[发明专利]一种竖井盾构施工方法及竖井盾构机

权利要求书

1.一种竖井盾构施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在既有隧道对应待施工竖井的始发端处安装始发结构，在地面对应待施工竖井出口的接收端处安装密封接收结构和牵引机构；

S2、在始发端处对应待施工竖井的区域通过钻杆周向分布钻出多个贯穿始发端处既有隧道管片和竖井所在地层的钻孔，并在钻孔穿设钢索；

S3、在始发端处安装不具有同步注浆系统和盾构千斤顶推进系统的盾构机，所述盾构机的刀盘半径小于盾构机的盾壳的内半径，所述钢索位于刀盘和盾壳的间隙之间；

S4、将多根钢索的一端分别与盾壳固连，另一端穿过密封接收结构预设的过孔后与牵引机构固连；

S5、使牵引机构通过钢索拉动盾构机从始发端往接收端方向掘进预定位移并拼装竖井管片形成至少一节竖井管片环；

S6、在保持牵引机构通过钢索拉动盾构机掘进的同时，在盾构机的盾壳的后端拼装一节延长盾壳，以对盾壳进行加长；

S7、使盾构机往接收端方向继续掘进预定位移并继续拼装竖井管片；

S8、按上述步骤S6和步骤S7重复操作至完成竖井的掘进施工，并形成分别从始发端延伸至接收端的加长型盾壳和竖井管片环；

S9、在已拼装的竖井管片预设的锚杆孔处往土层打入穿过加长型盾壳的锚杆，以对拼装的竖井管片进行锚固；

S10、在保留加长型盾壳作为初衬的情况下，将始发结构、密封接收结构以及盾构机的其余构件拆除；

S11、对加长型盾壳的两端与既有隧道的接合处进行水密处理，并完成竖井盾构施工。

2.如权利要求1所述的竖井盾构施工方法，其特征在于：在步骤S1中，所述在既有隧道对应待施工竖井的始发端处安装始发结构，包括在既有隧道朝向始发端的一侧安装始发支撑机构、在既有隧道对应始发端的位置安装密封导向钢管套的过程。

3.如权利要求2所述的竖井盾构施工方法，其特征在于：在既有隧道朝向始发端的一侧安装始发支撑机构之前，还包括在既有隧道朝向始发端的一侧铺设加固管片，然后，将始发支撑机构装于加固管片上的操作。

4.如权利要求1所述的竖井盾构施工方法，其特征在于：所述在地面对应待施工竖井的接收端处安装密封接收结构，包括在地面对应竖井出口的接收端处设置一端敞开的金属材质的接收套筒，使接收套筒敞开的一端与接收端处的地面密封相抵并将接收端处的地面的待掘通区域包围，并在接收端处的地面设置将接收套筒围于其内的钢支撑架，以及在接收端处的地面位于接收套筒的外侧固设与接收套筒固连的接收反力架的过程，所述牵引机构设置于钢支撑架上。

5.如权利要求1所述的竖井盾构施工方法，其特征在于：步骤S2中，钻孔穿设钢索的步骤包括将钢索伸入钻杆的管状杆体并与钻杆固紧，接着使钻杆钻穿始发端处既有隧道管片和竖井所在地层，然后在接收端处将钻杆逐根从钻孔中拔出，并将钻杆与钢索拆分的过程。

6.如权利要求5所述的竖井盾构施工方法，其特征在于：杆体的周壁开设有多个通连其内部的注浆孔，步骤S2中，将钻杆拔出钻孔之前，还包括往杆体内部注浆，使进入杆体内部的浆液经注浆孔向钻孔所在的土体扩散，以对竖井周边地层进行加固的过程。

7.如权利要求4所述的竖井盾构施工方法，其特征在于：所述牵引机构为多个安装于钢支撑架上并与钢索相对的液压卷扬装置，液压卷扬装置通过钢索拉动盾构机掘进的过程中，还包括对盾构机前进方向进行监测，若发现盾构机前进方向出现偏差，应及时调整相应钢索所对应的液压卷扬装置的转速，从而纠正盾构机前进方向的过程。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的竖井盾构施工方法，其特征在于：在拆除密封接收结构以及盾构机的其余构件之后，且拆除始发结构之前，还包括对接收端处的地面位于加长型盾壳外围区域进行扩大开挖，使加长型盾壳和/或竖井管片环的上端部分外露，然后在扩大开挖的区域浇筑环形混凝土扩大基础结构，使其与加长型盾壳和/或竖井管片环的上端结合，连成一体的过程。