[发明专利]管幕施工设备及管幕施工方法

说明书

本申请涉及隧道设备技术领域，具体公开了一种管幕施工设备及管幕施工方法。其中，管幕施工设备中：管幕组件包括多个依次相连的钢管结构，相邻钢管结构之间具有限位结构，便于拆卸，掘进组件包括多个挖掘结构，多个挖掘结构一一对应地设置于多个钢管结构内；驱动组件为多个，多个驱动组件与多个钢管结构一一对应地设置，驱动组件包括推进机构和旋转机构，推进机构的输出端连接于旋转机构的底座，旋转机构的输出端与挖掘结构可拆卸地相连，旋转机构与钢管结构相接触。本申请适用于浅埋隧道的施工，有效地解决了现有技术中管幕施工过程中，钢管的顶进精度无法保证，形成的管幕结构可靠性差以及单管顶进多次扰动带来的地表沉降问题。

技术领域

本申请涉及隧道施工设备的技术领域，具体公开了一种管幕施工设备及管幕施工方法。

背景技术

浅埋隧道的施工容易引起管线断裂、道路下沉、地表建筑物及地下构筑物变形开裂、原有地铁轨道变形、地下铺设的精密仪器运行失常等问题，管幕法施工作业，作为穿越道路、铁路、机场等地的非开挖技术，在世界各地都取得了较好的效果，其优点在于不影响地面的正常交通，地面道路不用改道，无需进行道路改建，即不需要开挖道路和重新铺设路面。并且其支护强度高、施工精度高、施工时噪声和扰动小、安全可靠，也广泛用于其他施工作业之中。

由于技术限制，目前管幕施工均为单管逐步顶进，其单个钢管逐步顶进的精度无法保证。在面对地下岩层以及施工环境等众多影响因素下，当其中一根钢管出现位置偏差之后，后续的钢管均会受到影响，导致支护结构不稳定，重新定位钢管的顶进位置费时费力；加上单个钢管逐步顶进会对周围薄弱岩土体进行多次扰动，使得形成的管幕岩体成为支护结构体系的薄弱环节，还需要考虑地下水渗入后造成地质塌陷出现地面沉降加大的风险。同时单管顶进拼装而成的管幕结构，整体刚度小，承载能力不足，容易导致管幕出现承载不足、加剧岩土体沉降的问题。

发明内容

本申请提供了一种管幕施工设备及管幕施工方法，以解决现有技术中管幕施工过程中，钢管的顶进精度无法保证，形成的管幕结构可靠性差以及单管顶进多次扰动带来的地表沉降问题。

第一方面，本申请提供了一种管幕施工设备，包括：管幕组件、掘进组件以及驱动组件，管幕组件包括多个依次相连的钢管结构，相邻钢管结构之间具有限位结构，以将相邻钢管结构之间可拆卸地连接，管幕组件用于支护；掘进组件包括多个挖掘结构，多个挖掘结构一一对应地设置于多个钢管结构内，用于管幕组件顶进时，粉碎岩土；驱动组件为多个，多个驱动组件与多个钢管结构一一对应地设置，驱动组件包括推进机构和旋转机构，推进机构的输出端连接于旋转机构的底座，旋转机构的输出端与挖掘结构可拆卸地相连，旋转机构与钢管结构相接触。

进一步地，钢管结构包括第一板体和第二板体，第一板体面向相邻钢管结构的一面设置有限位槽，第二板体面向相邻钢管结构的一面设置有固定连接的限位块，限位块与限位槽具有相互限位的固定位置。

进一步地，单个钢管结构的横截面为梯形，钢管结构相对的侧板分别设置第一板体和第二板体；以及/或者，

钢管结构相对的侧板均设置第一板体，或者，钢管结构相对的侧板均第二板体；以及/或者，

钢管结构相邻的板体分别设置第一板体和第二板体；以及/或者，

钢管结构相邻的板体均设置第一板体或者钢管结构相邻的板体均第二板体。

进一步地，掘进组件还包括排渣结构，排渣结构包括隔板、排渣钢管以及排渣钻杆，排渣钻杆设置于排渣钢管内，排渣钢管设置于钢管结构内，隔板用于隔离挖掘结构以及排渣结构，隔板设置通孔，以连通钢管结构以及排渣钢管。

进一步地，排渣钻杆具有转轴，挖掘结构的第一端与转轴的第一端通过螺纹紧固连接，转轴的第二端与旋转机构的第二端通过螺纹紧固连接。