[发明专利]一种用于浅埋软弱地层隧道的开挖工具及方法

说明书

本发明公开了一种用于浅埋软弱地层隧道的开挖工具及方法，涉及隧道开挖技术领域，其技术方案要点是：包括网格工具头、依次连接的多节预制箱涵和液压千斤顶，网格工具头的一端部内嵌于预制箱涵的端部，网格工具头的另一端部顶于隧道掌子面；液压千斤顶的顶端顶于远离网格工具头的箱涵的端部。本发明的开挖工具，能够解决传统的盾构法开挖隧道对大跨度地下工程施工时受到局限且断面适应性差、断面利用率低等问题，在开挖过程中能够维护开挖面的稳定，可避免采用传统喷射混凝土加固土体时混凝土污染施工环境及地下环境的情况；同时，能够使开挖简单，安全且高效。

技术领域

本发明涉及隧道开挖技术领域，更具体地说，它涉及一种用于浅埋软弱地层隧道的开挖工具及方法。

背景技术

随着城市交通的快速发展，大断面浅埋暗挖立交通道日益增多，对隧道结构安全和地表沉降控制的要求越来越高。在浅埋软弱地层中开挖隧道，隧道稳定性差，地表容易发生沉降。

针对浅埋软弱地层中开挖隧道，传统的盾构法对于大跨度的地下工程施工具有很大的局限性，且断面适应性差、断面利用率低。同时，在浅埋软弱地层中开挖隧道过程中，传统的土体加固方法是采用喷射混凝土的方法及时加固地表和掌子面土体，此种方法易污染施工环境及地表环境，施工周期长，且工程成本高。

因此，本发明旨在设计提供一种用于浅埋软弱地层隧道的开挖工具及方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于浅埋软弱地层隧道的开挖工具及方法，以解决传统开挖城市地铁过程中采用盾构法时，断面适应性差且断面利用率低，且采用传统喷射混凝土加固土体的方法配合开挖时,混凝土易污染施工环境及地下环境，工序繁琐造成施工周期增长成本增加的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于浅埋软弱地层隧道的开挖工具，包括网格工具头、依次连接的多节预制箱涵和液压千斤顶，所述网格工具头的一端部内嵌于预制箱涵的端部，所述网格工具头的另一端部顶于隧道掌子面；所述液压千斤顶的顶端顶于远离网格工具头的箱涵的端部。

通过采用上述技术方案，针对于浅埋软弱地层隧道的开挖，通过焊接于预制箱涵端部的网格工具头顶于隧道掌子面，便于起到切割土体和维护开挖面稳定的作用；通过顶进土体中的预制箱涵，使其成为隧道结构的一部分，能够起到连续向前推进和减小地面沉降的作用；通过液压千斤顶，便于提供网格工具头切割土体所需的挤压力，进而确保安全高效地开挖隧道；本发明的开挖工具，能够解决传统的盾构法开挖大跨度隧道时受到局限且断面适应性差、断面利用率低等问题，在开挖过程中能够维护开挖面的稳定，可避免采用传统喷射混凝土加固土体时混凝土污染施工环境及地下环境的情况；同时，能够使开挖简单，安全且高效。

本发明进一步设置为：所述网格工具头包括多个小网格，且多个所述小网格远离预制箱涵的端部均设有刃口。

通过采用上述技术方案，网格工具头有多个小网格构成，便于根据隧道掌子面的稳定程度调整网格工具头的网格疏密程度；通过小网格上设置的刃口，便于对土体进行切割。

本发明进一步设置为：多个所述小网格通过钢板焊接而成网格工具头。

通过采用上述技术方案，多个小网格通过钢板焊接而成网格工具头，便于确保该网格工具头能够稳定地维护开挖面的稳定。

本发明进一步设置为：所述网格工具头的多个小网格为矩形网格。

通过采用上述技术方案，多个小网格为矩形网格，便于确保网格工具头维护开挖面的稳定。

本发明还提供一种基于上述用于浅埋软弱地层隧道的开挖工具的开挖方法，具体包括以下步骤：

S1、将网格工具头内嵌焊接于第一节预制箱涵的端部，并根据隧道掌子面的稳定程度，调整网格工具头的网格疏密程度；