[发明专利]变径隧道施工方法、系统及盾构设备

权利要求书

1.一种变径隧道施工方法，其特征在于，包括：

在盾构设备通过处于第一刀盘形态的可变径刀盘组件(1)和第一盾体(11)完成第一直径隧道的掘进和支护后，在所述处于第一刀盘形态的可变径刀盘组件(1)上安装铣挖钻装置(2)；

使所述盾构设备通过所述铣挖钻装置(2)、处于第一刀盘形态的可变径刀盘组件(1)和第一盾体(11)沿预设掘进路径继续掘进和支护，以形成刀盘变径操作空间；

在所述刀盘变径操作空间内，对所述处于第一刀盘形态的可变径刀盘组件(1)进行组装调整，以形成可变径刀盘组件(1)的第二刀盘形态；

使所述盾构设备通过处于第二刀盘形态的可变径刀盘组件(1)和第一盾体(11)沿预设掘进路径继续掘进和支护，以形成地下洞室。

2.如权利要求1所述的变径隧道施工方法，其特征在于，所述在处于第一刀盘形态的可变径刀盘组件(1)上安装铣挖钻装置(2)的操作在所述盾构设备沿预设掘进路径继续掘进和支护至换装位置后执行。

3.如权利要求1所述的变径隧道施工方法，其特征在于，形成刀盘变径操作空间的操作具体包括：

使所述盾构设备通过所述铣挖钻装置(2)在所述换装位置沿所述处于第一刀盘形态的可变径刀盘组件(1)的径向扩挖；

转动所述处于第一刀盘形态的可变径刀盘组件(1)，使所述铣挖钻装置(2)在换装位置对应的横截面内以不同的扩挖角度多次扩挖，以形成环形扩挖空间。

4.如权利要求3所述的变径隧道施工方法，其特征在于，形成刀盘变径操作空间的操作还包括：

所述盾构设备每掘进和支护第一距离，使所述铣挖钻装置(2)扩挖出环形扩挖空间，直至多个所述环形扩挖空间组成所述刀盘变径操作空间。

5.如权利要求1所述的变径隧道施工方法，其特征在于，可变径刀盘组件(1)包括：

刀盘体(15)；

多个固定梁(12)，与所述刀盘体(15)固定连接或一体制成；

多个伸缩梁(14)，可滑动地设置在所述刀盘体(15)上，且能够相对于刀盘体(15)沿径向外伸或缩回；和

第一刀具，安装在所述多个固定梁(12)和所述多个伸缩梁(14)上；

其中，对所述处于第一刀盘形态的可变径刀盘组件(1)进行组装调整的操作具体包括：

使伸缩驱动机构驱动所述伸缩梁(14)伸出于所述刀盘体(15)的周向外沿；

在所述伸缩梁(14)和所述固定梁(12)之间形成的刀具安装空间内安装第二刀具，以使所述可变径刀盘组件(1)形成第二刀盘形态。

6.如权利要求5所述的变径隧道施工方法，其特征在于，对所述处于第一刀盘形态的可变径刀盘组件(1)进行组装调整的操作还包括：

在所述可变径刀盘组件(1)处于第二刀盘形态时，将环形固定装置(13)与所述多个伸缩梁(14)的伸出部分固定连接。

7.如权利要求1所述的变径隧道施工方法，其特征在于，对所述处于第一刀盘形态的可变径刀盘组件(1)进行组装调整的操作还包括：

使所述盾构设备通过所述处于第一刀盘形态的可变径刀盘组件(1)和所述第一盾体(11)沿预设掘进路径继续掘进和支护形成所述刀盘变径操作空间后，使所述盾构设备后退第二距离，对所述处于第一刀盘形态的可变径刀盘组件(1)进行组装调整。

8.如权利要求1所述的变径隧道施工方法，其特征在于，所述盾构设备还具有土仓(7)；其中，使所述盾构设备通过所述处于第二刀盘形态的可变径刀盘组件(1)和所述第一盾体(11)沿预设掘进路径继续掘进和支护的操作具体包括：

当所述盾构设备通过所述处于第二刀盘形态的可变径刀盘组件(1)和所述第一盾体(11)沿预设掘进路径继续掘进和支护至掌子面时，在所述第一盾体(11)的底部设置弧形支撑工装(4)；

其中，所述弧形支撑工装(4)具有挡渣板(41)，所述挡渣板(41)设置在所述第一盾体(11)临近土仓(7)的一侧。