[发明专利]在隧道中设置盖壁的方法及其设备

说明书

本发明涉及在由盾构式掘进机掘出的隧道周壁上覆盖盖壁的方法，以及该方法所使用的模板组件装置，特别是一种用独有的模板组件在隧道的周壁表面上模制初级盖壁，并且在盖壁形成后，迅速增加初级盖壁的稳定性的方法，以及在根据该方法模制盖壁时用于浇灌混凝土的模板组件。

一种典型的隧道挖掘方法是一种使用盾构成掘进机的隧道掘进系统，其中掘进机的钢制圆筒盾构被驱动伸到隧道的端面，在掘进机的前部有一个被驱动而旋转的用于挖掘岩石的旋转刀头。在用这种盾构式掘进机挖掘隧道时，需要随着掘进机的推进，在掘进机后面形成的隧道周壁表面上制出盖壁。

在隧道壁上制出盖壁通常使用这样一种方法，即把几个弧形加强壁分段环形装配起来，并靠在隧道的周壁上，以此做为一初级盖壁，或者是环形组装一模板使其面向隧道周壁，然后紧贴隧道周壁浇灌混凝土，由此形成一初级盖壁。因为仅用这种初级盖壁往往不能抵抗住隧道岩层的压力，所以需在初级盖壁上把几个钢制弧形加固构件环形组装起来，然后在初级盖壁上再附加制出一层有更好外表的次级盖壁。

但是在使用分段加强的方法中，存在一个很大的问题，就是这些分段的环形组装起来很复杂，需要很多工人操作，且工期长，致使隧道掘进的成本增大。此外，环形组装起来的分段不可能紧贴隧道周壁，这样就不可避免地会在分段和周壁之间产生间隙，这些间隙需要用灰浆等进行后期填充工作，以完成盖壁的成形，这又使问题进一步复杂化。另一方面，借助于浇灌模板，往隧道的周壁上直接浇灌混凝土的方法可使初级盖壁与隧道周壁紧贴，在掘进机的后面，根据掘进机的前进速度环形组装浇灌混凝土的模板，但是，在混凝土凝固后取下模板段到把加固构件组装好需经过较长时间，这样，加固构件的组装赶不上初级盖壁形成的速度。因此，就出现一些问题，在模板段取下后到加固构件组装之前，初级盖壁呈敞露状态，它不足以抵抗地下的压力，稳定性和安全性都很低，如果要使掘进机的推进速度以及初级盖壁的形成速度能与加固构件的组装时间相匹配，则这又会延长隧道的建设周期。

因此，本发明的目的是提出一种在由盾构式掘进机挖出的隧道周壁上制出初级盖壁的方法，并提供用于这种方法中的模板组件，它们可消除上述现有技术中存在的问题，可在盖壁形成的同时使初级盖壁稳定，但保留往隧道周壁上直接浇灌混凝土的已知方法的优点。

根据本发明，上述目的通过提出这样一种方法，即在盾构式掘进机后面隧道的周壁表面上制出盖壁的方法来达到，该方法包括下列步骤：准备几个模板组件，每个模板组件包括一用于浇灌混凝土以形成初级盖壁的模板段和一用于加固浇灌的初级盖壁的加固构件，模板段与加固构件可拆卸地连成一体;沿环形组装模板组件以形成一盖壁模板结构，使加固构件面对在掘进机后面形成隧道的周壁表面;向隧道周壁和盖壁的模板结构的外周面之间形成的空隙浇灌混凝土以形成初级盖壁;在浇灌的混凝土凝固后，把各模板组件的模板段与它们的加固构件拆开，但留下仍装配在一起的加固构件，使它们靠在混凝土已凝固的初级盖壁上;在初级盖壁上制出次级盖壁。

按照本发明的上述安排，加固构件在盖壁形成的同时就环形布置靠在初级盖壁上，以便迅速加固使其稳定，从而使盖壁的强度足以抵抗隧道中岩层的压力，也就使掘进机后面形成的隧道内部的安全性迅速得到保证。此外，因为用于初级盖壁成形的模板结构的加固构件和模板段先装在一起，从而可缩短建设周期降低建设成本。

本发明的其它目的和优点通过对照附图中所示方法的最佳实施方式和下面对本发明所作的详细说明而变得更加清楚。

图1为本发明的一个实施例，它以剖视图示意地表示出在由盾构式掘进机掘出的隧道中如何连续地制出紧贴隧道周壁面的初级盖壁和次级盖壁;

图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线所取的初级盖壁的截面图;

图3是一局部剖视图，图中示出用于形成图1所示的初级盖壁的模板结构;

图4是一类似于图1的示意图，其中的初级盖壁和次级盖壁是根据本发明的另一实施例制成的;

图5是沿图4中Ⅴ-Ⅴ线所取的初级盖壁的截面图;

图6是一局部剖视图，图中示出用于形成图4所示的初级盖壁的模板结构。

下面将对照最佳实施例对本发明进行描述，应当理解的是，本发明并不局限于图示的特殊实施例，它包括权利要求范围内所有可能的变换和变更。