【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及隧道施工，具體涉及一種既有隧道原徑改建用盾構機及其使用方法。
技術介紹
1、隨著我國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，交通運營量急劇增長，鑒于盾構法安全、快速的優(yōu)勢，使用盾構法修建的隧道越來越多。隨著時間的推移，許多建設年代久遠的盾構隧道逐漸達到設計使用年限。對于超過設計使用年限的盾構隧道，常見的處理方法有：一、新建線路，缺點是存在無法完全滿足既有隧道周邊人群通行的需要；二、維修既有隧道，缺點是無法保證運營所需凈空需要；三、擴建既有隧道，缺點是受既有隧道線影響實施的概率不大；四、廢棄既有隧道，缺點是不僅不能滿足既有隧道周邊人群通行的需要和地下空間安全要求，也是對地下空間資源的浪費，綜上，最佳方案是通過改建保證原線路運營功能，而在施工的過程中，如何消除既有隧道對施工的影響是改建既有隧道的關鍵。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術目的是提供一種既有隧道原徑改建用盾構機及其使用方法，以解決既有隧道改建過程中既有隧道線路對施工的影響問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術采取以下技術方案：
3、一種既有隧道原徑改建用盾構機，包括盾體，所述盾體依次包括前盾、中盾和后盾，在所述前盾內設置有既有隧道切片組件，在所述中盾內設置有改建管片拼裝組件；
4、所述既有隧道切片組件包括鉆頭、主驅動單元和切割單元，所述主驅動單元設置在所述前盾內前端中部，主驅動單元呈環(huán)狀、且內環(huán)上設置有筒體，在主驅動單元動力輸出端安裝有鉆頭，且鉆頭設置于所述前盾前端，鉆頭為筒狀結構，在鉆頭內圈上設置有
5、所述改建管片拼裝組件包括管片拼裝機，管片拼裝機安裝在所述中盾內，且管片拼裝機作業(yè)伸入后盾內，在所述后盾內圈上設置有多道第二鋼絲刷。
6、優(yōu)選的，所述前盾和所述中盾均為雙層盾殼，包括前盾內殼、中盾內殼和外殼，所述前盾內殼和所述中盾內殼拴接，在前盾內殼和中盾內殼拴接體外套有外殼并相固定。
7、優(yōu)選的，在所述中盾內殼后端面設置有米字梁，所述管片拼裝機安裝在米字梁后端。
8、優(yōu)選的，所述鉆頭前端為齒狀刀具，鉆頭內圈與所述既有隧道相適配，既有隧道為圓形。
9、優(yōu)選的，所述切割單元包括固定臂、伸縮臂、刀架和切割片，固定臂安裝在所述鉆頭筒底，固定臂呈l型，在固定臂一端設置有伸縮臂，在伸縮臂一端可旋轉設置有刀架，在刀架上旋轉設置有切割片。
10、一種既有隧道原徑改建用盾構機的使用方法，包括以下步驟：
11、步驟一：根據(jù)需要改建的既有隧道的管片尺寸設計既有隧道原徑改建用盾構機；
12、步驟二：既有隧道原徑改建用盾構機掘進模式確定為泥水平衡模式；
13、步驟三：制造既有隧道原徑改建用盾構機；
14、步驟四：在既有工作井內進行測量放線，確定既有隧道原徑改建用盾構機的組裝位置；
15、步驟五：在既有工作井內安裝始發(fā)止水裝置；
16、步驟六：在既有始發(fā)工作井內吊裝既有隧道原徑改建用盾構機及后配套設備；
17、步驟七：既有隧道原徑改建用盾構機調試驗收；
18、步驟八：既有隧道原徑改建用盾構機始發(fā)掘進；
19、步驟九：隨著既有隧道原徑改建用盾構機掘進，第一鋼絲刷與既有隧道密貼前進；
20、步驟十：隨著既有隧道原徑改建用盾構機掘進，通過環(huán)流系統(tǒng)向鉆頭前端輸送泥漿；
21、步驟十一：待既有隧道通過鉆頭內圈上最后一道鋼絲刷一環(huán)后，通過切割單元對既有隧道進行切割拆除，將拆除的既有隧道運至始發(fā)工作井，吊出并運至棄渣場；
22、步驟十二：待既有隧道原徑改建用盾構機掘進出一個管片的位置后，改建管片拼裝組件開始進行新管片的安裝，構建新隧道；
23、步驟十三：重復步驟九~步驟十二，直至鉆頭到達接收工作井；
24、步驟十四：在既有隧道原徑改建用盾構機到達接收位置后，在洞內采用非破壞性拆除方式分塊拆除前盾內殼、中盾內殼和米字梁；
25、步驟十五：既有隧道原徑改建用盾構機棄所述外殼解體后，分塊吊出各構件并運出施工現(xiàn)場；
26、步驟十六：施作洞門環(huán)梁并清理隧道；
27、步驟十七：進行隧道內嵌縫和手孔封堵工作；
28、步驟十八：完成擬建隧道施工。
29、優(yōu)選的，所述環(huán)流系統(tǒng)包括環(huán)形泥水倉、進漿孔和出漿孔，環(huán)形泥水倉為由所述鉆頭和所述前盾前端面間形成的倉體結構，在所述環(huán)形泥水倉上部設置有進漿孔，在環(huán)形泥水倉下部設置有出漿孔。
30、優(yōu)選的，在所述步驟十一中，既有隧道原徑改建用盾構機每沿所述既有隧道掘進一環(huán)的距離，所述切割單元對既有隧道進行一次切割。
31、本專利技術中，前盾和中盾均為雙層盾殼，模塊化設計，裝配式施工，在既有最大車站內接收設置吊裝預留口受限的情況下，最大限度實現(xiàn)了主機各部件的免焊接安裝及免切割拆除，減少了棄置盾殼內隔板切割工作量及恢復工作量，縮短了施工工期，降低了施工成本，提高了各部件的循環(huán)利用程度和綠色建造水平。
32、既有隧道原徑改建用盾構機一邊掘進，一邊對既有隧道管片密封支撐，還能進行既有隧道管片的切割、拆除和運輸，全程無需人工操作，工序簡單，安全可靠，有效解決了既有隧道達到壽命后無法繼續(xù)使用的問題，避免了既有隧道線地下空間資源的浪費，節(jié)約了人力財力。
33、既有隧道原徑改建用盾構機對既有隧道進行改建，鉆頭內圈與既有隧道相適配，在改建過程中起到對既有隧道管片支撐的作用，設置在鉆頭內圈上的鋼絲刷與既有隧道外表面緊密貼合，起到密封作用。
34、既有隧道原徑改建用盾構機前端對既有隧道的管片進行切片，后端進行改建管片的拼裝，是集改和建于一體的盾構機，有效的消除了既有隧道原徑改建過程中既有隧道線路對施工的影響，無需再進行擴建挖掘，相比如既有隧道擴建技術而言，省去了隧道二次鉆孔擴大環(huán)節(jié)，簡化了施工步驟，縮短了施工周期。
35、在既有隧道原徑改建用盾構機內部設置有筒體作為人員通道，以便于操作人員實時觀察既有隧道的管片切片作業(yè)情況，同時也可以作為既有隧道管片切片后的運輸通道，而運輸通道也不僅限于從筒體內運輸出，還可依據(jù)實際施工狀況沿未拆除的既有隧道輸出。
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1.一種既有隧道原徑改建用盾構機，包括盾體（1），所述盾體（1）依次包括前盾（10）、中盾（11）和后盾（12），其特征在于：在所述前盾（10）內設置有既有隧道切片組件（2），在所述中盾（11）內設置有改建管片拼裝組件（3）；
2.根據(jù)權利要求1所述的既有隧道原徑改建用盾構機，其特征在于：所述前盾（10）和所述中盾（11）均為雙層盾殼，包括前盾內殼（100）、中盾內殼（110）和外殼（13），所述前盾內殼（100）和所述中盾內殼（110）拴接，在前盾內殼（100）和中盾內殼（110）拴接體外套有外殼（13）并相固定。
3.根據(jù)權利要求2所述的既有隧道原徑改建用盾構機，其特征在于：在所述中盾內殼（110）后端面設置有米字梁（111），所述管片拼裝機（30）安裝在米字梁（111）后端。
4.根據(jù)權利要求1所述的既有隧道原徑改建用盾構機，其特征在于：所述鉆頭（20）前端為齒狀刀具，鉆頭（20）內圈與所述既有隧道（5）相適配，既有隧道（5）為圓形。
5.根據(jù)權利要求1所述的既有隧道原徑改建用盾構機，其特征在于：所述切割單元（22）包括固定臂
6.根據(jù)權利要求1～5所述的一種既有隧道原徑改建用盾構機的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：
7.根據(jù)權利要求6所述的使用方法，其特征在于：所述環(huán)流系統(tǒng)（4）包括環(huán)形泥水倉（40）、進漿孔（41）和出漿孔（42），環(huán)形泥水倉（40）為由所述鉆頭（20）和所述前盾（10）前端面間形成的倉體結構，在所述環(huán)形泥水倉（40）上部設置有進漿孔（41），在環(huán)形泥水倉（40）下部設置有出漿孔（42）。
8.根據(jù)權利要求6所述的使用方法，其特征在于：在所述步驟十一中，既有隧道原徑改建用盾構機每沿所述既有隧道（5）掘進一環(huán)的距離，所述切割單元（22）對既有隧道（5）進行一次切割。
...【技術特征摘要】
1.一種既有隧道原徑改建用盾構機，包括盾體（1），所述盾體（1）依次包括前盾（10）、中盾（11）和后盾（12），其特征在于：在所述前盾（10）內設置有既有隧道切片組件（2），在所述中盾（11）內設置有改建管片拼裝組件（3）；
2.根據(jù)權利要求1所述的既有隧道原徑改建用盾構機，其特征在于：所述前盾（10）和所述中盾（11）均為雙層盾殼，包括前盾內殼（100）、中盾內殼（110）和外殼（13），所述前盾內殼（100）和所述中盾內殼（110）拴接，在前盾內殼（100）和中盾內殼（110）拴接體外套有外殼（13）并相固定。
3.根據(jù)權利要求2所述的既有隧道原徑改建用盾構機，其特征在于：在所述中盾內殼（110）后端面設置有米字梁（111），所述管片拼裝機（30）安裝在米字梁（111）后端。
4.根據(jù)權利要求1所述的既有隧道原徑改建用盾構機，其特征在于：所述鉆頭（20）前端為齒狀刀具，鉆頭（20）內圈與所述既有隧道（5）相適配，既有隧道（5）為圓形。
5.根據(jù)權利要求1所述的既有隧道原徑...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：尹清鋒，梁建權，解學思，楊智麟，劉傳江，
申請(專利權)人：中建交通建設集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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