[发明专利]支护结构、掘进系统及掘进方法

说明书

本发明提供了一种支护结构、掘进系统及掘进方法，该支护结构包括：框构桥体和多个支护机构，支护机构安装于框构桥体的前端，多个所述支护机构沿所述框构桥体的框边分布；支护机构包括插刀设备，插刀设备包括插刀刀头、插刀主轴和插刀电机，插刀刀头安装于插刀主轴的前端，插刀电机与插刀主轴连接，用于驱动插刀主轴转动。通过本发明，解决了浅覆土的暗挖作业的困难较大的技术问题。

技术领域

本发明涉及地下工程施工的技术领域，尤其涉及一种支护结构、掘进系统及掘进方法。

背景技术

在下穿铁路框构桥顶进工程中，预制的混凝土桥体结构距离铁路轨道底部的距离通常为0.8-1米，属于浅覆土的范围，当铁路不具备纵横梁加固条件时，下穿通道建设存在比较的困难。

对于不允许采用明挖工法进行施工的工程，现有的压力平衡式的盾构或者顶管机，都需要满足0.8倍直径或高度的覆土条件，敞开式的设备更无法在浅覆土的条件下进行施工。因此，浅覆土的暗挖作业的困难较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种支护结构、掘进系统及掘进方法，以解决浅覆土的暗挖作业的困难较大的技术问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种支护结构，包括：框构桥体和多个支护机构，所述支护机构安装于所述框构桥体的前端，多个所述支护机构沿所述框构桥体的框边分布；

所述支护机构包括插刀设备，所述插刀设备包括插刀刀头、插刀主轴和插刀电机，所述插刀刀头安装于所述插刀主轴的前端，所述插刀电机与所述插刀主轴连接，用于驱动所述插刀主轴转动。

在优选的实施方式中，所述框构桥体的顶部设有多个所述支护机构，多个所述支护机构沿所述框构桥体的宽度方向分布。

在优选的实施方式中，所述框构桥体的边墙设有多个所述支护机构，多个所述支护机构沿所述框构桥体的高度方向分布。

在优选的实施方式中，所述支护机构包括支护液压缸，所述支护液压缸与所述插刀设备连接，用于驱动所述插刀设备前后移动。

在优选的实施方式中，至少一个所述支护机构包括滑移板机构；所述滑移板机构包括滑动轨道和插板，所述插板可滑动地安装于所述滑动轨道，所述支护液压缸与所述插板连接。

在优选的实施方式中，所述插刀设备包括螺旋出渣装置，所述螺旋出渣装置安装于所述插刀主轴。

在优选的实施方式中，所述支护机构通过地脚螺栓固接于所述框构桥体，或者所述支护机构焊接安装于所述框构桥体。

在优选的实施方式中，所述框构桥体包括左块、组合块和右块，所述左块包括竖部和连接于所述竖部的顶端的右侧的横部，所述右块包括竖部和连接于所述竖部的顶端的左侧的横部，所述组合块包括横部。

本发明提供一种掘进系统，包括：挖掘机和上述的支护结构，所述框构桥体的前端设有操作腔，所述挖掘机设置于所述操作腔。

本发明提供一种掘进方法，采用上述的掘进系统，所述掘进方法包括：所述支护结构支护土体，所述挖掘机进行挖掘。

本发明的特点及优点是：

该支护结构中，各个支护机构可以独立运动，使各个插刀设备分步地进入土体。该支护结构具有优点：(1)将顶板支护分成若干长条小分块，依次对每个小分块进行支护，将顶部支护与土体的摩擦力，转变为每个小分块与土体的摩擦力，从而减少土体扰动；相比顶入法，由于将大断面分割为多个小单元，单元顶进时摩擦力小，对液压缸顶力要求较小的同时，降低了施工水平要求和成本；(2)支护机构向前顶进时插刀设备对进行土体切削，减少土体扰动，降低地表沉降几率；(3)该支护结构由多个支护机构组合，可以根据断面尺寸和形状，来对支护机构进行组合，提高了适配能力，减少了局限性。

附图说明