[发明专利]扩大原隧道直径并完成隧道衬砌的掘进机及其施工方法

说明书

本发明公开了一种扩大原隧道直径并完成隧道衬砌的掘进机及其施工方法，解决了现有技术中对原有隧道扩挖施工困难、安全系数低、工期长的问题。本发明包括盾体和后配套台车，盾体内设有掘进系统、出渣系统和拼装系统，盾体包括依次连接的前盾、中盾和尾盾，所述拼装系统包括内环拼装机和外环拼装机，内环拼装机设置在前盾内，外环拼装机设置在尾盾内；所述前盾包括外侧环板和内侧环板，外侧环板和内侧环板之间设有开挖机构，开挖机构与出渣系统连接。本发明可对原隧道进行扩挖，在扩挖的过程中可实现对原隧道衬砌的拆除和对新隧道衬砌的拼接，整个过程一次完成，大大提高了工作效率，提高施工安全。

技术领域

本发明涉及隧道开挖技术领域，特别是指一种扩大原隧道直径并完成隧道衬砌的掘进机及其施工方法。

背景技术

在当今社会中，随着社会的发展以及城市化水平的提高，地上空间的开发及利用越来越难以满足人们的需求，因此，地下空间的开发和利用成为当今社会的发展趋势。然而随着地下空间的开发，地下隧道犬牙交错，原有的地下隧道无法满足当今的需求，人们需要对原有的地下隧道进行翻新改造，例如原有隧道直径仅满足于当时社会的需求，现在需要建设大于原来隧道直径的隧道。目前有两种做法：1）避开现有隧道，在其它位置建设较大直径的隧道，然该种方案无形中减小了地下空间利用率；2）如若因为该区域的地质结构的特殊性，不得不在原有隧道线路上进行大直径隧道的建设，施工人员只能采用的施工工序分为两步，第一个工序为在原始隧道中采用隧道支护配合衬砌拆除，第二个工序为利用地下施工方法完成隧道开挖及衬砌铺设，采用隧道支护配合衬砌拆除的施工功法较为老旧，危险系数高、施工效率慢，不符合现在的安全化、人性化的施工需求。此外，施工时，必须将隧道支护配合衬砌拆除工序结束后才能进行隧道的再次开挖及衬砌铺设，施工周期长，施工成本高。

在现在的地下隧道建设施工功法中，掘进机隧道开挖施工方法以其安全性高、施工效率高、造价低的特点受到广泛的认可，因此，隧道掘进机开挖及衬砌铺设工法成为现在隧道建设的主流工法。然则，针对扩大原有直径隧道施工中，掘进机开挖及衬砌铺设只能运用到第二个施工工序中。因此，急需要一种施工设备及施工方法，满足扩大原有直径隧道施工过程中的两个工序均可以采用掘进机开挖及衬砌铺设工法完成，以此提高施工效率、降低施工成本、提高施工安全性。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种扩大原隧道直径并完成隧道衬砌的掘进机及其施工方法，解决了现有技术中对原有隧道扩挖施工困难、安全系数低、工期长的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种扩大原隧道直径并完成隧道衬砌的掘进机，包括盾体和后配套台车，盾体内设有掘进系统、出渣系统和拼装系统，盾体包括依次连接的前盾、中盾和尾盾，所述拼装系统包括内环拼装机和外环拼装机，内环拼装机设置在前盾内，外环拼装机设置在尾盾内；所述前盾包括外侧环板和内侧环板，外侧环板和内侧环板之间设有开挖机构，开挖机构与出渣系统连接。

所述外侧环板内依次设有第一固定隔板、第二固定隔板和第三固定隔板，内侧环板的前端通过第一固定隔板与外侧环板相连接，内侧环板的尾端通过第二固定隔板与外侧环板相连接，开挖机构前端穿过第一固定隔板，开挖机构的尾盾穿过第二固定隔板，开挖机构与第三固定隔板相连接。

所述内侧环板的内部设有油脂通道，内侧环板上部的内壁上设有固定环，内侧环板下部的内壁上设有内管拼接支座，内管拼接支座与内环拼装机相连接，内侧环板的前端设有环槽，环槽内设有内铣刀，外侧环板的前端设有外铣刀，内铣刀和外铣刀分别与开挖机构相对应。

所述内侧环板前端的内壁上设有前盾密封刷，前盾密封刷位于第一固定隔板的后方。

所述开挖机构包括刀盘、开挖壳体和驱动装置，开挖壳体内设有驱动轴，驱动轴伸出开挖壳体，驱动轴的前端连接有刀盘，驱动轴的尾端与驱动装置相连接，驱动轴通过第七连接法兰与开挖壳体相连接，驱动轴上设有螺旋叶片，开挖壳体上设有出渣口，出渣口与出渣系统相连接。