所述主轴承系统123与前盾104之间设置有轴向伸缩滑道系统124，轴向伸缩滑道系统124与前盾104之间设置有球铰系统125。在盾构机转弯时若要更换刀盘101上的刀具，刀盘101相对中盾201绕隧道轴线偏转的同时，在轴向伸缩滑道系统124的作用下，控制伸缩铰接油缸105以伸缩铰接油缸支撑架106作为支点，带动主驱动系统102和刀盘101向后回缩，为正面刀具更换提供安装空间。所述伸缩铰接油缸105沿周向分布为上、下、左、右、左上、左下、右上、右下8组，各组伸缩铰接油缸105独立控制，进而能够控制主驱动系统带动刀盘进行姿态调整。

在弧形区域刀具需要更换时，通过控制周向布置的伸缩铰接油缸105中油缸的伸缩状态，在球铰系统125的作用下继而带动刀盘101对弧形区域进行摆动超挖，为刀具更换提供安装空间。所述主动铰接油缸205沿周向分布为上、下、左、右、左上、左下、右上、右下8组，各组主动铰接油缸205独立控制，进而能够控制前盾和中盾相对转动。使本发明同时具备伸缩摆动和主动铰接功能，既可以实现刀盘的前后伸缩和摆动超挖功能，又具备小曲线转弯的开挖功能，且两种动作不相互干扰。

本发明的工作流程如下：

在掘进过程中随着推进油缸203的向前推进，盾构机利用安装在Zui前面的刀盘101，将正面土体切削下来进入刀盘101后面的土仓内，并使仓内具有适当压力与开挖面水土压力平衡，以减少盾构推进对地层土体的扰动，从而控制地表沉降。之后通过安装在土仓下部的渣土运输装置连续的将土渣排出。当地层掘进完成之后，为了保证隧道不塌陷，通过管片拼装机将已制作完成的管片组合安装在隧道表面，继而形成稳定、安全的隧道施工环境。

本发明提出了同时具备前后伸缩、摆动超挖功能和主动铰接小转弯功能的盾构机设计，两种功能既能独立完成各自的动作，又能相互配合完成小转弯掘进过程中的刀盘伸缩摆动超挖，且两种动作不相互干扰。其具体功能实现流程如下：

如图1和图3所示，主驱动系统102驱动刀盘101切削掌子面，渣土通过螺旋输送机或泥浆循环系统排出，推进油缸203通过尾部管片的反作用力，直接作用于中盾201上，中盾201和前盾104通过主动铰接油缸205传递作用力。主驱动系统102安装在前盾104上，刀盘101固定在主驱动系统102上，推进油缸203通过中间传递过程，Zui后推动刀盘101向前掘进；当完成一个推进过程之后，通过管片拼装机将已制作完成的管片组合安装在隧道表面，如此反复，实现盾构机在隧道中的掘进。

当刀盘101上切削刀具磨损之后需要换刀时，通过控制伸缩摆动铰接系统1周向布置的伸缩摆动铰接油缸105的伸缩状态，使得刀盘101向掘进反方向回缩或对弧形区域进行摆动超挖，为磨损区域刀具的更换提供安装空间。当需要小转弯掘进时，通过控制主动铰接系统2周向布置的主动铰接油缸205的伸缩状态，使得前盾相对于中盾有一个偏转角度，实现小转弯掘进的目的。

本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

随着我国西部大开发战略的实施，交通基建设施得到了迅速发展。西部地区黄土地层分布广泛，随着交通网不断完善，越来越多的隧道需要在黄土地层中修建。目前黄土隧道施工多参照软岩隧道施工方法进行，常常采用台阶法、预留核心土环形开挖法、cd法和crd法等，虽然这些方法可以保障黄土隧道正常施工，但是这些方法都没有考虑到黄土的特殊性，导致施工效率较低；黄土具有明显的浸水湿陷性，如果能在施工中充分考虑这一特性，将可以大大提高施工效率。

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技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种黄土隧道施工方法及单进尺施工中两种作业面结构，能够充分利用黄土浸水湿陷这一特性，并通过隔离结构和支撑结构控制其浸水湿陷范围，以提高施工效率，具有高效、安全和可控性强的特点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种黄土隧道施工方法，包括以下步骤：

步骤1：确定开挖面轮廓线；确定一个进尺的长度为5m～15m，进行当前进尺的施工；

步骤2：沿开挖面轮廓线，以1°～5°的外插角向黄土围岩中打入一圈带注浆孔7的钢管1，钢管1之间相互紧贴，围成钢管圈层6；

步骤3：通过注浆设备经钢管1向围岩进行注浆，由钢管圈层6和注浆体8构成止水层9；

步骤4：在掌子面上开挖3～5个注水孔2；此时一阶段施工完毕，转而进行二阶段施工；在二阶段施工中，先对注水孔2进行注水，使得黄土浸水软化；

步骤5：采用悬臂掘进机沿止水层9的内壁对轮廓面进行开挖；

步骤6：开挖断面成型后，在钢管圈层6的内圈喷射一层混凝土层3，通过防水板在混凝土层内圈设置防水层4；

步骤7：防水层4设置完毕后，在防水层4内壁施做二次衬砌5，并施做隧道附属设施；

步骤8：当一个施工进尺完成后，重复步骤2到7，进行下一个进尺的施工，直到隧道贯通。

所述注水孔2的长度比钢管1的长度小1.5～2.5米；所述钢管1大于注水孔的长度部分作为当前进尺和下一进尺的搭接长度。

所述混凝土层3的厚度为3～7cm。

所述钢管1的长度为8～12米，直径为3～5cm，壁厚为0.5～0.8cm。

所述钢管1上相对的两侧各设有一排注浆孔7，所述注浆孔7的直径为1～3cm，注浆孔7之间的间隔为5～10cm。

一种黄土隧道施工中单进尺一阶段施工结束的作业面结构，包括止水层9，所述止水层9内部的土体中设有若干个注水孔2。

所述止水层9包括钢管圈层6和注浆体8；所述钢管圈层6由钢管1之间相互紧贴围成。

所述钢管1以1°～5°的外插角打入黄土围岩。

所述钢管1的长度为8～12米，直径为3～5cm，壁厚为0.5～0.8cm。

所述钢管1上相对的两侧各设有一排注浆孔7。

所述注浆孔7的直径为1～3cm，注浆孔7之间的间隔为5～10cm。

一种黄土隧道施工中单进尺二阶段施工结束的作业面结构，包括止水层9，止水层9的内圈设有混凝土层3，混凝土层3的内侧敷设有防水层4，防水层4的内侧施做有二次衬砌5。

止水层9包括钢管圈层6和注浆体8；所述钢管圈层6由钢管1之间相互紧贴围成。