[发明专利]一种新型盾构机及其隧道施工方法

权利要求书

1.一种新型盾构机，其特征在于：包括外侧盾壳(2)，在所述外侧盾壳(2)内沿圆周方向布置若干台小型盾构(1)，在所述小型盾构(1)内缘布置内侧盾壳(3)；

所述小型盾构(1)可自转，以开挖小型盾构范围内的开挖区域I；同时所述小型盾构(1)可公转，以开挖所述外侧盾壳(2)、所述内侧盾壳(3)和所述小型盾构(1)所围成的开挖区域II；

所述内侧盾壳(3)在距离端部小型盾构长度L的中间部分土体出土面(7)的后方设置运输装置。

2.如权利要求1所述的新型盾构机，其特征在于：所述运输装置包括皮带机、运输车，用于不透水软土的运输。

3.如权利要求1所述的新型盾构机，其特征在于：所述运输装置包括一筒体，用于透水或高水压土体的运输，与所述内侧盾壳(3)直径相同，在所述中间部分土体出土面(7)处与所述内侧盾壳(3)对接，在所述筒体与所述内侧盾壳(3)之间设置可封闭的闸门。

4.如权利要求1所述的新型盾构机，其特征在于：所述内侧盾壳(3)在距离端部小型盾构长度L的中间部分土体出土面(7)的后方还设置破碎机，用于破碎基岩；所述运输装置用于岩块的运输。

5.如权利要求1-4任一项所述的新型盾构机的隧道施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：开挖区域划分；

将隧道开挖轮廓范围划分为三个部分，即，所述小型盾构范围内为开挖区域I，所述外侧盾壳(2)、所述内侧盾壳(3)和所述小型盾构(1)所围成区域为开挖区域II，所述内侧盾壳(3)范围内为开挖区域III；

S2：利用如权利要求1-4任一项所述的新型盾构机进行土层开挖；

开挖区域I利用所述小型盾构(1)的自转进行开挖；

所述开挖区域Ⅱ利用所述外侧盾壳(2)、所述内侧盾壳(3)和所述小型盾构(1)的组合结构进行开挖，即所述小型盾构(1)在自转的同时进行公转，切削所述开挖区域II；

所述小型盾构(1)开挖预定距离L后，在所述内侧盾壳(3)内的形成中间部分土体(11)，该中间部分土体(11)的后端形成中间土体出土面(7)；

S3：根据地层条件的不同，所述开挖区域III采用不同的工法形式进行开挖。

6.如权利要求5所述的新型盾构机的隧道施工方法，其特征在于：所述步骤S2中，每开挖一个循环，所述小型盾构(1)的公转旋转角度α应大于等于两个相邻所述小型盾构(1)之间的夹角。

7.如权利要求5所述的新型盾构机的隧道施工方法，其特征在于：

所述步骤S3中，对于不透水的软土地层：

通过设置小型盾构长度L，保证盾构前方掌子面稳定后，直接在所述中间部分土体出土面(7)处接包括皮带机、运输车的运输设备，将不透水软土快速地运输出隧道。

8.如权利要求5所述的新型盾构机的隧道施工方法，其特征在于：

所述步骤S3中，对于透水、高水压地层：

在所述中间部分土体出土面(7)处与所述内侧盾壳(3)对接相同直径的筒体，在所述筒体与所述内侧盾壳(3)之间设置可封闭的闸门，闸门打开时，碴土直接出至所述筒体内；闸门关闭后，将所述筒体内渣土排出。

9.如权利要求5所述的新型盾构机的隧道施工方法，其特征在于：

所述步骤S3中，对于基岩地层：

直接在中间部分土地出土面(7)处接破碎机，将岩体破碎至满足运输要求的岩块，再通过所述运输装置将岩块运出。

10.如权利要求5-9任一项所述的新型盾构机的隧道施工方法，其特征在于：

还包括步骤S4：在隧道掘进后在所述外侧盾壳(2)的保护下施工后续拼装管片衬砌(8)，形成隧道结构。