掘进机单元可拆卸连接，在所述盾构掘进机单元上侧护板(4)的内侧还设置有组合装配模块，该组合装配模块用于所述盾构掘进机单元之间的装配连接；该组合装配模块包括法兰连接模块(6)或/和腹板加强模块(5)，法兰连接模块(6)包括连接结构法兰和法兰连接螺栓，腹板加强模块(5)包括腹板连接板(16)和腹板连接螺栓(17)，在腹板连接板(16)上还设置有销轴连接孔(18)，在销轴连接孔(18)上设置有定位销轴(19)。

5.根据权利要求1所述的机械法修建地铁车站的装备，其特征在于，每个所述盾构掘进机单元均包括盾构主机(8)、掘进刀盘(9)、驱动装置(10)、推进系统(11)和后配套，所述后配套包括螺旋输送机和管片拼装机(14)，所述盾构掘进机单元上还设置有反力架(12)和米字梁(13)，反力架(12)和米字梁(13)均与所述盾构掘进机单元可拆卸连接。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的机械法修建地铁车站的装备，其特征在于，所述机械法修建地铁车站的装备还包括在盾构掘进机单元的前端设置的机体帽檐(24)，在机体帽檐(24)上设置有多个推进滑槽(25)，在推进滑槽(25)内设置有与推进滑槽(25)相匹配的推进滑块(26)，在推进滑块(26)上设置有推进单元体(15)，推进单元体(15)在盾构掘进作业面上呈闭环分布，推进滑块(26)连接有推进动力装置(27)。

7.根据权利要求6所述的机械法修建地铁车站的装备，其特征在于，推进单元体(15)为刚性结构板，推进动力装置(27)为液压油缸或气压缸，推进动力装置(27)与推进单元体(15)相对应，推进动力装置(27)能够驱动推进单元体(15)前进。

8.根据权利要求7所述的机械法修建地铁车站的装备，其特征在于，在推进动力装置(27)上还设置有刚性连杆(28)，在刚性连杆(28)上设置有铰接连接点(29)，推进滑块(26)通过推杆(30)与铰接连接点(29)铰接，推进动力装置(27)能够使多个推进单元体(15)同步前进。

9.一种机械法修建地铁车站的施工方法，其特征在于，所述机械法修建地铁车站的施工方法采用了权利要求6～8中任一项所述的机械法修建地铁车站的装备，所述机械法修建地铁车站的施工方法包括以下步骤：

步骤1、竖井施工：

在地铁车站的两端分别修建始发井和接收井；

步骤2、设备安装：

在该始发井内根据地铁车站的掘进隧道断面尺寸，将多个所述盾构掘进机单元进行组合装配成所述机械法修建地铁车站的装备，将相邻的所述盾构掘进机单元上的侧护板(4)拆卸，通过所述盾构掘进机单元上设置的法兰连接模块(6)或/和腹板加强模块(5)进行相邻所述盾构掘进机单元的组合装配，通过插装导向组合构件(7)调整相邻所述盾构掘进机单元之间的位置，在所述盾构掘进机单元上安装螺旋输送机，同时在所述盾构掘进机单元上设置反力架(12)和米字梁(13)，在所述盾构掘进机单元的前端设置机体帽檐(24)，并且在机体帽檐(24)上设置推进单元体(15)；

步骤3、掘进施工：

在所述机械法修建地铁车站的装备组合完成后，一次盾构成型需要修建的地铁车站主体，在掘进过程中，小直径盾构掘进设备(3)分布设置在大直径盾构掘进设备(1)和中直径盾构掘进设备(2)的组合盲区位置处，在盾构掘进地铁车站地层不稳定的工况时，推进动力装置(27)推动在机体帽檐(24)上设置的推进单元体(15)进行同步前进或后退作业，在盾构掘进的前方空间内形成稳定的闭环空间；

步骤4、设备接收：

在所述机械法修建地铁车站的装备掘进完成地铁车站后，在所述接收井内对所述机械法修建地铁车站的装备进行拆卸，将拆卸的所述盾构掘进机单元通过吊装设备吊出所述接收井，在所述接收井内剩余的所述盾构掘进机单元继续向前掘进盾构施工；

步骤5、场地恢复：

对所述始发井和接收井进行顶盖施工，恢复场地原貌。