[发明专利]一种适用于软土地层的浅埋暗挖系统及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种适用于软土地层的浅埋暗挖系统及施工方法。

背景技术

浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅和喷锚作为初期支护手段，称之为浅埋暗挖法。浅埋暗挖工艺技术虽然在不断完善发展，但是各施工环节依然主要靠人力施工，在施工中存在以下不足：

（1）施工效率低，平均日施工生产效率仅为实现隧道机械化作业的盾构法的8.3%。

（2）人工使用铲、锹、镐挖掘土方，劳动强度大；

（3）作业环境差，洞内粉尘污染比较严重，影响施工人员的职业健康。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提供了一种适用于软土地层的浅埋暗挖系统及施工方法，其结构合理，实现了集成机械化环保施工，提高了隧道施工的效率，降低了劳动强度，提高了施工的安全性，大幅提高隧道工程机械化施工技术水平。

本发明的技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供的一种适用于软土地层的浅埋暗挖系统，包括机身，设置在机身上的左臂、右臂、喷射单元及输送单元；所述喷射单元设置在机身的中部，所述输送单元在机身中部，由头部至尾部贯通设置，所述左臂上设置有挖掘托举单元，所述右臂上设置有锚杆单元及铣挖单元，各单元模块化安装在机身的左臂及右臂；所述浅埋暗挖系统还包括出土单元；所述出土单元包括电动运输车、轨道、传送带及抓斗吊，轨道设置在正线隧道内，传送带设置在与正线隧道垂直的横通道内，电动运输车设置在轨道上，抓斗吊设置在竖井的端口处。

进一步地，所述轨道还设置在横通道内，横通道内的轨道与正线隧道内的轨道通过弧形对接；横通道内的轨道与横通道内的传送带平行设置。

同时本发明还提供了一种适用于软土地层的浅埋暗挖系统施工方法，其具体包括以下步骤：

S1，调研施工现场的水文地质及施工空间信息，根据调研信息配置浅埋暗挖系统对应各单元模块的尺寸；

S2，将浅埋暗挖系统各单元模块下井、组装，在掌子面就位并做好施工前的准备工作；

S3，启动右臂上的锚杆单元，打设超前小导管；

S4，启动左臂上的挖掘托举单元，开挖掌子面的土方，出土单元实时运输土方；

S5，启动右臂上的铣挖单元，进行格栅槽位铣剖，出土单元实时运输土方；

S6，启动左臂上的托举单元，辅助安装格栅或拱架；

S7，启动喷射单元，喷射混凝土。

进一步地，步骤S3中，所述打设超前小导管的步骤如下：

S3-1，操作系统右臂，使右臂滑台前移至最前端；

S3-2，调整系统右臂，使锚杆单元上的锚杆对位准确；

S3-3，开启小导管打设装置，将导管打入预定深度；

S3-4，控制小导管打设装置的后退，复位系统右臂。

进一步地，步骤S4中，所述开挖掌子面的土方的步骤为：

S4-1，操作系统左臂，使挖掘托举单元调整至合适位置；

S4-2，操作挖掘托举单元进行开挖作业，控制挖铲与隧道侧壁垂直，开挖侧壁格栅槽；

S4-3，开挖作业时进行出渣作业。

进一步地，步骤S5中，所述格栅槽位铣剖的步骤为：

S5-1，操作右臂，调节铣挖单元位置和角度；

S5-2，打开铣挖单元旋转控制开关，进行铣挖作业；

S5-3，铣挖作业完成后，右臂复位；

S5-4，人工修整铣挖格栅槽位。

进一步地，所述出土单元实时运输土方的步骤如下：

S6-1，机械输送单元带将渣土输送至机械尾部电动运输车；

S6-2，电动运输车装载渣土；

S6-3，电动运输车通过轨道运至横通道内；

S6-4，电动运输车倾倒渣土至传送带上，传送带将渣土运送至竖井内；

S6-5，抓斗吊将竖井内的渣土提升至地面。

进一步地，步骤S7中，所述喷射混凝土的步骤如下：

S7-1，启动喷射单元，试运行检查喷射单元的气密性；

S7-2，清洁受喷面，将搅拌均匀的混凝土倒入喷射单元；

S7-3，自上而下喷射混凝土，使混凝土达到设定厚度。

本发明有益效果：