用于顶管机洞内组装的洞室及其施工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109404004A(43)申请公布日2019.03.01(21)申请号201811453577.2E21D20/00(2006.01)(22)申请日2018.11.30(71)申请人中铁隧道集团二处有限公司地址065201河北省廊坊市三河市燕郊开发区学院路大街南侧(72)发明人董志伟董书滨杨志永黎景雄宝青峰杨永强李志军张成勇(74)专利代理机构深圳市赛恩倍吉知识产权代理有限公司44334代理人郑杏芳陈海云(51)Int.Cl.E21D9/14(2006.01)E21D11/10(2006.01)E21D11/18(2006.01)E21D11/15(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图9页(54)发明名称用于顶管机洞内组装的洞室及其施工方法(57)摘要本发明提供一种用于顶管机洞内组装的洞室，所述洞室包括相连通的渐变段和标准段，渐变段的宽度沿着远离原开挖断面的方向逐渐变大，渐变段与标准段分别具有拱部、边墙和仰拱，边墙设于拱部和仰拱之间，洞室还包括设于渐变段及标准段的支护结构，支护结构包括多个超前小导管、多个格栅钢架、多个锁脚锚杆、多个系统锚杆及钢筋网，多个超前小导管设于拱部，多个格栅钢架分别设于拱部、边墙和仰拱，多个锁脚锚杆分别设于格栅钢架的两侧，多个系统锚杆分别设于拱部、边墙和仰拱，且呈梅花形布设，钢筋网设于拱部和边墙且呈双层布设。该洞室为顶管机改造提供了操作空间，且满足刚度和强度的要求。本发明同时提出一种洞室的施工方法。CN109404004ACN109404004A权利要求书1/2页1.一种用于顶管机洞内组装的洞室，其特征在于：所述洞室包括相连通的渐变段和标准段，所述渐变段的宽度沿着远离原开挖断面的方向逐渐变大，所述标准段以相等的宽度从所述渐变段末端向远离所述原开挖断面的方向延伸，所述渐变段与所述标准段分别具有拱部、边墙和仰拱，所述边墙设于所述拱部和所述仰拱之间，所述洞室还包括设于所述渐变段及所述标准段的支护结构，所述支护结构包括多个超前小导管、多个格栅钢架、多个锁脚锚杆、多个系统锚杆及钢筋网，多个所述超前小导管设于所述拱部，多个所述格栅钢架分别设于所述拱部、所述边墙和所述仰拱，多个锁脚锚杆分别设于所述格栅钢架的两侧，多个所述系统锚杆分别设于所述拱部、所述边墙和所述仰拱，且呈梅花形布设，所述钢筋网设于所述拱部和所述边墙且呈双层布设。2.如权利要求1所述的洞室，其特征在于：所述渐变段的扩散角度为25°～35°。3.如权利要求1所述的洞室，其特征在于：洞室总长度、洞室高度、洞室宽度均大于所述顶管机的刀盘直径。4.如权利要求1所述的洞室，其特征在于：所述洞室总长度比所述顶管机的刀盘直径大2m，所述洞室高度比所述顶管机的刀盘直径大1m，所述洞室宽度比所述顶管机的刀盘直径大1.6m。5.如权利要求4所述的洞室，其特征在于：所述标准段远离所述渐变段的一侧设有封堵墙，所述封堵墙的厚度为25～35cm。6.如权利要求1所述的洞室，其特征在于：每个所述超前小导管的直径为42mm，长度为3m，壁厚为3.5mm，相邻的所述超前小导管的环向间距为35cm，纵向间距为2m，每个所述超前小导管上设有多个导管注浆孔。7.如权利要求1所述的洞室，其特征在于：所述格栅钢架的间距为0.5m/榀，相邻的所述格栅钢架之间设有Φ22连接筋，所述锁脚锚杆的长度为3.5m。8.如权利要求1所述的洞室，其特征在于：每个所述系统锚杆的直径为22mm，长度为3.5m，间距为1m×1m，多个所述系统锚杆呈梅花形布设。9.如权利要求1所述的洞室，其特征在于：所述钢筋网的直径为8mm，网格尺寸为15cm×15cm。10.一种如权利要求1所述的用于顶管机洞内组装的洞室的施工方法，其包括以下步骤：在拱部施作多个超前小导管，在多个所述超前小导管中注浆；开挖所述拱部的环形土体；挂钢筋网、架设格栅钢架；安装多个系统锚杆；喷射混凝土；开挖上部的核心土；施作临时仰拱；开挖下部土体；挂钢筋网、架设格栅钢架；喷射混凝土；重复上述步骤，直到完成渐变段和标准段的施工。2CN109404004A权利要求书2/2页11.如权利要求10所述的施工方法，其特征在于：所述施工方法还包括步骤：采用全断面注浆的方式加固土体，具体为：先施工止浆墙，再钻设多个注浆孔，然后采用后退式的方式依次向多个所述注浆孔中注浆；至少部分位于外圈的所述注浆孔带有外扩倾角，所述外扩倾角的角度为3°～9°。12.如权利要求11所述的施工方法，其特征在于：注浆的浆液为第一组分和第二组分的混合物，所述第一组分包括水玻璃和水，所述第二组分包括水泥和水，所述第一组分中的水玻璃与水的体积比为1：1，所述第二组分中水灰比为1:1，所述第一组分和所述第二组分的体积比