[发明专利]带有双层支护和可变管片直径的硬岩掘进机的施工方法

摘要

本发明公开了一种带有双层支护和可变管片直径的硬岩掘进机施工方法，包括可扩挖的刀盘、可径向伸缩的圆形护盾、柔性钢拱架拼装机、管片拼装机等。所述的硬岩掘进机在高应力地层掘进的过程中，通过扩挖、柔性支护、管片支护、注豆砾石和注浆等工艺的协调作业，创造性地将卡盾防患于未然，同时，通过机械化的方式使硬岩隧道的衬砌作业一气呵成。因此，本发明能够避免硬岩掘进机的卡盾问题，进而提高掘进效率，同时，亦能缩短硬岩隧道衬砌的时间和用工量。

主权项

一种带有双层支护和可变管片直径的硬岩掘进机的施工方法，所述的硬岩掘进机包括扩挖刀盘、驱动扩挖刀盘掘进的主驱动、主驱动后端部连接的主大梁、进行临时支撑且径向可伸缩的圆形护盾、设置在主大梁后的支撑主推进油缸的连接箱体和滑行大梁，所述的主大梁上设置柔性钢拱架拼装机，所述的滑行大梁上设置有管片拼装机，所述的扩挖刀盘包括扩挖刀盘本体和在扩挖刀盘本体周边以不同的角度的一系列的扩挖滚刀，所述的扩挖滚刀通过扩挖滚刀座设置在扩挖刀盘本体上，扩挖滚刀座与扩挖刀盘本体铰接，且在扩挖滚刀座底部设置有控制各个扩挖滚刀扩挖量的扩挖推进油缸，其特征在于，对于围岩变形大、易塌方的隧洞施工区段，通过柔性的钢拱架和刚性的混凝土预制管片相互配合的双层支护方式进行施工，其包括以下步骤：①通过超前探测技术，对开挖隧洞撑子面前方的岩土应力进行探测和分析，确定预施工区段需要进行双层支护作业；②调整扩挖刀盘的扩挖推进油缸，使得各个扩挖滚刀分别伸出扩挖刀盘本体外沿一定尺寸，且各个扩挖滚刀的伸出尺寸呈相互递进，随着扩挖刀盘的旋转，其均匀的增大扩挖刀盘的开挖直径，并达到预定的双层支护所需的扩挖量；③随着扩挖刀盘的扩挖掘进，硬岩掘进机上的圆形护盾完成对隧洞围岩的临时支护，与此同时，通过柔性钢拱架拼装机进行钢拱架的拼装固定作业，在管片拼装机和主推进油缸的共同作用，在已拼装完成的钢拱架上铺设拼装预制管片，柔性钢拱架拼装机和管片拼装机在空间上前后错位，因此在整个掘进过程中二者能够进行同步拼装作业；④在每一环的预制管片的拼装过程前，首先在隧洞底部铺设一仰拱块，仰拱块的底部设有凹槽，与所述仰拱块对应的钢拱架嵌入凹槽中，以仰拱块为支撑进行该环的预制管片的整体拼装；⑤在拼装完成多环钢拱架和预制管片之后，在钢拱架和预制管片之间的空腔内注入豆砾石和水泥浆液进行空腔填补和浆液凝固。