專利名稱：超前注漿簡易盾構掘進機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及應用淺埋暗挖工法施工的土質隧道和城市地鐵施工的一種施工機械。
背景技術：
在應用淺埋暗挖工法施工的土質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。決定地表下沉的因素主要是施工對地層的擾動程度大小、開挖成型面的裸露時間的長短、對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，通常采用小導管(導管直徑為40～50mm)超前注漿來加固地層的穩定性，其漿液可以使松散的沙土凝結，其作業過程是在開挖面周邊輪廓處，工人憑經驗用高壓風管向前傾斜吹出若干個個孔洞，在每個孔洞中插入長度為1.5m-2.5m的注漿管，然后用注漿機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和加固。這種方法對地層擾動較大，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，當地下水較多或地面有建筑物時，這種方法就不能滿足施工需要了，施工單位都不敢應用這種方法施工。這時就必須采用管棚法或盾構掘進機施工法，開挖長度較短時應用管棚施工法，開挖長度較長時應用盾構掘進機施工法。管棚施工法就是使用較大設備把直徑為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，通過注漿管進行注漿作業，使管棚周圍的沙土得到加固，與管子形成整體結構。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。盾構掘進機施工法克服了小導管超前注漿施工法和管棚施工法的缺點，很好地控制了地表的下沉，而且開挖速度較快，但是，一臺盾構掘進機的價格就是幾千萬甚至上億元，對于中小型工程是買不起的，而且不適應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)越來越多，對地表的下沉和和地面建筑物的安全要求愈來愈高，建筑成本要求愈來愈低，這幾種方法都不能很好地滿足這些要求。
發明內容
為了克服目前小導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，本實用新型提供一種超前注漿簡易盾構掘進機，該超前注漿簡易盾構掘進機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備的施工成本。
所述的超前注漿簡易盾構掘進機由液壓油缸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、方型等地下工程設計的各種形狀。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量的注漿園孔4。
所述的超前注漿簡易盾構掘進機在支撐管6的前部安裝了幾個水平隔板7，把中心土的高度分為幾個臺階，一方面可以進行臺階式分步開挖作業，另一方面可以防止中心土體滑落。在支撐管6的后部安裝了幾個推進液壓油缸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鋼筋混凝土1上，在液壓油缸3都伸長時可以推動支撐管6向前移動，每前移一個行程后迅速進行初次支護鋼筋混凝土作業，減少了開挖成型面的裸露時間。
所述的超前注漿簡易盾構掘進機在需要注漿時通過園孔4用其它工具把注漿管5壓入開挖輪廓外的沙土層2中，減小了對周圍土層的擾動，每完成一根注漿管5的注漿作業時，在注漿管5周圍的一定范圍內，漿液使松散的沙土凝結為具有一定穩定性的圓柱樁。短距離的垂直超前注漿作業，提高了每個圓柱樁的成型質量，兩個相鄰圓孔4之間合理距離確定后，每個圓孔4進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，形成整體穩固結構，即可止水，又可控制塌方和地表下沉。每根注漿管5在注漿作業完成后，用其它工具把注漿管5拔出，下次可以再用。
本實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提高了對周圍沙土層的注降效果，對周圍土層擾動小，開挖成型面裸露時間短，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行施工的難度，保證了安全施工，同時又加快了施工速度、降低了施工成本。
以下結合附圖和以開挖輪廓為圓形的實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的縱剖面構造圖。
圖2是
圖1的1--1剖視圖。
圖3是本實用新型完成注漿作業后的縱剖面構造圖。
圖4是本實用新型先前推進一個行程后的縱剖面構造圖。
圖5是本實用新型完成一個行程的初次支護鋼筋混凝土作業后的縱剖面構造圖。
圖中1.初次支護鋼筋混凝土，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。
具體實施方式
在支撐管6中部的每個圓孔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，利用注漿機對每根注漿管5進行注漿作業，這時，漿液通過注漿管5進入開挖輪廓外的沙土層2中，形成一個個的圓柱樁，每兩個相鄰的圓柱樁相交，使開挖輪廓外松散的沙土層2變成由若干個相交的圓柱樁組成的環狀的穩定結構，達到止水和控制地表下沉的效果。注漿作業完成后，再把每一根注漿管5取出。啟動液壓泵站，向幾個液壓油缸3同時供油，油缸3的活塞桿伸長并支撐在初次支護鋼筋混凝土1上，隨著活塞桿的不斷伸長，液壓油缸3就慢慢地推動支撐管6向前移動，直到完成一個行程，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。然后迅速進行這一行程的初次支護鋼筋混凝土作業，完成該支護作業后，利用人工或機械前部的中心土進行開挖和出渣作業，然后進行下一行程的注漿作業、支撐管6的推進作業、初次支護作業和開挖作業……，如此循環地進行隧道掘進施工。
權利要求1.一種超前注漿簡易盾構掘進機，由推進油缸(3)、護盾(6)、前部水平隔板(7)和雙液注漿器(5)組成，護盾(6)的形狀與隧道開挖輪廓相似，可以是圓型、半圓型、拱型、方型等地下工程設計的各種形狀，在護盾(6)的中部和后部圓周上加工了一定數量的注漿園孔(4)，在護盾(6)的前部安裝了幾個水平隔板(7)，在護盾(6)的后部安裝了幾個推進油缸(3)，推進油缸(3)的前端與護盾(6)相連，后端支承在初次支護鋼筋混凝土(1)上，雙液注漿器(5)是一個雙作用液壓油缸，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A種漿液加入口(14)，后端的法蘭(21)的內孔有螺紋，在活塞桿(13)內部安裝了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)的內螺紋配合，雙液注漿器(5)安裝護盾(6)中、后部的一個圓孔(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、方型等地下工程設計的各種形狀，在護盾(6)的中部和后部圓周上加工了一定數量的的注漿圓孔(4)。
2.根據權利要求1所述的超前注漿簡易盾構掘進機，其特征是在護盾(6)的前部安裝了幾個水平隔板(7)。
3.根據權利要求1所述的超前注漿簡易盾構掘進機，其特征是在護盾(6)的后部安裝了幾個推進液壓油缸(3)，液壓油缸(3)的前端與護盾(6)相連，液壓油缸(3)的后端支承在初次支護鋼筋混凝土(1)上。
4.根據權利要求1所述的超前注漿簡易盾構掘進機，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.根據權利要求1所述的超前注漿簡易盾構掘進機，其特征是雙液注漿器(5)是一個雙作用液壓油缸，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易盾構掘進機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水平隔板，支撐管的中部加工了若干個合理布置注漿管的圓孔，在支撐管的后部安裝了幾個液壓油缸，推動整機向前移動，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E21D9/04GK2777198SQ20042008477
公開日2006年5月3日 申請日期2004年8月9日 優先權日2004年8月9日
發明者周德祥, 劉粉茹 申請人:周德祥, 劉粉茹