一种控制岩石悬臂掘进机隧道施工超欠挖的方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 106321107 A(43)申请公布日 2017.01.11

(21)申请号 201610803927.8(22)申请日 2016.09.06

(71)申请人 中铁二十四局集团南昌铁路工程有

限公司

地址 330000 江西省南昌市西湖区二七南

路109号

申请人 中铁二十四局集团有限公司(72)发明人 王均　龙中皇　张岳　涂文良　(74)专利代理机构 北京细软智谷知识产权代理

有限责任公司 11471

代理人 周宇(51)Int.Cl.

E21D 9/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)发明名称

一种控制岩石悬臂掘进机隧道施工超欠挖的方法(57)摘要

本发明涉及一种控制岩石悬臂掘进机隧道施工超欠挖的方法，具体施工工艺如下：在掘进机后方隧道已完成初支的洞壁上安装若干激光指向仪并组成环；借助全站仪调整激光指向仪的方向，让激光照到掌子面处；掌子面进行开挖测量；掘进机就位，准备开挖；根据掌子面上的激光导向仪投点指导掘进机开挖，直至满足设计要求；架设钢架，喷射混凝土，进行初步支护；激光导向仪前移，下一循环开挖。通过实施该岩石悬臂掘进机在隧道开挖过程中的超欠挖控制方法，帮助掘进机司机在操作时的判断，解决开挖过程中由于超欠挖造成喷混料的浪费，造成直接经济损失。

CN 106321107 ACN 106321107 A

权　利　要　求　书

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1.一种控制岩石悬臂掘进机隧道施工超欠挖的方法，其特征在于：具体施工工艺如下，A.在掘进机后方隧道已完成初支的洞壁上安装若干激光指向仪并组成环；B.借助全站仪调整激光指向仪的方向，让激光照到掌子面处；C.掌子面进行开挖测量；D.掘进机就位，准备开挖；

E.根据掌子面上的激光导向仪投点指导掘进机开挖，直至满足设计要求；F.架设钢架，喷射混凝土，进行初步支护；G.激光导向仪前移，下一循环开挖。

2.根据权利要求1所述的一种控制岩石悬臂掘进机隧道施工超欠挖的方法，其特征在于：步骤C中开挖测量是利用全站仪进行设站，在掌子面上测出隧道开挖轮廓线；根据测定的开完轮廊线，指导悬臂掘进进现场开挖。

3.根据权利要求1所述的一种控制岩石悬臂掘进机隧道施工超欠挖的方法，其特征在于：步骤E中掘进机挖掘的施工流程为，1、掘进机将掘进头抵至掌子面；2、接通风管、水管及电线；3、根据测量控制点向掌子面内部进行旋转开挖；4、掌子面中部开挖到位后，根据激光导向仪投点对掌子面周边进行修边处理。

4.根据权利要求1所述的一种控制岩石悬臂掘进机隧道施工超欠挖的方法，其特征在于：步骤F中钢架的架设工艺为，按照设计的需要将钢架在隧道外加工成型，然后运至掌子面处，利用挖掘机将成型钢架转至初支台架上，将钢架立到掌子面处进行连接。

5.根据权利要求1所述的一种控制岩石悬臂掘进机隧道施工超欠挖的方法，其特征在于：步骤G中激光导向仪前移的施工方法为，将掌子面后方激光导向仪拆除，如果隧道是直线，则在距离掌子面20m的已初支位置安装激光导向仪，每20m前移一次；如果隧道是曲线，在距离掌子面10m的已初支位置安装激光导向仪，每10m前移一次；然后调整激光导向仪方向，保证激光导向仪投点与隧道中线平行。

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一种控制岩石悬臂掘进机隧道施工超欠挖的方法

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技术领域

[0001]本发明涉及一种控制岩石悬臂掘进机隧道施工超欠挖的方法，属于隧道施工领域。

背景技术

[0002]在隧道施工中，隧道超挖或者欠挖是不可避免的。一般来说，超挖是指实际开挖轮廓大于设计开挖轮廓，反之，欠挖是指实际开挖轮廓小于设计开挖轮廓。对于超挖来说，首先，会引起多运洞渣。其次，如果不做处理或处理不当，初期支护背后留下空洞，在围岩松动或沉降的情况下，易将初支压碎，对于衬砌前施工安全极为不利。再次，如果超挖过大而紧贴岩面支护，便会提高初期支护甚至二次衬砌的混凝土工程量，增加成本。最后，严重的超欠挖对隧道洞室的稳定性也会产生一定的影响。对于欠挖来说，如果未做处理，首先会减少二次衬砌混凝土的厚度，使二次衬砌作用大为削弱，起不到应有的作用。其次，清除造成人工、材料的超额消耗，处理欠挖更容易形成更大的超挖。再次，如果为提高衬砌混凝土的厚度而私自缩小二次衬砌的轮廓，造成其侵限，这在隧道施工中是明令禁止的。[0003]对于隧道的施工而言，超欠挖至关重要，直接影响到隧道的整体经济效益。不同于地面建筑物的施工，掘进机开挖过程中全程架设仪器对切削头进行不间断测量是难以实现的，现场必须进行施工控制网的传递。施工现场粉尘浓度较高，对于现场测量作业的要求较高。

[0004]现今隧道的施工方法越来越多，很多地方也在不断的引进岩石悬臂掘进机的施工，针对这种机械的施工，在开挖过程中由于施工条件的限制，主要依靠掘进机司机的经验水平来控制隧道内的超欠挖，在开挖完成后利用测量仪器进行校核，对局部欠挖的地方进行修整处理。

发明内容

[0005]为了解决现有现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种控制岩石悬臂掘进机隧道施工超欠挖的方法，其通过合理的安排施工流程，有效的解决了隧道超欠挖的问题。[0006]本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：

[0007]A.在掘进机后方隧道已完成初支的洞壁上安装若干激光指向仪并组成环；[0008]B.借助全站仪调整激光指向仪的方向，让激光照到掌子面处；[0009]C.掌子面进行开挖测量；[0010]D.掘进机就位，准备开挖；

[0011]E.根据掌子面上的激光导向仪投点指导掘进机开挖，直至满足设计要求；[0012]F.架设钢架，喷射混凝土，进行初步支护；[0013]G.激光导向仪前移，下一循环开挖。

[0014]本发明解决其技术问题采用的进一步的技术方案是：步骤C中开挖测量是利用全站仪进行设站，在掌子面上测出隧道开挖轮廓线；根据测定的开完轮廊线，指导悬臂掘进进

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现场开挖。

[0015]本发明解决其技术问题采用的进一步的技术方案是：步骤E中掘进机挖掘的施工流程为，1、掘进机将掘进头抵至掌子面；2、接通风管、水管及电线；3、根据测量控制点向掌子面内部进行旋转开挖；4、掌子面中部开挖到位后，根据激光导向仪投点对掌子面周边进行修边处理。

[0016]本发明解决其技术问题采用的进一步的技术方案是：步骤F中钢架的架设工艺为，按照设计的需要将钢架在隧道外加工成型，然后运至掌子面处，利用挖掘机将成型钢架转至初支台架上，将钢架立到掌子面处进行连接。

[0017]本发明解决其技术问题采用的进一步的技术方案是：步骤F中喷射混凝土的喷砂施工工艺为将砂石料、水泥、速凝剂拌至成喷浆料，将喷浆料运至掌子面处的喷浆机后方，将喷浆料倒到喷浆车内，启动机械进行喷浆工作。

[0018]本发明解决其技术问题采用的进一步的技术方案是：步骤G中激光导向仪前移的施工方法为，将掌子面后方激光导向仪拆除，如果隧道是直线，则在距离掌子面20m的已初支位置安装激光导向仪，每20m前移一次；如果隧道是曲线，在距离掌子面10m的已初支位置安装激光导向仪，每10m前移一次；然后调整激光导向仪方向，保证激光导向仪投点与隧道中线平行。

[0019]本发明的有益效果如下：通过实施该岩石悬臂掘进机在隧道开挖过程中的超欠挖控制方法，帮助掘进机司机在操作时的判断，解决开挖过程中由于超欠挖造成喷混料的浪费，造成直接经济损失。附图说明

[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0021]图1是本发明的结构示意图。[0022]图中1、激光指向仪；2、掌子面。具体实施方式

[0023]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

[0024]一种控制岩石悬臂掘进机隧道施工超欠挖的方法，如附图1所示，具体工艺如下：[0025]A.在掘进机后方隧道已完成初支的洞壁上安装若干激光指向仪1并组成环；[0026]B.借助全站仪调整激光指向仪的方向，让激光照到掌子面2处；[0027]C.掌子面进行开挖测量，利用全站仪进行设站，在掌子面2上测出隧道开挖轮廓线；根据测定的开完轮廊线，指导悬臂掘进进现场开挖；这样测量更准确，为防止超欠挖提供参照标准；

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D.掘进机就位，准备开挖；

[0029]E.根据掌子面上的激光导向仪投点指导掘进机开挖，直至满足设计要求；[0030]F.架设钢架，喷射混凝土，进行初步支护；[0031]G.激光导向仪前移，下一循环开挖。[0032]步骤E中掘进机挖掘的施工流程为，1、掘进机将掘进头抵至掌子面；2、接通风管、水管及电线；3、根据测量控制点向掌子面内部进行旋转开挖；4、掌子面中部开挖到位后，根据激光导向仪投点对掌子面周边进行修边处理。通过合理安排悬臂掘进机的施工工序，节约挖掘时间。

[0033]步骤F中钢架的架设工艺为，按照设计的需要将钢架在隧道外加工成型，然后运至掌子面处，利用挖掘机将成型钢架转至初支台架上，将钢架立到掌子面处进行连接。[0034]步骤F中喷射混凝土的喷砂施工工艺为将砂石料、水泥、速凝剂拌至成喷浆料，将喷浆料运至掌子面处的喷浆机后方，将喷浆料倒到喷浆车内，启动机械进行喷浆工作。[0035]步骤G中激光导向仪前移的施工方法为，将掌子面后方激光导向仪拆除，如果隧道是直线，则在距离掌子面20m的已初支位置安装激光导向仪，每20m前移一次；如果隧道是曲线，在距离掌子面10m的已初支位置安装激光导向仪，每10m前移一次；然后调整激光导向仪方向，保证激光导向仪投点与隧道中线平行。

[0036]本方法已经在贵阳地铁1号线延中区间隧道实施，目前开挖已经将近1km，相比常规开挖方式，采用激光导向仪指导现场开挖减少了隧道的超挖量，节约了成本，整体效果显著。利用此方法，目前我们正将其利用到轨道地铁1号线北延区间中。[0037]以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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说　明　书　附　图

图1

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