【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及隧道工程暗挖施工，尤其涉及一種大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法。
技術介紹
1、為滿足我國日益增長的地下空間使用需求，地下隧道工程不斷向大跨度大斷面方向發展，為避免明挖法引起的交通疏解難、影響周期長、地面拆遷大管線遷改多、建設周期長等痛點，地下大跨度大斷面隧道開挖時多采用先支護后開挖的施工方式來保證施工安全，其中管幕法是一種常見的強支護結構形式。
2、目前，傳統的管幕暗挖工法存在暗挖裝備智能協同程度低、智能化水平不高、施工工序繁雜、軟土地層易失穩、單管頂進步序多、整體防水效果差、管間切割風險高等施工難題，使得傳統的管幕暗挖法存在成本造價高、建設周期長等弊端，限制了管幕法在城市地下隧道暗挖中的發展。
技術實現思路
1、專利技術目的：本專利技術旨在提供一種通過多工序并行施工提高施工協同效率且能夠實現管幕一體化成型、提高防水效果的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法。
2、技術方案：本專利技術所述的一種大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，包括以下步驟：
3、（1）擴大段洞室施工；
4、（2）采用多圓組合管幕，在管幕施工頂進的同時進行管幕支護結構一體化施工，并在管幕間采用微加固的止水措施；
5、（3）上臺階土開挖施工一定進尺后，基于多功能并行建造臺車進行上、下臺階土同步并行開挖，且并行建造協同控制系統根據施工監測結果對開挖設備、出渣設備進行協同施工控制；下臺階開挖出一定進尺后，使用多功能并行建造臺車
6、優選地，在多圓組合管幕頂進施工中，先對斷面頂部管幕進行施打，然后分別對左右兩端的管幕進行對稱施打。
7、優選地，所述管幕支護結構一體化施工包括：
8、1）多圓組合管幕中相鄰管幕銜接處上下設置預留孔道；
9、2）在組合管幕頂進時，將分段鋼筋提前放置在預留孔道中；
10、3）對已施打完成的管幕使用管幕內切割焊接裝置進行管幕鋼管切割和焊接；
11、4）將分段切割焊接鋼管與預留的分段鋼筋環向連接、縱向連接；
12、5）在管幕內澆筑防水混凝土襯砌，使得結構一體化成型。
13、優選地，所述微加固的止水措施包括在多圓組合管幕間采用注漿法進行加固止水。
14、優選地，在擴大段洞室開挖完成之后進行渣土回填。
15、優選地，所述多功能并行建造臺車包括開挖設備、出渣設備、行走系統、運輸設備、仰拱架施工設備；所述開挖設備包括若干機械臂，所述出渣設備與開挖設備連接，出渣設備包括用于出料的裝載機、用于轉運的皮帶運輸機；所述仰拱架施工系統包括噴混機械手、初支鋼架拼裝及鋼筋捆扎機械手；所述多功能并行建造臺車集開挖、出渣、物料運輸、鋼拱架鋪設、初支噴混功能為一體。
16、優選地，所述并行建造協同控制系統包括設備狀態監測模塊、數據采集與處理模塊、任務決策與分配模塊、流程并行與工序集成模塊，由此對暗挖裝備集群進行智能協同控制。
17、優選地，上臺階土體開挖的同時，使用掌子面掃描機器人對土體進行掃描，下臺階土體開挖時使用多功能并行建造臺車上設置的傳感系統進行掃描，實時傳輸到并行建造協同控制系統中；并行建造協同控制系統根據掌子面掃描機器人的掌子面土體掃描和評估的結果，控制上臺階挖掘機進行掌子面超欠挖的優化；并行建造協同控制系統根據實時施工監測結果自動計算多功能并行建造臺車開挖點位和移動布置路線、制定洞渣鏟裝控制方案，并將結果實時傳輸到開挖設備和出渣設備的數據接收模塊中，對開挖設備和出渣設備進行協同施工控制。
18、優選地，當下臺階開挖一定進尺后，在多功能并行建造臺車的協助下，進行初支拱架的安裝，并行建造協同控制系統控制噴混機械手，根據制定的噴射路徑進行初支噴混；在下臺階仰拱和拱腳初支每完成2個節段，同步開始施工仰拱二襯結構。
19、優選地，所述初支拱架的安裝及噴射混凝土在多功能并行建造臺車擋板的支護下進行。
20、有益效果：與現有技術相比，本專利技術具有如下顯著優點：通過多圓組合管幕的微擾動施工，解決傳統管幕法存在單管頂進步序多、整體防水效果差、管間切割風險高的問題；通過優化支護、開挖、結構施工工序，提出基于智能暗挖裝備集群的平行組合管幕法多工序并行施工資源調度與組織體系，解決傳統暗挖工法工序交叉、協同效率低的問題；通過并行建造協同控制系統、多功能并行建造臺車，解決各工序和工序間裝備集群協同作業難的問題，實現裝備集群多工序協同并行建造，即實現了土體開挖、初支與二襯并行的施工建造。
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1.一種大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，在多圓組合管幕頂進施工中，先對斷面頂部管幕進行施打，然后分別對左右兩端的管幕進行對稱施打。
3.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，所述管幕支護結構一體化施工包括：
4.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，在進行管幕支護結構一體化施工時在多圓組合管幕間采用注漿法進行加固止水。
5.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，在擴大段洞室開挖完成之后進行渣土回填。
6.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，所述多功能并行建造臺車包括開挖設備、出渣設備、行走系統、運輸設備、仰拱架施工設備；所述開挖設備包括若干機械臂，所述出渣設備與開挖設備連接，出渣設備包括用于出料的裝載機、用于轉運的皮帶運輸機；所述仰拱架施工系統包括噴混機械手、初支
7.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，所述并行建造協同控制系統包括設備狀態監測模塊、數據采集與處理模塊、任務決策與分配模塊、流程并行與工序集成模塊，由此對暗挖裝備集群進行智能協同控制。
8.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，上臺階土體開挖的同時，使用掌子面掃描機器人對土體進行掃描，下臺階土體開挖時使用多功能并行建造臺車上設置的傳感系統進行掃描，實時傳輸到并行建造協同控制系統中；所述并行建造協同控制系統根據掌子面掃描機器人的掌子面土體掃描和評估的結果，控制上臺階挖掘機進行掌子面超欠挖的優化；并行建造協同控制系統根據實時施工監測結果自動計算多功能并行建造臺車開挖點位和移動布置路線、制定洞渣鏟裝控制方案，并將結果實時傳輸到開挖設備和出渣設備的數據接收模塊中，對開挖設備和出渣設備進行協同施工控制。
9.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，當下臺階開挖一定進尺后，多功能并行建造臺車進行初支拱架的安裝，并行建造協同控制系統控制噴混機械手，根據制定的噴射路徑進行初支噴混；在下臺階仰拱和拱腳初支每完成2個節段，同步開始施工仰拱二襯結構。
10.根據權利要求9所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，所述初支拱架的安裝及噴射混凝土在多功能并行建造臺車擋板的支護下進行。
...【技術特征摘要】
1.一種大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，在多圓組合管幕頂進施工中，先對斷面頂部管幕進行施打，然后分別對左右兩端的管幕進行對稱施打。
3.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，所述管幕支護結構一體化施工包括：
4.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，在進行管幕支護結構一體化施工時在多圓組合管幕間采用注漿法進行加固止水。
5.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，在擴大段洞室開挖完成之后進行渣土回填。
6.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法，其特征在于，所述多功能并行建造臺車包括開挖設備、出渣設備、行走系統、運輸設備、仰拱架施工設備；所述開挖設備包括若干機械臂，所述出渣設備與開挖設備連接，出渣設備包括用于出料的裝載機、用于轉運的皮帶運輸機；所述仰拱架施工系統包括噴混機械手、初支鋼架拼裝及鋼筋捆扎機械手；所述多功能并行建造臺車集開挖、出渣、物料運輸、鋼拱架鋪設、初支噴混功能為一體。
7.根據權利要求1所述的大跨度大斷面平行組合管幕并行建造施工方法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：薛峰，劉頌玉，劉四進，劉一帆，王華偉，史慶濤，
申請(專利權)人：中鐵十四局集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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