隧道管幕制造方法、隧道施工方法及隧道施工装置与流程

本发明涉及隧道施工，特别涉及一种隧道管幕制造方法、隧道施工方法及隧道施工装置。

背景技术：

1、管幕施工法是在管棚法的基础上发展起来的，管棚主要以拱部、顶部支护为主体，而管幕法则在顶部支护的基础上又增加了两侧的支护或者底部支撑。管幕可以设计成各种形状，例如半圆形、圆形、门字形、口字型等。管与管之间采用锁扣互相连接(一般为t型锁扣)，不仅增加整体结构支护强度，而且起到止水的作用。有的管幕设计在锁扣空隙内注入止水剂，使管幕达到完全止水功能。在大型管幕施工中，管与管之间的空隙也可采用冻结的方式进行止水处理。

2、现有技术中，采用管幕法进行施工时，通常是将多根小型钢管(如直径为50mm的钢管)沿管幕的环形轮廓线顶进至施工区域，形成管环，然后通过管环进行冷冻施工，最终形成管幕结构，然而现有技术中的管幕制备方法却无法用于制造单根钢管管径大于200mm的大型管幕，也无法保证管幕的制造精度。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种隧道管幕制造方法、隧道施工方法及隧道施工装置，旨在解决相关技术中存在的采用管幕法进行施工时，通常是将多根小型钢管(如直径为50mm的钢管)沿管幕的环形轮廓线顶进至施工区域，形成管环，然后通过管环进行冷冻施工，最终形成管幕结构，然而现有技术中的管幕制备方法却无法用于制造单根钢管管径大于200mm的大型管幕，也无法保证管幕的制造精度的技术问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提出的一种隧道管幕制造方法，所述管幕包括多根钢管；

3、包括如下步骤：

4、沿所述管幕的长度方向，在各所述钢管上分别设置至少两个间隔分布的第一切割区域；其中，所有所述钢管上的所述第一切割区域的数量一致且一一对应设置；

5、对所有所述第一切割区域进行切割，以形成多个第一切割腔室；其中，同一根所述钢管上的所有相邻的两个所述第一切割腔室之间均具有一目标切割区域；

6、将所有所述钢管进行环向间隔排布并依次焊接，以围合形成截面为环形的管环；

7、沿所述管环的长度方向，按照目标切割面积对所述管环中的所有所述目标切割区域进行切割，以得到所述管幕；其中，所述目标切割面积小于所述目标切割区域的面积。

8、可选地，所述对所有所述第一切割区域进行切割，以形成多个第一切割腔室的步骤，包括：

9、将其中一根所述钢管上的其中一个第一切割区域作为当前切割区域，并沿所述管幕的长度方向，对所述当前切割区域进行第一次切割，以形成两条沿对应的所述钢管的径向方向间隔排布的第一切割缝；

10、继续在两条所述第一切割缝的两个端部对所述当前切割区域进行第二次切割，以在所述当前切割区域形成当前切割腔室；

11、重复执行所述将其中一个第一切割区域作为当前切割区域，并沿所述管幕的长度方向，对所述当前切割区域进行第一次切割，以形成两条沿对应的所述钢管的径向方向间隔排布的第一切割缝的步骤，直至在所有所述钢管上的所有所述第一切割区域中形成一所述当前切割腔室，得到多个所述第一切割腔室。

12、可选地，同一根所述钢管上的任意相邻的两个所述第一切割区域之间为第一间距。

13、可选地，同一根所述钢管上的任意相邻的两个目标切割区域之间为第二间距。

14、可选地，在所述对所有所述第一切割区域进行切割，以形成多个第一切割腔室的步骤之前，还包括：

15、沿所述管幕的长度方向，在各所述钢管的管腔内均间隔设置至少两根竖向钢管柱；其中，所述竖向钢管柱的两端均与对应的所述钢管内壁抵接。

16、可选地，在所述沿所述管幕的长度方向，在各所述钢管的管腔内均间隔设置至少两根竖向钢管柱的步骤之后，还包括：

17、在各所述竖向钢管柱的两端分别设置一垫设于所述竖向钢管柱与所述钢管内壁之间的弧形垫板；其中，所述弧形垫板的弧度与所述钢管内壁的弧度相同。

18、可选地，所述沿所述管幕的长度方向，按照目标切割面积对所述管环中的所有所述目标切割区域进行切割，以得到所述管幕的步骤，包括：

19、将所述管环中的其中一根所述钢管上的其中一个所述目标切割区域作为当前区域，并在所述当前区域中设置一具有所述目标切割面积的当前切割区域；其中，所述当前切割区域居中设置于所述当前区域；

20、切割所述当前切割区域，以在所述当前区域中形成一当前腔室；

21、重复执行所述将其中一根所述钢管上的其中一个所述目标切割区域作为当前区域，并在所述当前区域中设置一具有所述目标切割面积的当前切割区域的步骤，直至在所有所述钢管上的所有所述目标切割区域中形成一所述当前腔室，完成对所有所述目标切割区域的切割，得到所述管幕。

22、可选地，所述将所有所述钢管进行环向间隔排布并依次焊接，以围合形成管幕的步骤，包括：

23、将所有所述钢管按照所述管幕的环向轮廓线进行周向间隔排布；其中，所有所述钢管的长度相同且同侧端面均齐平，且任意相邻的两根所述钢管之间均形成有一当前间隙；

24、在各所述当前间隙处设置一沿所述钢管的长度方向延伸的连接件；其中，所述连接件与所述钢管的长度相同，所述连接件由两块沿任一所述钢管的径向方向间隔排布的水平钢板制成；

25、将所有所述连接件与所有所述钢管进行依次焊接，以围合形成环形的所述管幕。

26、可选地，所述水平钢板具有预设厚度。

27、可选地，所述当前切割区域沿所述管幕的长度方向具有预设长度。

28、基于相同的技术构思，第二方面，本发明提出一种隧道施工方法，包括如下步骤：

29、在预设施工区域，应用第一方面所述的隧道管幕制造方法制备一管幕结构；其中，所述管幕结构内形成有浇筑空间，且所述管幕结构围在所述预设施工区域围合并划分出一用于形成所述隧道的待开挖区域；

30、在所述浇筑空间内进行混凝土浇筑；

31、对所述待开挖进行开挖施工，以形成所述隧道。

32、基于相同的技术构思，第三方面，本发明提出一种隧道施工装置，应用第二方面所述的隧道施工方法进行施工。

33、本发明技术方案首先对单根管径大于200mm的钢管进行切割并在各根钢管上形成多个沿钢管的长度方向间隔分布的第一切割腔室，然后将多根钢管进行环向间隔排布并依次焊接，形成截面为环形的管环，然后再沿管环的长度方向，按照目标切割面积对管环中的所有目标切割区域进行切割，得到管幕，使得本发明在使用时通过在各钢管上切割出多个第一切割腔室，然后在进行焊接，也就可以使得整个管幕结构的连接区域不会出现较大的偏差，提升了焊接时的焊接精度，避免了直接对整个钢管进行通长切割而导致的切割精度差的缺陷，同时的，完成焊接之后再对进行二次切割，能够保证整个管幕的制造精度，解决了相关技术中存在的采用管幕法进行施工时，通常是将多根小型钢管(如直径为50mm的钢管)沿管幕的环形轮廓线顶进至施工区域，形成管环，然后通过管环进行冷冻施工，最终形成管幕结构，然而现有技术中的管幕制备方法却无法用于制造单根钢管管径大于200mm的大型管幕，也无法保证管幕的制造精度的技术问题。