[发明专利]超浅覆土区盾构机穿越沟渠的防护装置及防护方法

说明书

本发明属于土木工程施工技术领域，涉及一种超浅覆土区盾构机穿越沟渠的防护装置，包括盖板、压制机构以及动力机构；盖板覆盖待穿越沟渠以及待穿越沟渠两侧的基体，压制机构对称置于盖板的两端；动力机构与压制机构相连带动压制机构向下压制盖板，压制机构包括压制杆、地锚杆以及三脚架；所述压制杆的一端与三脚架铰接；压制杆的另一端与动力机构铰接；地锚杆铰接固定在靠近三脚架一端的压制杆上；三脚架置于盖板上，当动力机构带动压制杆的另一端向上运动时，压制杆一端的三脚架向下压制盖板。本发明能有效降低隧道盾构施工中盾构机穿越沟渠对其产生的向上的破坏力，保护沟渠的原有状态，有效避免盾构机施工作业时的不安全风险。

技术领域

本发明属于土木工程施工技术领域，涉及一种盾构机穿越沟渠的防护装置及方法，特别涉及一种超浅覆土区盾构机穿越沟渠的防护装置及防护方法。

背景技术

盾构隧道施工法指的是利用盾构机，一方面控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳事故，一方面进行隧道掘进、出渣，并在机内完成拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，不扰动围岩而修筑隧道的一种方法。

盾构机在浅覆土段长度80米，覆土厚度为2.45米～6米的区域施工时，施工区域的土质情况较好，无地下水；但是施工的危险源在于盾构区间始发端头覆土厚度仅为2.45米，远低于规范要求的大于1倍盾构直径的覆土厚度要求(6.24米)；在始发穿越浅覆土段，盾构掘进过程中盾构机旋转对地面产生向上的离心力，对拱顶土体造成的扰动大，尤其在超浅覆土区，由于土层浅，盾构机产生向上的离心力，刀盘前方土仓压力平衡不容易建立，使得黏土地层易产生裂缝，造成地表隆起；因此，施工区域沟渠内的大气降水及地面冲洗水流从产生裂缝位置流入刀盘位置，从刀盘开口处进入盾构机；在盾构机正常推进情况下可能会造成螺旋机喷涌，掌子面失稳造成地面坍塌等风险，严重影响施工过程，存在安全隐患。

发明内容

基于上述施工过程中存在的技术问题，本发明提供了一种有效降低了隧道盾构施工中盾构机穿越沟渠对其产生的向上的破坏力，保护了沟渠的原有状态，有效避免了盾构机施工作业时的不安全风险的超浅覆土区盾构机穿越沟渠的防护装置及防护方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种超浅覆土区盾构机穿越沟渠的防护装置，其特征在于：所述超浅覆土区盾构机穿越沟渠的防护装置包括盖板、压制机构以及动力机构；所述盖板覆盖待穿越沟渠以及待穿越沟渠两侧的基体，所述压制机构对称置于盖板的两端；所述动力机构与压制机构相连带动压制机构向下压制盖板。

上述压制机构包括压制杆、地锚杆以及三脚架；所述压制杆的一端与三脚架铰接；所述压制杆的另一端与动力机构铰接；所述地锚杆铰接固定在靠近三脚架一端的压制杆上；所述三脚架置于盖板上，当动力机构带动压制杆的另一端向上运动时，压制杆一端的三脚架向下压制盖板。

上述三脚架的截面是由第一支板、第二支板以及第三支板组成的三角形结构；所述第二支板的底面与盖板相接触。

上述三脚架是锐角三角形结构，且第一支板的长度大于第三支板的长度。

上述地锚杆的一端铰接固定在压制杆上；所述地锚杆的另一端插入地下。

上述动力机构为液压缸、气压缸或电动推杆；所述动力机构的移动端与压制杆的另一端铰接固定；所述动力机构的固定端通过底板1固定在地面上。

一种超浅覆土区盾构机穿越沟渠的防护装置的防护方法，其特征在于：所述防护方法包括以下步骤：

将盖板覆盖在待穿越的沟渠以及待穿越的沟渠两侧的基体上；动力机构与压制机构连接且对称设置在盖板两侧，且压制机构置于盖板两端随着盖板压制待穿越的沟渠以及待穿越的沟渠两侧的基体；当动力机构向上运动时，带动压制机构向下运动压制盖板，从而使得待穿越沟渠得到防护。