專利名稱：超前注漿簡(jiǎn)易盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及應(yīng)用淺埋暗挖工法施工的土質(zhì)隧道和城市地鐵施工的一種施工機(jī)械。
背景技術(shù)：
在應(yīng)用淺埋暗挖工法施工的土質(zhì)隧道和城市地鐵施工中，地表下沉量是制定施工安全及保證地面建筑物、地下管線、人員和車輛安全的主要指標(biāo)。決定地表下沉的因素主要是施工對(duì)地層的擾動(dòng)程度大小、開挖成型面的裸露時(shí)間的長(zhǎng)短、對(duì)開挖范圍以外地層的注漿加固效果、地下水的多少和止水效果。為了控制地表下沉和塌方，通常采用小導(dǎo)管(導(dǎo)管直徑為40～50mm)超前注漿來(lái)加固地層的穩(wěn)定性，其漿液可以使松散的沙土凝結(jié)，其作業(yè)過程是在開挖面周邊輪廓處，工人憑經(jīng)驗(yàn)用高壓風(fēng)管向前傾斜吹出若干個(gè)個(gè)孔洞，在每個(gè)孔洞中插入長(zhǎng)度為1.5m-2.5m的注漿管，然后用注漿機(jī)把水泥漿液通過注漿管壓入外圍地層，使外圍地層中的沙土得到一定程度的凝結(jié)和加固。這種方法對(duì)地層擾動(dòng)較大，注漿管布置不均勻，傾斜角度不好掌握，影響了整體注漿效果，止水效果較差，還使用了大量的鋼管，增大了施工成本，當(dāng)?shù)叵滤^多或地面有建筑物時(shí)，這種方法就不能滿足施工需要了，施工單位都不敢應(yīng)用這種方法施工。這時(shí)就必須采用管棚法或盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工法，開挖長(zhǎng)度較短時(shí)應(yīng)用管棚施工法，開挖長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)用盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工法。管棚施工法就是使用較大設(shè)備把直徑為500～1000mm的許多根管子并排壓入開挖空間上面的地層中，一根一根緊密布置形成管棚，每根管子外面都有幾根注漿管，注漿管隨每根大管子壓入地層后，通過注漿管進(jìn)行注漿作業(yè)，使管棚周圍的沙土得到加固，與管子形成整體結(jié)構(gòu)。這種方法雖然提高了止水效果，降低了地表下沉，但是情況并不理想，而且增大了鋼管等材料成本，增加了工作洞室等輔助工程，增加了工期和成本。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)施工法克服了小導(dǎo)管超前注漿施工法和管棚施工法的缺點(diǎn)，很好地控制了地表的下沉，而且開挖速度較快，但是，一臺(tái)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的價(jià)格就是幾千萬(wàn)甚至上億元，對(duì)于中小型工程是買不起的，而且不適應(yīng)于斷面尺寸不斷變化的隧道和地鐵施工。
隨著城市的不斷發(fā)展，各種地下工程(例如城市地鐵、電力隧道、煤氣管道、過街道、地下停車場(chǎng))越來(lái)越多，對(duì)地表的下沉和和地面建筑物的安全要求愈來(lái)愈高，建筑成本要求愈來(lái)愈低，這幾種方法都不能很好地滿足這些要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前小導(dǎo)管超前注漿施工和管棚施工的地表下沉量較大，止水效果差，施工成本高和施工速度慢的不足，確保安全施工，本實(shí)用新型提供一種超前注漿簡(jiǎn)易盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，該超前注漿簡(jiǎn)易盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)不僅能很好地控制地表下沉和提高止水效果，而且能降低材料和設(shè)備的施工成本。
所述的超前注漿簡(jiǎn)易盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)由液壓油缸3、支撐管6、前部水平隔板7和注漿管5組成。支撐管6的形狀與開挖輪廓相似，可以是圓型、半圓型、拱型、方型等地下工程設(shè)計(jì)的各種形狀。其大小可以比開挖輪廓尺寸大，也可以比開挖輪廓尺寸小，它可以承受周圍土體的壓力，在支撐管6的中間部位圓周上加工一定數(shù)量的注漿園孔4。
所述的超前注漿簡(jiǎn)易盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)在支撐管6的前部安裝了幾個(gè)水平隔板7，把中心土的高度分為幾個(gè)臺(tái)階，一方面可以進(jìn)行臺(tái)階式分步開挖作業(yè)，另一方面可以防止中心土體滑落。在支撐管6的后部安裝了幾個(gè)推進(jìn)液壓油缸3，液壓油缸3的前端與支撐管6相連，另一端支承在初次支護(hù)鋼筋混凝土1上，在液壓油缸3都伸長(zhǎng)時(shí)可以推動(dòng)支撐管6向前移動(dòng)，每前移一個(gè)行程后迅速進(jìn)行初次支護(hù)鋼筋混凝土作業(yè)，減少了開挖成型面的裸露時(shí)間。
所述的超前注漿簡(jiǎn)易盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)在需要注漿時(shí)通過園孔4用其它工具把注漿管5壓入開挖輪廓外的沙土層2中，減小了對(duì)周圍土層的擾動(dòng)，每完成一根注漿管5的注漿作業(yè)時(shí)，在注漿管5周圍的一定范圍內(nèi)，漿液使松散的沙土凝結(jié)為具有一定穩(wěn)定性的圓柱樁。短距離的垂直超前注漿作業(yè)，提高了每個(gè)圓柱樁的成型質(zhì)量，兩個(gè)相鄰圓孔4之間合理距離確定后，每個(gè)圓孔4進(jìn)行注漿后形成圓柱樁都能與其相鄰的圓柱樁相交，從而使開挖輪廓外的沙土層2中所有圓柱樁都相交，形成整體穩(wěn)固結(jié)構(gòu)，即可止水，又可控制塌方和地表下沉。每根注漿管5在注漿作業(yè)完成后，用其它工具把注漿管5拔出，下次可以再用。
本實(shí)用新型的有益效果是，注漿孔合理、均勻的布置及短距離的真正超前注漿作業(yè)提高了對(duì)周圍沙土層的注降效果，對(duì)周圍土層擾動(dòng)小，開挖成型面裸露時(shí)間短，有效地控制了地表下沉和塌方，解決在松軟地層和含水地層中進(jìn)行施工的難度，保證了安全施工，同時(shí)又加快了施工速度、降低了施工成本。
以下結(jié)合附圖和以開挖輪廓為圓形的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的縱剖面構(gòu)造圖。
圖2是
圖1的1--1剖視圖。
圖3是本實(shí)用新型完成注漿作業(yè)后的縱剖面構(gòu)造圖。
圖4是本實(shí)用新型先前推進(jìn)一個(gè)行程后的縱剖面構(gòu)造圖。
圖5是本實(shí)用新型完成一個(gè)行程的初次支護(hù)鋼筋混凝土作業(yè)后的縱剖面構(gòu)造圖。
圖中1.初次支護(hù)鋼筋混凝土，2.開挖輪廓外的沙土層，3.液壓油缸，4.圓孔，5.注漿管，6.支撐管，7.水平隔板。
具體實(shí)施方式
在支撐管6中部的每個(gè)圓孔4處放置一根注漿管5，把注漿管5壓入開挖輪廓外的沙土層2中，利用注漿機(jī)對(duì)每根注漿管5進(jìn)行注漿作業(yè)，這時(shí)，漿液通過注漿管5進(jìn)入開挖輪廓外的沙土層2中，形成一個(gè)個(gè)的圓柱樁，每?jī)蓚€(gè)相鄰的圓柱樁相交，使開挖輪廓外松散的沙土層2變成由若干個(gè)相交的圓柱樁組成的環(huán)狀的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，達(dá)到止水和控制地表下沉的效果。注漿作業(yè)完成后，再把每一根注漿管5取出。啟動(dòng)液壓泵站，向幾個(gè)液壓油缸3同時(shí)供油，油缸3的活塞桿伸長(zhǎng)并支撐在初次支護(hù)鋼筋混凝土1上，隨著活塞桿的不斷伸長(zhǎng)，液壓油缸3就慢慢地推動(dòng)支撐管6向前移動(dòng)，直到完成一個(gè)行程，然后向液壓油缸3反方向供油，使活塞桿回收到位，停止液壓泵站工作。然后迅速進(jìn)行這一行程的初次支護(hù)鋼筋混凝土作業(yè)，完成該支護(hù)作業(yè)后，利用人工或機(jī)械前部的中心土進(jìn)行開挖和出渣作業(yè)，然后進(jìn)行下一行程的注漿作業(yè)、支撐管6的推進(jìn)作業(yè)、初次支護(hù)作業(yè)和開挖作業(yè)……，如此循環(huán)地進(jìn)行隧道掘進(jìn)施工。
權(quán)利要求1.一種超前注漿簡(jiǎn)易盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，由推進(jìn)油缸(3)、護(hù)盾(6)、前部水平隔板(7)和雙液注漿器(5)組成，護(hù)盾(6)的形狀與隧道開挖輪廓相似，可以是圓型、半圓型、拱型、方型等地下工程設(shè)計(jì)的各種形狀，在護(hù)盾(6)的中部和后部圓周上加工了一定數(shù)量的注漿園孔(4)，在護(hù)盾(6)的前部安裝了幾個(gè)水平隔板(7)，在護(hù)盾(6)的后部安裝了幾個(gè)推進(jìn)油缸(3)，推進(jìn)油缸(3)的前端與護(hù)盾(6)相連，后端支承在初次支護(hù)鋼筋混凝土(1)上，雙液注漿器(5)是一個(gè)雙作用液壓油缸，活塞桿(13)是一根空心管子，它的前端呈堆形并有一雙液出口(18)，后部有一個(gè)A種漿液加入口(14)，后端的法蘭(21)的內(nèi)孔有螺紋，在活塞桿(13)內(nèi)部安裝了B種漿液注漿管(15)，注漿管(15)前端呈堆形并且封閉，插入活塞桿(13)前端的出口(18)中，它的前部有B種漿液出口(17)，后端有B種漿液加入口(16)，后部加工有外螺紋并與法蘭(21)的內(nèi)螺紋配合，雙液注漿器(5)安裝護(hù)盾(6)中、后部的一個(gè)圓孔(4)處，活塞桿(13)通過注漿圓孔(4)插入開挖輪廓外的沙土層(2)中，其特征是護(hù)盾(6)的形狀與隧道或地鐵施工開挖輪廓相似，可以是圓型、半圓型、拱型、方型等地下工程設(shè)計(jì)的各種形狀，在護(hù)盾(6)的中部和后部圓周上加工了一定數(shù)量的的注漿圓孔(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超前注漿簡(jiǎn)易盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，其特征是在護(hù)盾(6)的前部安裝了幾個(gè)水平隔板(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超前注漿簡(jiǎn)易盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，其特征是在護(hù)盾(6)的后部安裝了幾個(gè)推進(jìn)液壓油缸(3)，液壓油缸(3)的前端與護(hù)盾(6)相連，液壓油缸(3)的后端支承在初次支護(hù)鋼筋混凝土(1)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超前注漿簡(jiǎn)易盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，其特征是雙液注漿器(5)的活塞桿(13)通過注漿圓孔(4)插入開挖輪廓外的沙土層(2)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超前注漿簡(jiǎn)易盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，其特征是雙液注漿器(5)是一個(gè)雙作用液壓油缸，它的活塞桿(13)是空心管，前端呈堆形并且加工有出口(18)，在活塞桿(13)的內(nèi)部安裝了注漿管(15)，注漿管(15)的前端呈堆形并且與出口(18)滑動(dòng)配合，后端與活塞桿(13)的法蘭(21)是螺紋配合。
專利摘要一種超前注漿簡(jiǎn)易盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的支撐管的形狀與隧道或地鐵開挖輪廓相似，支撐管的前部安裝了幾個(gè)水平隔板，支撐管的中部加工了若干個(gè)合理布置注漿管的圓孔，在支撐管的后部安裝了幾個(gè)液壓油缸，推動(dòng)整機(jī)向前移動(dòng)，保證了在松散沙土地層和含水地層中施工的安全，地表下沉量很小，保證了地面建筑物和交通的安全，提高了施工速度，降低了施工成本。
文檔編號(hào)E21D9/04GK2777198SQ20042008477
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月9日
發(fā)明者周德祥, 劉粉茹 申請(qǐng)人:周德祥, 劉粉茹