[发明专利]机械分部开挖隧道的超欠挖控制施工方法

权利要求书

1.机械分部开挖隧道的超欠挖控制施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤S1：依据下一开挖部份隧道的环向超欠挖量、轴线超欠挖量和掌子面外轮廓线(6)的数据，在隧道内设置多个激光制导指向仪(2)，同时测量和控制激光制导指向仪(2)的位置，使激光制导指向仪(2)可沿隧道开挖方向发出激光信号，从而在隧道开挖断面上投射出激光控制点(21)和激光控制线(22)，并使激光控制点(21)分布于下一开挖部份隧道的掌子面外轮廓线(6)上和使激光控制线(22)反映出下一开挖部份隧道的环向超欠挖量；

步骤S2：在隧道内安装隧道掌子面投影装置(1)，隧道掌子面投影装置(1)可沿开挖方向在隧道开挖断面上投影出掌子面图像(11)，掌子面图像(11)的投影外轮廓线(1101)与下一开挖部份隧道的掌子面外轮廓线(6)的形状相同；

步骤S3：测量隧道掌子面投影装置(1)安装后在隧道开挖断面上投影的掌子面图像(11)的初始像距和隧道掌子面投影装置(1)的空间位置，并依据下一开挖部份隧道的开挖步距，计算出隧道掌子面投影装置(1)的投影角度和焦距，以使隧道掌子面投影装置(1)的投影满足以下条件：当隧道掌子面投影装置(1)的像距为开挖步距与初始像距之和时，其在该像距的隧道开挖断面上投影出的掌子面图像(11)的投影外轮廓线(1101)与步骤S1的激光控制点(21)重合；

步骤S4：按步骤S3计算出的投影角度和焦距，对隧道掌子面投影装置(1)进行调整，使隧道掌子面投影装置(1)将掌子面图像(11)实时投影至隧道开挖断面上；

步骤S5：根据既定施工方案开挖隧道，在开挖过程中通过激光控制线(22)控制环向超欠挖量，通过投影的掌子面图像(11)控制轴线超欠挖量；

步骤S6：当开挖至掌子面图像(11)的投影外轮廓线(1101)与激光控制点(21)重合时，即完成了该部分隧道的开挖，即可进行该部分隧道的支护结构施工；

步骤S7：重复步骤S1～S6进行下一部分的开挖，直至隧道开挖贯通。

2.如权利要求1所述的机械分部开挖隧道的超欠挖控制施工方法，其特征在于所述步骤S1中，激光制导指向仪(2)的设置数量为7～11个。

3.如权利要求1所述的机械分部开挖隧道的超欠挖控制施工方法，其特征在于所述步骤S2中，将隧道掌子面投影装置(1)与掌子面图像录入端(3)连接，并将掌子面图像(11)输入至掌子面图像录入端(3)中，然后通过掌子面图像录入端(3)将掌子面图像(11)传输至隧道掌子面投影装置(1)进行投影。

4.如权利要求3所述的机械分部开挖隧道的超欠挖控制施工方法，其特征在于所述步骤S2中，掌子面图像录入端(3)为计算机或智能手机。

5.如权利要求1所述的机械分部开挖隧道的超欠挖控制施工方法，其特征在于所述步骤S2中，隧控制隧道掌子面投影装置(1)的安装位置，使其初始像距为2～4m。

6.如权利要求5所述的机械分部开挖隧道的超欠挖控制施工方法，其特征在于所述步骤S2中，隧道掌子面投影装置(1)安装在隧道中线上；所述步骤S3中，投影角度为0°。

7.如权利要求1所述的机械分部开挖隧道的超欠挖控制施工方法，其特征在于所述步骤S2，掌子面图像(11)包括投影外轮廓线(1101)，多条相互垂直、呈呈网格状设置的投影内轮廓线(1102)。

8.如权利要求1所述的机械分部开挖隧道的超欠挖控制施工方法，其特征在于所述激光控制点(21)和激光控制线(22)与所述掌子面图像(11)的投影外轮廓线(1101)采用不同的颜色显示。

9.如权利要求1～8任一所述的机械分部开挖隧道的超欠挖控制施工方法，其特征在于所述步骤S3中，所述隧道掌子面投影装置(1)的空间位置通过全站仪进行测算。