一种利用开放式盾构机施作地下箱涵的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用开放式盾构机施作地下箱涵的方法，包括以下步骤：利用开放式盾构机自始发井向接收井掘进，开放式盾构机的顶部与地面相齐平；在开放式盾构机的前方地面通过挖土机进行土体挖掘移运；开放式盾构机每掘进一段预设距离后停止，利用在地面上的涵体吊装机构吊装涵体进入开放式盾构机中的涵体导入箱室内同已安装涵体进行连接；待完成涵体的安装之后，继续控制开放式盾构机向前掘进；如此往复，直至完成地下箱涵的施作。本发明专利技术的优点是:（1）盾构机施工影响范围比明挖法施工范围小，并可用于狭小的施工场合；（2）涵体侧面及底部空隙填充同步注浆材料，减少对周边的影响；（3）采用盾构油缸推进，可减少噪音和震动。

A method of using open shield machine to construct underground box culvert

【技术实现步骤摘要】
一种利用开放式盾构机施作地下箱涵的方法
本专利技术属于地下箱涵
，具体涉及一种利用开放式盾构机施作地下箱涵的方法。
技术介绍
目前城市地下箱涵的建设大多采用放坡开挖和支架现浇的施工方式，这种方式存在着现场工作量大、地下箱涵现场浇筑质量难以保证、地下箱涵养护时间、对周边环境影响很大等劣势；最近兴起厂内预制、地下箱涵运输、现场拼装张拉的施工方式，这种方式现场采用挖掘机放坡开挖、地下箱涵采用常规挂车运输、汽车吊或者履带吊等吊装形式。由于地下箱涵基坑旁边附坡大、附坡上承载问题，导致吊车站位远，只能起吊小吨位地下箱涵拼装。另外由于采用吊装钢丝绳较长，影响地下箱涵拼装精度。随着盾构机挖掘技术和预制箱涵技术的日益成熟，如何综合应用成熟技术，进行安全、经济、高效的预制地下箱涵建设，是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种利用开放式盾构机施作地下箱涵的方法，该方法通过采用开放式盾构机进行掘进并利用涵体吊装机构吊装安装涵体，以实现在狭小场所内施作地下箱涵，与此同时通过在涵体侧面及底部空隙填充同步注浆材料减少对周边的影响。本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种利用开放式盾构机施作地下箱涵的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：利用开放式盾构机自始发井向接收井掘进，所述开放式盾构机的顶部与地面相齐平；在所述开放式盾构机的前方地面通过挖土机进行土体挖掘移运；所述开放式盾构机每掘进一段预设距离后停止，利用在地面上的涵体吊装机构吊装涵体进入所述开放式盾构机中的涵体导入箱室内同已安装涵体进行连接；待完成所述涵体的安装之后，继续控制所述开放式盾构机向前掘进；如此往复，直至所述开放式盾构机到达所述接收井完成地下箱涵的施作。所述开放式盾构机包括相互铰接的前部掘进舱和后部涵体安装舱，所述后部涵体安装舱自前向后依次为盾构油缸机构、所述涵体导入箱室以及尾部挡土板；所述盾构油缸机构包括至少两列盾构油缸以及一行盾构油缸，所述盾构油缸的一端固定于所述后部涵体安装舱的前端壁板内壁面上、另一端上固定设置有轴向的顶铁块，所述顶铁块用于在所述盾构油缸顶升时与所述涵体的前端面相接触；所述开放式盾构机在向前掘进时，所述盾构油缸向已安装的所述涵体顶升并以已安装的所述涵体为反力机构实现对所述开放式盾构机的顶推向前。所述开放式盾构机包括依次连接的前部掘进舱、中部反力支撑舱以及后部涵体安装舱，所述前部掘进舱的尾端部上布置有若干液压推进油缸，所述液压推进油缸的一端固定于所述前部掘进舱的尾端面上、另一端固定于所述中部反力支撑舱的前端面上；所述中部反力支撑舱的两个侧壁面上分别设置有可伸缩式的液压支顶臂，所述液压支顶臂的端面具有摩擦铁块；所述后部涵体安装舱包括所述涵体导入箱室以及尾部挡土板；所述开放式盾构机向前掘进的方法为：使所述中部反力支撑舱上的所述液压支顶臂向外围土体伸出以提高同外围土体之间的摩擦力，使所述中部反力支撑舱作为反力支撑结构，所述前部掘进舱尾端部上的所述液压推进油缸在所述中部反力支撑舱的支撑下顶升推进所述前部掘进舱向前掘进；待所述液压推进油缸顶升至最大行程后所述前部掘进舱停止向前掘进，控制所述液压支顶臂向内收缩，之后控制所述液压推进油缸收缩以拉动所述中部反力支撑舱向前移动。所述涵体的底面以及两侧壁面上分别设置有砂浆注入孔，当完成所述涵体的安装且所述涵体位于所述尾部挡土板的范围内时，利用注浆设备经所述涵体上的所述砂浆注入孔进行第一次注浆，以在所述涵体外壁面与所述开放式盾构机之间的间隙内形成第一次注浆材料层；当所述涵体脱离所述开放式盾构机的范围之后，利用注浆设备经所述涵体上的所述砂浆注入孔进行第二次注浆，以在所述第一次注浆材料层与土体之间的间隙内形成第二次注浆材料层。所述涵体导入箱室的尺寸与所述涵体的尺寸相适配，所述涵体导入箱室包括底板以及两侧的隔板。所述前部掘进舱的前部两侧分别设置有滑移式挡土臂，所述滑移式挡土臂的前端部呈利于切削顶进的楔形面，所述滑移式挡土臂的后端部由位于所述前部掘进舱中的液压油缸驱动滑移伸缩。完成施作的所述涵体上方利用回填土用挖机进行回填土覆盖。所述开放式盾构机的机体底部以及两侧壁面上分别设置有注入孔，并通过所述注入孔向所述机体与外侧土体之间的间隙内加注减摩剂。本专利技术的优点是：（1）盾构机施工影响范围比明挖法施工范围小，并可用于狭小的施工场合；（2）涵体侧面及底部空隙填充同步注浆材料，减少对周边的影响；（3）采用盾构油缸推进，可减少噪音和震动；（4）开放式盾构机由相互铰接的前部掘进舱和后部涵体安装舱组成，可进行曲线施工；（5）开放式盾构机上可以覆盖车道板，工作时间外路面可以开放；（6）中部反力支撑舱通过可伸缩式液压支顶臂同两侧及底部的土体产生摩擦力，为前部掘进舱上的液压推进油缸提供推进反力，实现开放式盾构机的自走行。附图说明图1为本专利技术实施例1中开放式盾构机系统的施工示意图；图2为本专利技术实施例1中开放式盾构机的平面示意图；图3为本专利技术实施例1中涵体的竖向剖面示意图；图4为本专利技术实施例2中开放式盾构机系统的施工示意图；图5为本专利技术实施例2中开放式盾构机的平面示意图；图6为本专利技术实施例2中涵体的竖向剖面示意图。具体实施方式以下结合附图通过实施例对本专利技术的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1-6，图中标记1-32分别为：开放式盾构机1、涵体吊装机构2、挖土机3、涵体4、前部掘进舱5、后部涵体安装舱6、铰接机构7、盾构油缸8、滑移式挡土臂9、涵体导入箱室10、尾部挡土板11、砂浆注入孔12、第一次注浆材料层13、第二次注浆材料层14、顶铁块15、盾构油缸机构16、开放式盾构机17、挖土机18、涵体吊装机构19、前部掘进舱20、中部反力支撑舱21、后部涵体安装舱22、涵体23、液压推进油缸24、液压支顶臂25、滑移式挡土臂26、摩擦铁块27、涵体导入箱室28、尾部挡土板29、砂浆注入孔30、第一次注浆材料层31、第二次注浆材料层32。实施例1：如图1、2、3所示，本实施例具体涉及一种利用开放式盾构机施作地下箱涵的方法，该方法主要包括以下步骤：（1）准备各项施工机具及地下箱涵构件，主要包括开放式盾构机1、涵体吊装机构2、挖土机3、回填土用挖机以及若干涵体4；其中：开放式盾构机1包括经铰接机构7进行铰接的前部掘进舱5和后部涵体安装舱6，通过铰接机构7的左右、上下行程差，前部掘进舱5和后部涵体安装舱6之间能够产生相对弯曲以进行曲线施工；前部掘进舱5能够对土体进行切削掘进，且在其前部的两侧设置有滑移式挡土臂9，滑移式挡土臂9的前端呈利于切削顶进的（单侧）楔形面，而滑移式挡土臂9的后端则由位于前部掘进舱5中的液压油缸驱动其进行前后滑移伸缩，滑移式挡土臂9的伸缩用于开挖区域的支护和前部开挖面的坡度控制；后部涵体安装舱6自前向后依次为盾构油缸机构16、涵体导入箱室10以及尾部挡土板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用开放式盾构机施作地下箱涵的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：利用开放式盾构机自始发井向接收井掘进，所述开放式盾构机的顶部与地面相齐平；在所述开放式盾构机的前方地面通过挖土机进行土体挖掘移运；所述开放式盾构机每掘进一段预设距离后停止，利用在地面上的涵体吊装机构吊装涵体进入所述开放式盾构机中的涵体导入箱室内同已安装涵体进行连接；待完成所述涵体的安装之后，继续控制所述开放式盾构机向前掘进；如此往复，直至所述开放式盾构机到达所述接收井完成地下箱涵的施作。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用开放式盾构机施作地下箱涵的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：利用开放式盾构机自始发井向接收井掘进，所述开放式盾构机的顶部与地面相齐平；在所述开放式盾构机的前方地面通过挖土机进行土体挖掘移运；所述开放式盾构机每掘进一段预设距离后停止，利用在地面上的涵体吊装机构吊装涵体进入所述开放式盾构机中的涵体导入箱室内同已安装涵体进行连接；待完成所述涵体的安装之后，继续控制所述开放式盾构机向前掘进；如此往复，直至所述开放式盾构机到达所述接收井完成地下箱涵的施作。


2.根据权利要求1所述的一种利用开放式盾构机施作地下箱涵的方法，其特征在于所述开放式盾构机包括相互铰接的前部掘进舱和后部涵体安装舱，所述后部涵体安装舱自前向后依次为盾构油缸机构、所述涵体导入箱室以及尾部挡土板；所述盾构油缸机构包括至少两列盾构油缸以及一行盾构油缸，所述盾构油缸的一端固定于所述后部涵体安装舱的前端壁板内壁面上、另一端上固定设置有轴向的顶铁块，所述顶铁块用于在所述盾构油缸顶升时与所述涵体的前端面相接触；所述开放式盾构机在向前掘进时，所述盾构油缸向已安装的所述涵体顶升并以已安装的所述涵体为反力机构实现对所述开放式盾构机的顶推向前。


3.根据权利要求1所述的一种利用开放式盾构机施作地下箱涵的方法，其特征在于所述开放式盾构机包括依次连接的前部掘进舱、中部反力支撑舱以及后部涵体安装舱，所述前部掘进舱的尾端部上布置有若干液压推进油缸，所述液压推进油缸的一端固定于所述前部掘进舱的尾端面上、另一端固定于所述中部反力支撑舱的前端面上；所述中部反力支撑舱的两个侧壁面上分别设置有可伸缩式的液压支顶臂，所述液压支顶臂的端面具有摩擦铁块；所述后部涵体安装舱包括所述涵体导入箱室以及尾部挡土板；
所述开放式盾构机向前掘进的方法为：使所述中部反力支撑舱上的所述液压支顶臂向外围土体伸出以提高同外围土体之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈冲，穆震强，王宝童，黄旭，侯程伟，梁辰麒，
申请(专利权)人：上海力行工程技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31