Title:
Konsolenbaggermaschinensystem für stark karstige wasserreiche städtische flach begrabene Tunnel
Kind Code:
U1


Abstract:

Ein Konsolenbaggermaschinensystem um ein Bauverfahren für stark karstige wasserreiche städtische flach begrabene Tunnel durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass das Konsolenbaggermaschinensystem konfiguriert ist um die folgenden Schritte auszuführen:
S1: Messen und Positionieren der Aushubtunnelfläche und geologische Erkundung unter Verwendung eines voreilenden geologischen Vorhersagesystems;
S2: Ausbaggern des Gesteins mittels einer Konsolenbaggermaschine und der darauf befindlichen Schneidezähne und Durchführen einer primären Entladung der Schlackensteine mittels einer eigenen Schlackenablassvorrichtung der Baggermaschine;
S3: Wenn die Schlackensteine sich zu einer gewissen Menge ansammeln, Durchführen einer Ladung hinter der Baggermaschine mittels einer Aushubmaschine, wobei mittels eines Transporter oder eines Gurtförderer die Schlackensteine ins Innere eines Sammeltrichters des Schachts gefördert werden können und dann durch den Trichter oder andere vertikale Fördervorrichtungen zum Boden gehoben werden können;
S4: Nachdem die Baggermaschine einen Ausschachtungszyklus abschloss, Zurückziehen der Baggermaschine für eine bestimmte Strecke hinter der Tunnelfläche, Verwenden die Ankerstange um die Stahlträger zu errichten;
S5: Durchführen der Konstruktion einer initialen Auskleidung des Spritzbetons, Abdichten der ausgegrabenen Gesteinfläche, um die anfängliche Unterstützung zu vervollständigen;
S6: Durchführen der Gießkonstruktion des sekundär auskleidenden Betons, um einen Formtunnel auszubilden. embedded image




Application Number:
DE212017000027U
Publication Date:
05/18/2018
Filing Date:
04/05/2017
Assignee:
Nanchang Railway Engineering Co., Ltd. of China Railway 24th Bureau Group Co., Ltd. (CN), Jiangxi Province (Nanchang City, CN)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
derzeit kein Vertreter bestellt
Claims:
Ein Konsolenbaggermaschinensystem um ein Bauverfahren für stark karstige wasserreiche städtische flach begrabene Tunnel durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass das Konsolenbaggermaschinensystem konfiguriert ist um die folgenden Schritte auszuführen:
S1: Messen und Positionieren der Aushubtunnelfläche und geologische Erkundung unter Verwendung eines voreilenden geologischen Vorhersagesystems;
S2: Ausbaggern des Gesteins mittels einer Konsolenbaggermaschine und der darauf befindlichen Schneidezähne und Durchführen einer primären Entladung der Schlackensteine mittels einer eigenen Schlackenablassvorrichtung der Baggermaschine;
S3: Wenn die Schlackensteine sich zu einer gewissen Menge ansammeln, Durchführen einer Ladung hinter der Baggermaschine mittels einer Aushubmaschine, wobei mittels eines Transporter oder eines Gurtförderer die Schlackensteine ins Innere eines Sammeltrichters des Schachts gefördert werden können und dann durch den Trichter oder andere vertikale Fördervorrichtungen zum Boden gehoben werden können;
S4: Nachdem die Baggermaschine einen Ausschachtungszyklus abschloss, Zurückziehen der Baggermaschine für eine bestimmte Strecke hinter der Tunnelfläche, Verwenden die Ankerstange um die Stahlträger zu errichten;
S5: Durchführen der Konstruktion einer initialen Auskleidung des Spritzbetons, Abdichten der ausgegrabenen Gesteinfläche, um die anfängliche Unterstützung zu vervollständigen;
S6: Durchführen der Gießkonstruktion des sekundär auskleidenden Betons, um einen Formtunnel auszubilden.

Konsolenbaggermaschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Konsolenbaggermaschinensystem ferner konfiguriert ist um ein voreilendes Bohren oder eine geologische Bohrung vor dem Schritt S2 auszuführen, um es zu erkunden, ob in einem bestimmten Bereich vor der Tunnelfläche eine Karsthöhle vorhanden ist, wobei bei einem positiven Ergebnis die Stelle und die Größe der Karsthöhle festgestellt werden können, eine Drainage und ein Verstopfen und Füllen durch Eingießen durchgeführt werden können und danach ein Ausgraben durchgeführt werden kann, und wobei bei einem negativen Ergebnis eine Ausgrabung unmittelbar durchgeführt werden kann.

Konsolenbaggermaschinensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vertiefungskonstruktion im Ausgrabungsprozess der Baggermaschine im Schritt S2 eine Bodenüberwachung ständig angeordnet werden kann, um die Daten zu überwachen und eine dynamische Rückkoppelung durchzuführen, wobei die Ausgrabungslänge von jedem Ausschachtungszyklus gesteuert werden können.

Konsolenbaggermaschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt S2 im Bauprozess der Baggermaschine eine Belüftungs- und Absaugentstaubungsbedienung durchgeführt werden können, wobei es sich bei der Belüftung um eine Einpressbelüftung und bei der Absaugung um eine Absaugung mittels einer Entstaubungsmaschine handelt.

Konsolenbaggermaschinensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt S1 die Erkundung des voreilenden geologischen Vorhersagesystems die folgenden Schritte umfasst:
a. Voreilendes horizontales Bohren: bei der Konstruktion sind an jedem Schnitt der Tunnelfläche 4 Erkundungslöcher vorgesehen, wobei aus einem Loch der Gesteinkern herausgenommen werden kann, und wobei für 15 m die Erkundungslöcher einen Zyklus bilden, und wobei die Länge eines einzelnen Lochs 20 m beträgt, und wobei die Überlappungslänge zwischen benachbarten Erkundungslöchern 5 m beträgt;
b. Geologischer Radar: auf der Tunnelfläche sind 5 Linien angeordnet, wobei jede 15 m einen Zyklus ausbilden, und wobei die Erkundungstiefe 20 m beträgt, und wobei die Überlappungslänge zwischen zwei benachbarten Erkundungslöchern 5 m beträgt;
c: Infrarot-Wassererkundung: auf der Tunnelfläche sind 20 Punkte angeordnet, wobei jede 20 m einen Zyklus ausbilden, und wobei die Erkundungstiefe 25 m beträgt, und wobei die Überlappungslänge zwischen zwei benachbarten Erkundungslöchern 5 m beträgt.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet des Baggerns der Tunnel, insbesondere ein Bauverfahren der Konsolenbaggermaschine für die stark karstigen wasserreichen städtischen flach begrabenen Tunnel.

STAND DER TECHNIK

Heute wird der U-Bahn-Bau in den jeweiligen großen Städten weit verbreitet, bezüglich der Unterschiede der hydrogeologischen Bedingungen in verschiedenen Regionen wird das Bauverfahren des Baggerns der Tunnel immer verbessert, insbesondere in städtischer Innenstadt bestehen komplexe geologische Bedingungen, dichter Wohnungsbau, hoher Verkehrsfluss und viele Bevölkerung, um die Bausicherheit während des Bauprozesses und die Sicherheit der Umgebung sicherzustellen sowie den Einfluss auf die Bewohner in der Umgebung und die Gebäude zu verringern, wenn beim Baggern eines Tunnels der Tunnel sich im typischen Karstgebiet befindet, besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, im Bauprozess einer Karsthöhle zu begegnen, dabei tritt ein Phänomen mit Ausströmen des Schlamms und Wassers häufig auf, und die Integrität des Gesteins ist sehr schlecht, der Tunnel befindet sich in einem hoch karstigen und wasserreichen Gebiet, und die geologischen Verhältnisse sind recht komplex, dabei besteht ein hohes Bausicherheitsrisiko und eine hohe technische Schwierigkeit, aufgrund dessen soll ein Bauverfahren für die städtischen flach begrabenen Tunnel in einer komplexen geologischen Umgebung entwickelt werden, um das Problem mit der Bauschwierigkeit der U-Bahn in komplexer geologischer Umgebung der Stadt zu lösen.

INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Um das obige technische Problem zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Bauverfahren der Konsolenbaggermaschine für die stark karstigen wasserreichen städtischen flach begrabenen Tunnel zur Verfügung, mit dem die Baggerarbeiten des Tunnels in komplexer Topographie ebenfalls realisiert werden kann, darüber hinaus bestehen ein relativ kleiner Einfluss auf die Umgebung und eine relativ gute Sicherheit.

Um das obige Ziel zu erreichen, verwendet die vorliegende Erfindung die folgende technische Lösung:

Ein Bauverfahren der Konsolenbaggermaschine für die stark karstigen wasserreichen städtischen flach begrabenen Tunnel, umfassend folgende Schritte:

  • S1: Messen und Positionieren der Aushubtunnelfläche und geologische Erkundung unter Verwendung eines voreilenden geologischen Vorhersagesystems;
  • S2: Ausbaggern des Gesteins mittels einer Konsolenbaggermaschine und der Schneidezähne darauf und Durchführen einer primären Endladung der Schlackensteine mittels einer eigenen Schlackenablassvorrichtung der Baggermaschine;
  • S3: Wenn die Schlackenstein sich zu einer gewissen Menge ansammeln, wird eine Ladung hinter der Baggermaschine mittels einer Aushubmaschine durchgeführt, wobei mittels eines Transporter oder eines Gurtförderer die Schlackensteine ins Innere eines Sammeltrichters des Schachts gefördert und dann durch den Trichter oder andere vertikale Fördervorrichtungen zum Boden gehoben werden;
  • S4: Nachdem die Baggermaschine einen Ausschachtungszyklus abschloss, wird sie für eine bestimmte Strecke hinter der Tunnelfläche zurückgezogen, dann werden die Ankerstange verwendet und die Stahlträger errichtet;
  • S5: Durchführen der Konstruktion einer initialen Auskleidung des Spritzbetons, Abdichten der ausgegrabenen Gesteinfläche, um die anfängliche Unterstützung zu vervollständigen;
  • S6: Durchführen der Gießkonstruktion des sekundär auskleidenden Betons, um einen Formtunnel auszubilden.

Bevorzugt wird ein voreilendes Bohren oder eine geologische Bohrung vor dem Schritt S2 durchgeführt, um es zu erkunden, ob in einem bestimmten Bereich vor der Tunnelfläche eine Karsthöhle vorhanden ist, wobei bei einem positiven Ergebnis die Stelle und die Größe der Karsthöhle festgestellt werden, eine Drainage und ein Verstopfen und Füllen durch Eingießen durchgeführt werden und danach ein Ausgraben durchgeführt wird, und wobei bei einem negativen Ergebnis eine Ausgrabung unmittelbar durchgeführt wird.

Bei der Vertiefungskonstruktion im Ausgrabungsprozess der Baggermaschine im Schritt S2 wird bevorzugt eine Bodenüberwachung ständig angeordnet, um die Daten zu überwachen und eine dynamische Rückkoppelung durchzuführen, wobei die Ausgrabungslänge von jedem Ausschachtungszyklus gesteuert wird.

Bevorzugt wird im Schritt S2 im Bauprozess der Baggermaschine eine Belüftungs- und Absaugentstaubungsbedienung durchgeführt, wobei es sich bei der Belüftung um eine Einpressbelüftung und bei der Absaugung um eine Absaugung mittels einer Entstaubungsmaschine handelt.

Bevorzugt umfasst die Erkundung des voreilenden geologischen Vorhersagesystems im Schritt S1 die folgenden Schritte:

  • a. Voreilendes horizontales Bohren: bei der Konstruktion sind an jedem Schnitt der Tunnelfläche 4 Erkundungslöcher vorgesehen, wobei aus einem Loch der Gesteinkern herausgenommen wird, und wobei für 15 m die Erkundungslöcher einen Zyklus bilden, und wobei die Länge eines einzelnen Lochs 20 m beträgt, und wobei die Überlappungslänge zwischen benachbarten Erkundungslöchern 5 m beträgt;
  • b. Geologischer Radar: auf der Tunnelfläche sind 5 Linien angeordnet, wobei jede 15 m einen Zyklus ausbilden, und wobei die Erkundungstiefe 20 m beträgt, und wobei die Überlappungslänge zwischen zwei benachbarten Erkundungslöchern 5 m beträgt;
  • c: Infrarot-Wassererkundung: auf der Tunnelfläche sind 20 Punkte angeordnet, wobei jede 20 m einen Zyklus ausbilden, und wobei die Erkundungstiefe 25 m beträgt, und wobei die Überlappungslänge zwischen zwei benachbarten Erkundungslöchern 5 m beträgt.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Bauverfahren der Konsolenbaggermaschine für die stark karstigen wasserreichen städtischen flach begrabenen Tunnel, welche folgende Vorteile hat: mittels einer Konsolenbaggermaschine wird ein Ausgraben durch Schichtenabtrennen der Gesteinschicht durchgeführt, dabei besteht ein relativ kleiner Einfluss auf die Umgebung, um die Sicherheit und die Qualität des Baus zu verbessern, gleichzeitig wird die Baueffizienz verbessert, und die Baukosten werden reduziert.

Figurenliste

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schneidemethode einer Baggermaschine gemäß dem Bauverfahren der Konsolenbaggermaschine für die stark karstigen wasserreichen städtischen flach begrabenen Tunnel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt ein Umwandlungsdiagramm der Bauschritte einer Baggermaschine gemäß dem Bauverfahren der Konsolenbaggermaschine für die stark karstigen wasserreichen städtischen flach begrabenen Tunnel der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Im Zusammenhang mit Figuren in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die technischen Lösungen in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Folgenden klar und vollständig erläutert. Offensichtlich sind die erläuterten Ausführungsformen nicht alle Ausführungsformen, sondern lediglich ein Teil von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Alle anderen Ausführungsformen, die durch den Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet auf der Grundlage der Ausführungsformen in der vorliegenden Erfindung ohne kreative Arbeiten erhalten werden, sollen als vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung angesehen werden.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Bauverfahren der Konsolenbaggermaschine für die stark karstigen wasserreichen städtischen flach begrabenen Tunnel zur Verfügung, umfassend folgende Schritte:

  • S1: Messen und Positionieren der Aushubtunnelfläche und geologische Erkundung unter Verwendung eines voreilenden geologischen Vorhersagesystems;
  • S2: Ausbaggern des Gesteins mittels einer Konsolenbaggermaschine und der Schneidezähne darauf und Durchführen einer primären Endladung der Schlackensteine mittels einer eigenen Schlackenablassvorrichtung der Baggermaschine;
  • S3: Wenn die Schlackenstein sich zu einer gewissen Menge ansammeln, wird eine Ladung hinter der Baggermaschine mittels einer Aushubmaschine durchgeführt, wobei mittels eines Transporter oder eines Gurtförderer die Schlackensteine ins Innere eines Sammeltrichters des Schachts gefördert und dann durch den Trichter oder andere vertikale Fördervorrichtungen zum Boden gehoben werden;
  • S4: Nachdem die Baggermaschine einen Ausschachtungszyklus abschloss, wird sie für eine bestimmte Strecke hinter der Tunnelfläche zurückgezogen, dann werden die Ankerstange verwendet und die Stahlträger errichtet;
  • S5: Durchführen der Konstruktion einer initialen Auskleidung des Spritzbetons, Abdichten der ausgegrabenen Gesteinfläche, um die anfängliche Unterstützung zu vervollständigen;
  • S6: Durchführen der Gießkonstruktion des sekundär auskleidenden Betons, um einen Formtunnel auszubilden.

Mit den obigen Schritten wird mittels einer Konsolenbaggermaschine ein Ausgraben durch Schichtenabtrennen der Gesteinschicht durchgeführt, dabei besteht ein relativ kleiner Einfluss auf die Umgebung, um die Sicherheit und die Qualität des Baus zu verbessern, gleichzeitig wird die Baueffizienz verbessert, und die Baukosten werden reduziert.

Vor dem Schritt S2 wird ein voreilendes Bohren oder eine geologische Bohrung durchgeführt, um es erkunden, ob in einem bestimmten Bereich vor der Tunnelfläche eine Karsthöhle vorhanden ist, wobei bei einem positiven Ergebnis die Stelle und die Größe der Karsthöhle festgestellt werden, eine Drainage und ein Verstopfen und Füllen durch Eingießen durchgeführt werden und danach ein Ausgraben durchgeführt wird, und wobei bei einem negativen Ergebnis eine Ausgrabung unmittelbar durchgeführt wird.

In Hinsicht auf die Auswahl des Modells der Baggermaschine kann das Modell der Baggermaschine anhand der Parameter wie der gesamten Schnitthöhe, der Breite und der Gesteinhärte festgestellt werden, z.B.: die gesamte Schnitthöhe beträgt 5,73 m, die Breite 6,62 m und die Gesteinhärte 30MPa bis 60MPa, anhand der Parameter kann eine Baggermaschine mit der Modellnummer EBZ260 ausgewählt werden.

Beim Ausgraben kann ein Verfahren des Abschneidens mittels einer Konsolenbaggermaschine verwendet werden, nachdem die Konsolenbaggermaschine die richtige Position erreicht, wird es angefangen, vom Bodenabschnitt der Tunnelfläche eine Rille horizontal auszuschneiden, die Baggermaschine wird nach vorne bewegt und erreicht erneut die richtige Position, danach führt der Schneidkopf ein von unten nach oben und von links nach rechts zirkulierend verlaufendes Schneiden durch, beim Schneiden laden die Rechenklinken des Schaufelblattsabschnitts gleichzeitig die abgeschnittenen Schlacken in einen ersten Transportförderer ein, dann werden sich vom ersten Transportförderer an einen zweiten Transportförderer übertragen, der zweite Transportförderer lädt die Schlacken unmittelbar in ein Schlackenablassfahrzeug ein und fördert sie aus der Höhle, nach dem Beenden der Ausgrabung vom Bodenabschnitt zum Kopfabschnitt wird ein sekundäres Trimmen durchgeführt, um einen genauen Gestaltungsschnitt zu erzielen. Wenn lokal harte Gesteine mit einer Härte von mehr als 100 MPa bestehen, können weiche Gesteine in der Umgebung zuerst ausgegraben werden, so dass große Blöcke der Gesteine abfallen, um die Ausbaggerschwierigkeit und die Verbrauchsmenge der Schneidezähne zu verringern. Die Konsolenbaggermaschine verwendet ein Schneideverfahren, dass das Abschneiden zuerst mit dem Bodenabschnitt anfängt und die oberhalb befindlichen Teile mit einer Schneideroute, welche sich S-förmig oder Z-förmig von links nach rechts zirkulierend nach oben verläuft, stufenweise abgeschnitten werden.

Wie in 1 dargestellt, können in der tatsächlichen Anwendung harte Gesteine mittels eines nach rechts rotierenden Schneidkopfs abgeschnitten werden, zuerst wird ein Gestein von rechts nach links vom Bodenabschnitt geschnitten, dann wird das Gestein von links nach rechts von unten nach oben oder von rechts nach links von oben nach unten schrittweise geschnitten, bei einem Gestein mit besser entwickelten Gelenken soll das Gestein entlang der Gelenkrichtung des Gesteins schrittweise geschnitten werden.

Für die Gesteine verschiedener Härten können verschiedene Schneidezähne gefertigt werden, und die Schneidezähne werden angemessen spiralförmig verteilt, um eine bessere Schneidefähigkeit und eine Selbstreinigungsfunktion der Maschine sicherzustellen, nach tatsächlichen Arbeitszustandbedingungen kann ein optimaler Schneidkopf ausgewählt werden, um die Baueffizienz zu verbessern. Wenn lokal ein hartes Gestein besteht, kann ein Schneidkopf mit einem kleinen Durchmesser ausgewählt werden, welcher eine große Schneidekraft und eine bessere Fähigkeit zum Brechen der Gesteine hat, um die Ausbaggerschwierigkeit und die Verbrauchsmenge der Schneidezähne zu verringern.

Im Baggerprozess soll eine Überbagger- und Unterbaggerkontrolle für die Konsolenbaggermaschine durchgeführt werden. Da der Tunnelbau eine komplexe Umgebung hat, wird ein Bauverfahren mittels der Baggermaschine mit einem Ausbaggern ohne Explosion verwendet. Während des Ausbaggerprozesses der Baggermaschine kann die Maschine nicht für ganze Zeit zur Messung angeordnet sein, deshalb soll die Ausbaggerrichtung geführt werden, dazu kann an einem vorläufig abgeschlossenen Teil des Tunnels ein Laser-Zeigegerät installiert sein, vor dem Ausbaggern wird die Richtung des Laser-Zeigegeräts eingestellt, so dass der Laser auf die Tunnelfläche gestrahlt wird, um das Ausbaggern zu führen, gleichzeitig wird der Abstand des Laser-Zeigegeräts zur Tunnelfläche anhand der linearen Form des Tunnels angemessen eingestellt, mit dem obigen Verfahren können Überbaggern und Unterbaggern besser kontrolliert werden, um ein Spritzen der gemischten Materialien zu verringern, gleichzeitig werden die Kosten gespart, dadurch wird eine Anweisungsfunktion für die Kontrolle des Ausbaggerns des Tunnels erreicht.

Um im Schritt S3 die Bauumgebung in der Höhle zu verbessern und die Arbeitsintensität zu reduzieren, sind am Hinterteil der Baggermaschine eine kleine Aushubmaschine und ein Kipper angeordnet, die beim Entladen der Schlacken mit der Baggermaschine zusammenwirken. Die Baggermaschine lädt die abgeschnittenen Schlacken durch die Rechenklinken auf das Förderband und überträgt sie zum Schwanzabschnitt der Baggermaschine, die Aushubsmaschine fördert die Schlacken zum Kipper, um sie nach außen zu fördern, dadurch wird dem Ausgraben durch die Baggermaschine rechtzeitig eine Baustelle geboten.

Nach Trimmen für die Kontur der Tunnelfläche im Schritt S4 soll eine Aufrichtungsarbeit mittels eines selbst gefertigten Initialstützständers für die ausgegrabenen Teile durchgeführt werden, der selbst gefertigte primäre Ständer hat einen Länge von 6m, eine Breite von 5m und eine Höhe von 5m und ist mit l18 T-Stahl hergestellt, dabei bestehen eine obere Arbeitsfläche und eine untere Arbeitsfläche, vor dem Ausbaggern wird zuerst der Ständers mittels der Baggermaschine zum Hinterteil der ausgegrabenen Arbeitsfläche geschoben, nach fertigem Ausheben der Tunnelfläche wird die Baggermaschine zurückgezogen, gleichzeitig wird der Ständer mittels der Baggermaschine zur Arbeitsfläche des Ständers geschoben, nach Sicherstellen der Stabilität des Ständers wird die Baggermaschine zurückgezogen.

Wie in 2 dargestellt, hat die Baggermaschine eine relativ große Größe und kann gerade im Tunnel laufen. Wenn nach fertigem Ausheben einer Tunnelfläche die Baggermaschine noch auf der Tunnelfläche bleibt, kann die erwartete Arbeitswirkung der Baggermaschine nicht erreicht werden, gleichzeitig werden die Aufrichtung und das Betonspritzen der Tunnelfläche schwerwiegend beeinträchtigt, aufgrund dessen kann eine angemessene Umwandlung zwischen den jeweiligen Arbeitsschritten im Tunnel durchgeführt werden, um den Baufortschritt und eine vollständige Verwendung der Baggermaschine zu gewährleisten und die Arbeitseffizienz der Baggermaschine völlig zu entfalten, gleichzeitig soll in diesem Prozess ein Wert auf die Wartungsarbeiten der Baggermaschine gelegt werden, um es zu vermeiden, dass eine mechanische Beschädigung zu unnötiger Zeitverschwendung führt, die konkrete Realisierungsmethode ist wie folgt: Zwei Baggermaschine werden jeweils an einer linken Mittenposition und einer rechten Mittenposition angeordnet, um ein Ausbaggern durchzuführen. Nach fertigem Ausbaggern durch die Baggermaschine schiebt die Baggermaschine den Initialstützständer zur richtigen Position, danach kehrt die Baggermaschine zurück zum Querdurchgang und dreht sich um und tritt jeweils in die linke Erstreckung und rechte Erstreckung ein, um ein Ausbaggern durchzuführen, gleichzeitig werden Aufrichtungs- und Betonspritzarbeiten an der linken Mittenposition und rechten Mittenposition durchgeführt, um es im Wesentlichen sicherzustellen, dass in der Zeitdauer für Aufrichten und Betonspritzen die Baggermaschine eine andere Tunnelfläche fertig ausbaggern kann, um eine Verkoppelung zwischen den jeweiligen Arbeitsschritten im Tunnel zu gewährleisten. Wenn die Ausbaggerabstand des umgekehrten Gewölbes einer Tunnelfläche die einschlägigen Anforderungen erfüllt, tritt die Baggermaschine nach fertigem Ausbaggern einer Tunnelfläche in eine andere Tunnelfläche ein, um ein Ausbaggern des umgekehrten Gewölbes durchzuführen. Wenn die andere Tunnelfläche die Anforderungen auch erfüllt, wird eine gleiche Methode für die wechselnde Arbeit verwendet.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei der Vertiefungskonstruktion im Ausgrabungsprozess der Baggermaschine im Schritt S2 eine Bodenüberwachung ständig angeordnet, um die Daten zu überwachen und eine dynamische Rückkoppelung durchzuführen, wobei die Ausgrabungslänge von jedem Ausschachtungszyklus gesteuert wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird im Schritt S2 im Bauprozess der Baggermaschine eine Belüftungs- und Absaugentstaubungsbedienung durchgeführt, wobei es sich bei der Belüftung um eine Einpressbelüftung und bei der Absaugung um eine Absaugung mittels einer Entstaubungsmaschine handelt, Da die Konsolenbaggermaschine im Ausbaggerprozess eine große Menge an Staub produziert, wird der Staub bei Verwendung einer herkömmlichen Einpressbelüftung in den Tunnel geblasen. Im Ausbaggerprozess der Baggermaschine befindet sich das Innere des Tunnels immer in einem Zustand mit hoher Staubkonzentration. Um es sicherzustellen, dass im Bauprozess des Tunnels der Staub die Mitarbeiter nicht befällt und im Tunnel eine gute Bauumgebung besteht, können die Anforderungen an die Bauarbeitsumgebung durch die Sprühvorrichtung am Schneidkopf der Baggermaschine nicht erfüllt werden, im Ausbaggerprozess der Konsolenbaggermaschine sollen wirksame Maßnahmen für die Staubkonzentration getroffen werden, z.B. wird ein 22KW Entstaubungslüfter hinter der Baggermaschine hinzugefügt, dabei ändert sich die ursprüngliche Einpressbelüftung zu einer Kombination von Einpressbelüftung und Aussaugbelüftung. Die Anordnungsposition des Entstaubungslüfters wird wie folgt festgestellt:

Im Tunnel kann der Entstaubungslüfter durch die Ansaugöffnung eine große Menge an schmutziger Luft absorbieren, filtert durch eine eigene interne Entstaubungsvorrichtung den Staub in schmutziger Luft und lässt die frische Luft ab, um ein Abfangen für den Staub im Tunnel zu realisieren. Die starke Luftströmung in der Ansaugöffnung des Entstaubungslüfters wird eine lokale Unterdruckzone in der Umgebung ausbilden. Das Vorhandensein der lokalen Unterdruckzone spielt eine wichtige Rolle im Zusammenfluss der schmutzigen Luft, der wirksame Ansaughub des Zusammenflusses durch die Ansaugöffnung wird wie folgt berechnet: Le=3S,embedded imageunter der Annahme, dass die Schnittfläche des Tunnels 38 m2 beträgt, kann ein wirksamer Ansaughub des Entstaubungslüfters von etwa 18,6 m erzielt werden. In der tatsächlichen Lüftungskonstruktion beträgt die Menge an eingepresster Frischluft 6-8 m/s, der Durchmesser der Ansaugöffnung beträgt 1,2 m, die Luftgeschwindigkeit des Einpresseinlasses beträgt etwa 6 m/s, während der Durchfluss der Ansaugöffnung des Entstaubungslüfters 4 m/s, der Durchmesser der Ansaugöffnung 0,6 m und Luftströmungsgeschwindigkeit der Ansaugöffnung 14,1 m/s beträgt. Die Wirkung des lokalen Unterdruckes ist sehr offensichtlich.

Das ist auch die Grundlage des Zusammenströmens des Entstaubungslüfters. Um den Staub möglichst innerhalb einer möglichst kleinen Tunnelzone zu kontrollieren, soll es nur gewährleistet werden, dass der wirksame Ansaughub den Schwanzabschnitt des Maschinenkörpers abdecken kann. Aufgrund dessen besteht eine bessere Auswirkung, wenn der Entstaubungslüfter an einer Position von etwa 18 m hinter der Konsolenbaggermaschine angeordnet ist. Mit einer einstellenden Berechnung nach der tatsächlichen Situation kann es festgestellt werden, dass der Luftdruck des Tunnellüfters 1,5-fach wie der Luftdruck des Entstaubungslüfters beträgt, darüber hinaus kann eine optimale Entstaubungswirkung erreicht werden, wenn der Entstaubungslüfter an einer Position mit einer Entfernung von 30 m weit von der Tunnelfläche angebracht wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Erkundung des voreilenden geologischen Vorhersagesystems im Schritt S1 die folgenden Schritte:

  • a. Voreilendes horizontales Bohren: bei der Konstruktion sind an jedem Schnitt der Tunnelfläche 4 Erkundungslöcher vorgesehen, wobei aus einem Loch der Gesteinkern herausgenommen wird, und wobei für 15 m die Erkundungslöcher einen Zyklus bilden, und wobei die Länge eines einzelnen Lochs 20 m beträgt, und wobei die Überlappungslänge zwischen benachbarten Erkundungslöchern 5 m beträgt;
  • b. Geologischer Radar: auf der Tunnelfläche sind 5 Linien angeordnet, wobei jede 15 m einen Zyklus ausbilden, und wobei die Erkundungstiefe 20 m beträgt, und wobei die Überlappungslänge zwischen zwei benachbarten Erkundungslöchern 5 m beträgt;
  • c: Infrarot-Wassererkundung: auf der Tunnelfläche sind 20 Punkte angeordnet, wobei jede 20 m einen Zyklus ausbilden, und wobei die Erkundungstiefe 25 m beträgt, und wobei die Überlappungslänge zwischen zwei benachbarten Erkundungslöchern 5 m beträgt.

Da der Tunnel sich in Gebiet mit hohem Karst und hohem Wassergehalt befindet, ist die Schwierigkeit im Ausbaggerprozess höher im Vergleich zu gewöhnlichen Gebieten, dabei soll im Zusammenhang mit dem Ergebnis des voreilenden geologischen Vorhersagesystems ein angemessenes Schneidverfahren festgestellt werden. Anhand der Erkundungsergebnisse ist beim Ausbaggern der Strecken, bei denen die Erkundungsergebnisse vor der Tunnelfläche abnormal sind, in der Regel ein Ausbaggerverfahren wie folgt verwendet: von der abnormalen Position wird ein kleines Loch gebohrt, dann wird das Loch spiralförmig von einem Kreis nach einem anderen nach außen erweitert, um es sicherzustellen, dass im Ausbaggerprozess eine Störung für die vorderen einschließenden Gesteine möglichst verringert wird, dadurch werden unvorhersehbare Sprudeln des Schlamms und Wassers und andere Unfällen verhindert.

Die vorliegende Erfindung hat einen breiten Einsatzbereich und ist anwendbar für die Baustrecken mit relativ komplexen Bauumgebungen und größeren Sicherheitsrisiken, z.B. dabei gehen die Strecken oder Tunnel seitlich oder unterhalb durch die Gebäude, Flüsse oder Straßen usw. hindurch, sowie ähnliche Tunnelprojekte, bei denen aus verschiedenen Gründen ein sprengendes Baggern nicht verwendet werden können.

Die vorliegende Erfindung hat folgende Vorteile:

  1. 1. Die Konsolenbaggermaschine wird als Werkzeug zum Ausbaggern des Gesteins verwendet, um den Tunnel auszubaggern, im Vergleich zum bohrenden sprengenden Verfahren besteht ein höherer Mechanisierungsgrad, und die Störung für die Bodenschicht ist minimal.
  2. 2. Das Ausbaggern durch die Konsolenbaggermaschine und das Anbringen der Ankerstange, das Spritzen des Betons, das Anordnen und Überlappen des Stahlträger (Gewölbes) werden nacheinander durchgeführt, um das Ausheben des Tunnels und die initiales Stützung abzuschließen.
  3. 3. Das Ausbaggern durch die Konsolenbaggermaschine und das geologische Vorhersagen werden miteinander kombiniert, durch voreilende Erkundung und physikalische Erkundungsmethode wird die vorne befindliche geologische Bedingung festgestellt, um eine vorzeitige Bearbeitung und der Bau der Karsthöhle zu unterstützen.
  4. 4. Mit einer mobilen laserorientierten Positioniertechnik der Tunnelfläche wird die Genauigkeit der Position der Tunnelfläche sichergestellt.
  5. 5. Die Überwachung vor Ort wird eng kombiniert, die Baugeschwindigkeit der Baggermaschine wird dynamisch eingestellt, um die Sicherheit der Gebäude in der Umgebung sicherzustellen.

Der vorstehende Inhalt ist eine detaillierte Erläuterung der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Alle unter technischer Essenz der vorliegenden Erfindung ausgeführten geringe Änderungen, äquivalenten Ersetzen und Verbesserungen der obigen Ausführungsformen sollen als vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung gedeckt angesehen werden.