一种基于六边形管片的连续掘进工法
技术领域
本发明属于盾构施工
技术领域
，具体涉及一种基于六边形管片的连续掘进工法。背景技术
盾构机是目前隧道及地下空间开发的关键设备之一，由于具有施工效率高、安全性好、施工效果优而被广泛应用。然而，受现有管片结构形式及施工方法的限制，盾构机施工过程中仍存在一定问题。1、现有的管片主要是3+2+1形式管片，即管片成环是由3块标准块A，2块邻接块B，1块封顶块K所组成，管片预制时需要制作三种形式，成本较高，而且安装时有一定顺序要求，操作不便，不便于掘进时推进油缸的控制。2、目前盾构施工过程中，掘进和管片拼装两工序都是分开进行的。即在盾构机掘进时，管片停止拼装，待盾构机掘进一段距离后，停止掘进，并开始拼装管片，管片拼装成环后，又开始掘进，如此循环。该工法中掘进和拼装都会占据大量时间，使得施工进度缓慢。
发明内容
针对现有技术中盾构机掘进和管片拼装不能同时进行，影响施工进度的问题，本发明提供一种基于六边形管片的连续掘进工法，其目的在于：实现盾构机连续掘进，提高施工效率。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于六边形管片的连续掘进工法，包括以下步骤：
步骤1：掘进前施工准备；
步骤2：面向盾构机掘进方向的六边形管片形成第一平面和第二平面，第一平面和第二平面分别对应设置第一推进油缸和第二推进油缸；
步骤3：若第一平面比第二平面更加靠近盾构机，第一推进油缸支撑在第一平面上，控制第一推进油缸伸长，使盾构机向前掘进，第二推进油缸处于收回状态，为六边形管片的拼装预留空间，同时拼装与第二平面连接的六边形管片；若第二平面比第一平面更加靠近盾构机，则操作相反；
步骤4：管片拼装到位后，控制新拼装的六边形管片对应的推进油缸伸长，使盾构机向前掘进，同时控制其他的推进油缸缩回，为下一块六边形管片的拼装预留空间；
步骤5：重复步骤3和步骤4，实现盾构机的连续掘进。
采用该技术方案后，可以实现管片拼装和盾构机掘进同时进行，提高效率，缩短工期。
一种应用于所述连续掘进工法的六边形管片结构，每一环管片由数个六边形管片组成，相邻环之间交错拼接，相邻的六边形管片互相嵌合，且六边形管片其中相对的两条边与隧道横截面平行。
采用该技术方案后，六边形管片在拼装以及盾构机推进过程中，有三个面与已成环管片接触，能够更好的承受推进油缸传来的力，而且能够将推进油缸的力传递到已成环管片中所有的六边形管片上，管片受力更加均匀。
优选的，所述每一环管片由偶数个六边形管片组成。
优选的，所述数个六边形管片沿隧道轴线方向的宽度相同。
优选的，所述数个六边形管片的形状相同，相对的两条边长度相等且互相平行。
采用该优选方案后，所有管片通用，只需要一种管片即可，可以节约管片生产成本和拼装难度，而且便于连续掘进时推进油缸分区控制，一块六边形管片对应一个分区，操作更加简单。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明的六边形管片在拼装以及盾构机推进过程中，有三个面与已成环管片接触，能够更好的承受推进油缸传来的力，而且能够将推进油缸的力传递到已成环管片中所有的六边形管片上，管片受力更加均匀。
2.本发明所有管片通用，只需要一种管片即可，可以节约管片生产成本和拼装难度，而且便于连续掘进时推进油缸分区控制，一块六边形管片对应一个分区，操作更加简单。
3.本发明可以实现管片拼装和盾构机掘进同时进行，提高效率，缩短工期。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是六边形管片结构的示意图；
图2是六边形管片拼装前的示意图；
图3是六边形管片拼装后的示意图；
其中，1-第一平面，2-第二平面，3-盾构机，4-第一推进油缸，5-第二推进油缸。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合图1对本发明作详细说明。
实施例1
一种六边形管片结构，如图1所示，本实施例中，每一环管片由六个六边形管片组成，相邻环之间交错拼接，相邻的六边形管片互相嵌合，且六边形管片其中相对的两条边与隧道横截面平行。
如图1所示，每个六边形管片的形状相同，且相对的两条边长度相等且互相平行。同一环管片上形成两个用于支撑推进油缸的第一平面1和第二平面2。
一种基于所述六边形管片结构的盾构机连续掘进方法，包括以下步骤：
步骤1：掘进前施工准备；包括盾构机就位、反力架安装、六边形管片的预制、吊装并运输到指定位置；
步骤2：如图2所示，第一平面1与第一推进油缸4位置对应，第二平面2与第二推进油缸5位置对应；
步骤3：第一推进油缸4支撑在第一平面1上，控制第一推进油缸4伸长，使盾构机3向前掘进，第二推进油缸5处于收回状态，为六边形管片的拼装预留空间，同时拼装与第二平面2连接的六边形管片；
步骤4：如图3所示，当与第二平面2连接的三片六边形管片拼装到位后，控制第二推进油缸5伸长，使盾构机继续向前掘进，同时控制第一推进油缸4缩回，为与第一平面1连接的三块六边形管片的拼装预留空间；
步骤5：重复步骤3和步骤4，控制第一推进油缸4和第二推进油缸5交替伸长和缩回，同时对缩回的推进油缸处拼装六边形管片，实现盾构机的连续掘进。
实施例2
一种六边形管片结构，本实施例中，每一环管片由八个六边形管片组成(在另一实施例中，每一环管片的数量以及每一块管片的弧度可根据隧道的尺寸确定)，相邻环之间交错拼接，相邻的六边形管片互相嵌合，且六边形管片其中相对的两条边与隧道横截面平行。
本实施例中，每个六边形管片的形状相同，且与隧道横截面平行的两条边的长度大于其余4条边的长度，其余4条边的长度相等且相对的两条边互相平行。同一环管片上形成两个用于支撑推进油缸的第一平面1和第二平面2。
本实施例六边形管片的拼装方法以及盾构机的连续掘进方法与实施例1的方法相同，不再赘述。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
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