[发明专利]隧道环向变截面扩挖方法

摘要

本发明公开了一种隧道环向变截面扩挖方法，其在始发工作井中安装钢支撑架、反力架和环向扩挖盾构机构后，顶进装置即可驱动环向扩挖盾构机构环向掘进，并在管片拼装机构、控制装置、液压传动装置以及排渣机构等后配套系统的配合下，完成原隧道的首环的径向扩挖工作；接着，在初始扩挖空间的一侧与待环向扩挖区域相邻的位置搭建钢管‑拱架支撑结构，并从待环向扩挖区域位于钢拱架的一侧开始，对待环向扩挖区域进行横截面逐渐扩大的土体开挖工作并施作钢筋混凝土衬砌，最终在待环向扩挖区域形成喇叭状的变截面段，完成隧道的环向变截面扩挖，整个环向变截面扩挖过程不占用地面空间、不阻碍交通以及不损伤地面建筑。

主权项

1.一种隧道环向变截面扩挖方法，其特征在于，包括步骤：S1、在原隧道内部位于待环向扩挖区域的始发侧位置，沿纵向方向将位于最底部的至少一排原管片凿开，并进行土体开挖，形成用于环向扩挖的始发工作井，纵向的一排原管片包括至少两块环向相邻的原管片；S2、在始发工作井内施作钢支撑架和反力架，为环向扩挖盾构机构后续的环向掘进提供初始支撑力；S3、在始发工作井内完成环向扩挖盾构机构的拼装工作，并使环向扩挖盾构机构的顶进装置与反力架相抵；S4、通过顶进装置对环向扩挖盾构机构的圆弧形基板施以推力，以驱动环向扩挖盾构机构环向掘进并切削土体，同时，通过排渣机构将流入土仓的渣土排出；S5、在环向扩挖盾构机构环向掘进一块扩挖管片的距离后，停止掘进，并在将顶进装置与反力架分离后，通过管片拼装机构在刚掘进的区域纵向拼装至少一块扩挖管片；S6、将顶进装置与刚拼装的扩挖管片相抵，并通过顶进装置驱动环向扩挖盾构机构继续环向掘进并切削土体，同时，通过排渣机构将流入土仓的渣土排出；S7、在环向扩挖盾构机构继续环向掘进一块扩挖管片的距离后，停止掘进；S8、将刚掘进一块扩挖管片距离相对应的原管片凿开并清理相应残土后，将顶进装置与扩挖管片分离，并通过管片拼装机构纵向继续拼装至少一块扩挖管片；S9、按步骤S6至S8重复操作至环向扩挖盾构机构环向掘进至重新进入始发工作井；S10、将环向扩挖机构、钢支撑架和反力架拆解并移出始发工作井后，进行混凝土浇筑以填充始发工作井；S11、拼装环向最后一块扩挖管片，从而完成一环扩挖管片的拼装工作，形成初始扩挖空间；S12、在初始扩挖空间的一侧与待环向扩挖区域相邻的位置搭建钢拱架、以及在钢拱架外围的位置往待环向扩挖区域的土体打入多根间隔分布的钢管，钢管相对原隧道的轴线外倾延伸且钢管的始端由钢拱架支撑，以形成钢管‑拱架支撑结构；S13、从待环向扩挖区域位于钢拱架的一侧开始，对待环向扩挖区域进行横截面逐渐扩大的土体开挖工作并施作钢筋混凝土衬砌，最终在待环向扩挖区域形成喇叭状的变截面段。