[发明专利]一种零盲区异形掘进机及其施工方法

说明书

本发明公开了一种零盲区异形掘进机及其施工方法，用于掘进开挖异形隧道，所述异形隧道在安装预制异形管节后具有呈矩形的内截面，其特征在于所述异形掘进机包括异形壳体以及设置在所述异形壳体前端面上的刀盘机构，所述刀盘机构包括至少三组设置在不同平面上的刀盘组，各所述刀盘组在所述异形壳体前端面上的叠加投影区域完全覆盖所述异形隧道的矩形内截面，且所述叠加投影区域的外缘轮廓比所述异形壳体的外缘轮廓大0‑4cm。本发明的优点是：可以解决刀盘开挖盲区，降低施工难度，节约施工成本，提高隧道防水能力，异形隧道的开挖截面可有效提高隧道承压性能。

技术领域

本发明属于隧道掘进施工技术领域，具体涉及一种零盲区异形掘进机及其施工方法。

背景技术

掘进机作为一种新型的隧道工程暗挖施工设备，具有适应性范围广、安全性高、施工扰动小、环保等优点，已经在城市建 筑密集地区、交通繁忙路段、超浅埋及超大断面的隧道工程中得到广泛应用。

目前国内外常用的隧道掘进设备主要是盾构机及顶管机，其断面类型主要有圆形、矩形、马蹄形、椭圆形等，除圆形断面外，其他断面形式的隧道掘进设备均存在开挖盲区。例如在开挖矩形断面的隧道时，即使采用多种刀盘进行组合开挖，相邻刀盘之间仍旧会存在刀盘开挖覆盖不到的盲区，盲区的处理方式主要依靠壳体自生进行二次切削或辅助于其他设备预处理，这在一定程度上增加了施工难度以及施工效率。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种零盲区异形掘进机及其施工方法，该异形掘进机通过将多个刀盘组设置在不同平面上从而在轴向上叠合形成可施作异形隧道的掘进装置，叠加投影区域可完全覆盖异形隧道的矩形内截面，避免盲区的产生。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种零盲区异形掘进机，用于掘进开挖异形隧道，所述异形隧道在安装预制异形管节后具有呈矩形的内截面，其特征在于所述异形掘进机包括异形壳体以及设置在所述异形壳体前端面上的刀盘机构，所述刀盘机构包括至少三组设置在不同平面上的刀盘组，各所述刀盘组在所述异形壳体前端面上的叠加投影区域完全覆盖所述异形隧道的矩形内截面。

所述平面为垂直于所述异形壳体轴线方向的平面。

在轴向投影面上存在叠加区域的所述刀盘组分设在不同的所述平面上。

所述异形掘进机在轴向上分设三组位于不同所述平面上的所述刀盘组，第一个所述刀盘组包括半径为D1的第一刀盘，第二个所述刀盘组包括两个部分叠设于所述第一刀盘的上部两侧且半径为D2的第二刀盘，第三个所述刀盘组包括两个部分叠设于所述第一刀盘的下部两侧且半径为D2的第三刀盘。

所述异形掘进机在轴向上分设三组位于不同所述平面上的所述刀盘组，第一个所述刀盘组包括居中设置且半径为D3的第一刀盘，第二个所述刀盘组包括四个分别设于所述第一刀盘的四个边角位置处且半径为D3的第二刀盘，第三个所述刀盘组包括四个分别设于所述第一刀盘上、下、左、右四个方向且半径为D4的第三刀盘。

所述异形壳体的前端部在横向上间隔设置有若干螺旋输送机。

所述叠加投影区域的外缘轮廓比所述异形壳体的外缘轮廓大0-4cm。

一种涉及任一所述的零盲区异形掘进机的施工方法，其特征在于所述施工方法包括以下步骤：控制异形掘进机向前掘进，利用设置在轴向不同平面上的刀盘组依次对开挖面切削掘进，以开挖获得异形隧道；在所述异形掘进机开挖掘进的过程中，利用设置在所述异形掘进机前部的螺旋输送机向外输送切削渣土，并在所述异形掘进机的后方逐次拼装预制异形管节，所述预制异形管节的前端外壁面上设置有两道防水材料沟槽、后端外壁面上包裹一圈钢板并向后方延伸，所述预制异形管节的前端面和后端面上分别开设有防水材料沟槽，各所述防水材料沟槽中均嵌设有橡胶密封条，在拼装过程时，所述预制异形管节的前端插设在上一所述预制异形管节后端的一圈所述钢板内，所述橡胶密封条同所述钢板相贴合构成密封连接。