[发明专利]一种防止盾构在施工中冒顶的施工方法

摘要

本发明提供了一种防止盾构在施工中冒顶的施工方法，所述施工方法的步骤包括第一步、沿盾构路线进行地层调查；第二步、在盾构机上安装帽檐装置；第三步、应用帽檐装置于盾构施工。帽檐装置未被使用时，帽檐装置利用液压油缸收缩到刀盘面内；当盾构进入冒顶地层时，帽檐装置能够利用液压油缸伸出，伸出长度可根据地层情况确定，并通过帽檐伸出长度的多少来防止冒顶。采用本发明所述施工方法使得防止盾构在各种地质条件中冒顶变得更加工艺简单，操作方便，提高了轴线控制质量，减少了土体扰动和地面变形。

主权项

一种防止盾构在施工中冒顶的施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：第一步、沿盾构路线进行地层调查：(1)在隧道轴线两侧距轴线3‑4m处各布置一排勘探孔，相邻勘探孔的间隔40‑50m，勘探孔深度为隧道底以下2倍隧道直径；(2)基于勘探孔通过地质勘探进行土层划分，并确定土层厚度；(3)通过标准贯入试验得到勘探范围内土体的实测标贯击数N；(4)在每层土中进行取样，通过密度试验获得该层土的重度γ，通过三轴压缩试验获得该层土的摩擦角；第二步、在盾构机上安装帽檐装置：帽檐装置包括固定基座、液压油缸、连接杆、帽檐，其中：固定基座的一侧固定在盾构机壳体正上方的内侧；液压油缸的后端与固定基座固定连接；连接杆的下端与液压油缸的前端固定连接，连接杆上端与帽檐固定连接；在盾构机上安装帽檐装置具体步骤为：(1)在盾构机壳体的内侧安装固定基座；(2)将液压油缸与固定基座固定连接；(3)将连接杆与液压油缸固定连接；(4)将帽檐与连接杆固定连接；第三步、应用帽檐装置于盾构施工：(1)当盾构机开挖至某段地层时，首先判断该地层是否属于冒顶地层：盾构开挖范围内上软下硬地层属于冒顶地层，其他地层属于非冒顶地层；(2)在非冒顶地层中、且盾构轴线控制仪显示盾构向上偏移不超过50mm时，利用液压油缸将帽檐装置收缩到刀盘面内；(3)在冒顶地层中，或盾构轴线控制仪显示盾构向上偏移超过50mm时，利用液压油缸将帽檐装置伸出，起到防止冒顶的作用；第三步的(3)中，所述帽檐装置的伸长量按照以下公式计算：式中：L是帽檐装置的伸长量，单位m；F是盾构作用于刀盘面的顶推力，单位kN；γ是上覆土层的重度，单位kN/m3；h是上覆土层的总厚度，单位m；是上覆土层每层的摩擦角，单位度；是指各层土的加权平均值。