发明创造名称：一种地铁穿越下软上硬软土地层控制盾构上浮的施工方法
外观设计名称：
决定号：195301
决定日：2019-11-12
委内编号：1F269397
优先权日：
申请（专利）号：201610370293.1
申请日：2016-05-27
复审请求人：宁波市交通规划设计研究院有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：张冰华
合议组组长：严律
参审员：李全晓
国际分类号：E21D11/08(2006.01);E21D9/00(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果请求保护的技术方案相对于现有技术公开的内容具有区别技术特征，但是该区别技术特征是本领域的公知常识，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201610370293.1，名称为“一种地铁穿越下软上硬软土地层控制盾构上浮的施工方法”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为宁波市交通规划设计研究院有限公司，申请日为2016年05月27日，公开日为2016年09月21日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年09月05日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定中引用的对比文件如下：
对比文件2：软土地层中盾构施工参数对管片上浮的影响研究，陈自海，《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》，C034-615，公开日2014年5月15日。
驳回决定所依据的文本为：2018年08月02日提交的权利要求第1-3项；申请日2016年05月27日提交的说明书第1-51段（第1-4页）、说明书附图图1-2（第1页）、说明书摘要以及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种地铁穿越下软上硬软土地层控制盾构上浮的施工方法，其特征在于在盾构推进过程中，同步进行如下控制：
1)向新开挖隧道和盾构壳体之间的缝隙中进行同步注浆,注入的浆液为密度大于盾构上部硬土层密度的硬性浆液；同步注浆过程控制参数包括注浆量和注浆压力控制，盾构推进过程中主要以注浆量为控制指标，注浆量设为建筑空隙体积的120％～140％；
2)增加千斤顶对盾构上部的作用力和减少千斤顶对盾构下部的作用力，以调整盾构壳体位置有利于维持盾构轴线设计行进轨迹；盾构沿设计行进轨迹推进过程中，控制参数需满足下述公式：
F1 F2＝F土1 F土2
F3 F4 F5 W盾＝0
F1D1-F土1D1 F3D2-F2D1 F土2D1＝0
式中：F1为千斤顶对盾头上半部的推力在盾头顶部的简化力，F2千斤顶对盾头下半部的推力在盾头底部的简化力，F3为盾构机体对机头弹性约束力，W盾为盾构本体重量，F4为盾体上部土层对盾体上浮的阻力，F5为盾体下部土层对盾体的向上浮力，F土1为开挖面土体对盾头上半部的反作用力在盾头顶部的简化力，F土2为开挖面土体对盾头下半部的反作用力在盾头底部的简化力，D1为盾头半径，D2为盾头水平方向的半宽；
盾构推进过程中推进速度控制在20mm/min以下。
2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于所述的盾构推进过程中连续监测盾体是否沿设计行进轨迹前进，当发现其产生偏离时，及时执行所述的2)，调整盾构壳体位置逐渐返到盾构轴线设计行进轨迹。
3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于所述的盾构推进过程中通过管片注浆孔进行二次注浆，并控制注浆压力和注浆量，减小管片上浮，控制管片安装质量和地铁纵向线位。”
驳回决定中认为，权利要求1与对比文件2的区别技术特征在于：（1）同步注浆过程控制参数还包括注浆量，盾构推进过程中主要以注浆量为控制指标，注浆量设为建筑空隙体积的120％～140％；盾构推进过程中推进速度控制在20mm/min以下；（2）同时调整千斤顶对盾构上下部的作用力；D1为盾头半径，D2为盾头水平方向的半宽；基于区别特征可确定本申请实际解决的技术问题是：如何对注浆过程和盾构推进速度进行控制；这些区别技术特征都是本领域的常规技术手段，因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性；权利要求2-3的附加技术特征或被对比文件2公开或为本领域的常规技术手段，也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年12月20日向国家知识产权局提出了复审请求，未对申请文件进行修改。
复审请求人认为：本申请D1、 D2的取值与对比文件2不同，是对比文件2的一半，F土1、F土2和F3均是关于D1和 D2的函数，那么控制参数需满足的公式便不再仅仅是公示变形而已，其本身所代表的需要控制参数就将完全不同，假设F土1=A1D1 B1D2 C1，代入公式后，等式两边分别除以2，得到的公式则与对比文件2不同；（2）本申请是一种地铁穿越下软上硬软土地层控制盾构上浮的施工方法，而对比文件2是盾构上浮抗浮措施 。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年01月02日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：在本申请所记载的技术方案中，并未定义F土1、F土2和F3与D1和D2的具体相关性，仅从力矩平衡的角度给出了公式F1D1-F土1D1 F3D2-F2D1 F土2D1＝0，与对比文件2披露的公式相比，仅仅是D1和D2的定义不同，对比文件2中的D1为盾头直径，D2为盾头水平方向的宽度，即均为本申请D1和D2的2倍关系，而这种倍数关系并未影响公式结构，即便如申请人所述F土1、F土2和F3均是关于D1和D2的函数，但是在本申请和对比文件2均对F土1、F土2和F3做出相同定义的基础上，对应的函数关系也仅是基于直径D1、宽D2或者半径D1、半宽D2展现出的公式变形，二者实质上不构成区别，无论用半径和半宽来展示函数关系还是用直径和整宽来展示函数关系，最终在表征相同参数时公式实质是相同的；另外申请人指出本申请是一种地铁穿越下软上硬软土地层控制盾构上浮的施工方法，而对比文件2是盾构上浮抗浮措施，然而对比文件2已经明确盾构上浮控制措施是针对盾构处于上硬下软的地层中，因此与本申请无差异；综上审查员认为申请人的意见陈述不具备说服力，因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年07月30日向复审请求人发出复审通知书，指出：（1）在本申请所记载的技术方案中，并未定义F土1、F土2和F3与D1和D2的具体相关性，仅从力矩平衡的角度给出了公式F1D1-F土1D1 F3D2-F2D1 F土2D1=0，与对比文件2披露的公式相比，仅仅是D1和D2的定义不同，对比文件2中的D1为盾头直径，D2为盾头水平方向的宽度，即均为本申请D1和D2的2倍关系，而这种倍数关系并未影响公式结构，即便如申请人所述F土1、F土2和F3均是关于D1和D2的函数，但是在本申请和对比文件2均对F土1、F土2和F3做出相同定义的基础上，对应的函数关系也仅是公式变形，二者实质上不构成区别，按照申请人在复审请求意见中的举例来说，假设F土1=A1D1 B1D2 C1，且D1和D2分别为半径和半宽，当以直径和整宽为参数进行表达时，为便于区别，令D1’和D2’分别表示直径和整宽，由于对比文件2和本申请对于F土1的定义相同，则相应表述变形为F土1=A1（D1’/2） B1（D2’/2） C1，F土2和F3同理，即无论用半径和半宽来展示函数关系还是用直径和整宽来展示函数关系，最终在表征相同参数时公式实质是相同的；（2）对比文件2已经明确盾构上浮控制措施是针对盾构处于上硬下软的地层中，因此也是一种地铁穿越下软上硬软土地层控制盾构上浮的施工方法，这与本申请并无差异。权利要求1-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人于2019年08月30日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。
复审请求人认为：（1）本申请D1、 D2的取值与对比文件2不同，是对比文件2的一半，F土1、F土2和F3均是关于D1和 D2的函数，那么控制参数需满足的公式便不再仅仅是公示变形而已，其本身所代表的需要控制参数就将完全不同，假设F土1=A1D1 B1D2 C1，代入公式后，等式两边分别除以2，得到的公式则与对比文件2不同；（2）对比文件2中存在多处错误之处：对比文件2中的力矩平衡公式是没有力矩点的物理意义的力矩平衡公式，第二段说明由于力矩不平衡，形成下部超挖，上部欠挖，出现盾构抬头上浮，实际是低头下浮，第三段说明浅埋段盾构推进难形成压力拱而发生上浮，实际上是浅埋段盾构推进过程中盾构头部前面上体会发生隆起，与盾构上浮没有关系。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
本复审请求审查决定所针对的审查文本为：2018年08月02日提交的权利要求第1-3项；申请日2016年05月27日提交的说明书第1-4页（第1-51段）、说明书附图第1页（图1-2）、说明书摘要以及摘要附图。
关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
2.1 关于独立权利要求1
权利要求1请求保护一种地铁穿越下软上硬软土地层控制盾构上浮的施工方法，对比文件2（软土地层中盾构施工参数对管片上浮的影响研究，陈自海，《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》，C034-615，2014年05月15日）是最接近的现有技术，其公开了一种软土地层中盾构施工参数对管片上浮的影响研究，涉及一种地铁穿越下软上硬软土地层控制盾构上浮的施工方法，并具体公开了以下技术特征（参见第65-69页）：
“在盾构推进过程中，同步进行如下控制：
1)给盾构壳体同步注密度大于上硬涂层容重的硬性浆液（即公开了“向新开挖隧道和盾构壳体之间的缝隙中进行同步注浆，注入的浆液为密度大于盾构上部硬土层密度的硬性浆液”）；同步注浆过程控制参数包括注浆压力控制；
2)增加F1或减少F2将盾构壳体位置逐渐调整至盾构设计轴线的位置，F1和F2分别对应千斤顶对盾头顶部和底部的简化推力（即公开了“增加千斤顶对盾构上部的作用力或减少千斤顶对盾构下部的作用力，以调整盾构壳体位置有利于维持盾构轴线设计行进轨迹”）；盾构沿设计行进轨迹推进过程中，控制参数需满足下述公式：
F1 F2=F土1 F土2
F3 F4 F5 W盾=0
F1D1-F土1D1 F3D2-F2D1 F土2D1=0
式中：F1和F2分别对应千斤顶对盾头顶部和底部的简化推力（即公开了“F1为千斤顶对盾头上半部的推力在盾头顶部的简化力，F2千斤顶对盾头下半部的推力在盾头底部的简化力”），F3为盾构机体对机头弹性约束力，W盾为盾构本体重量，F4为盾体上部土层对盾体上浮的阻力，F5为盾体下部土层对盾体的向上浮力，F土1为开挖面土体对盾头上半部的反作用力在盾头顶部的简化力，F土2为开挖面土体对盾头下半部的反作用力在盾头底部的简化力，D1为盾头直径，D2为盾头水平方向的宽度。”
由此可知，权利要求1请求保护的技术方案与对比文件2公开的内容相比，区别特征即：（1）同步注浆过程控制参数还包括注浆量，盾构推进过程中主要以注浆量为控制指标，注浆量设为建筑空隙体积的120％～140％；盾构推进过程中推进速度控制在20mm/min以下；（2）同时调整千斤顶对盾构上下部的作用力；控制参数公式中参数D1为盾头半径、D2为盾头水平方向的半宽。
基于区别特征可确定本申请实际解决的技术问题是：如何对注浆过程和盾构推进速度进行控制以及参数D1、 D2的选择。
对于区别特征（1），在本领域公知的盾构隧道上浮控制技术中，对于注浆量和盾构推进速度的设置是进行上浮控制的常规技术指标，如考虑到盾构推进过程中的纠偏、跑浆和注浆材料收缩等因素，而将注浆量设置为超过理论需要的100%的建筑空隙体积，再如在上浮段隧道掘进时宜适当降低盾构推进速度，以避免推进速度过快而使得建筑空隙无法及时填充而出现盾构上浮空间的问题。
对于区别特征（2），根据对比文件2的盾构参数控制公式可知，增加F1或减少F2均可将盾构壳体位置逐渐调整至盾构设计轴线的位置，因而根据实际需要在控制时对F1和F2均作相应调整仅为常规技术手段；根据对比文件2公开的力矩平衡公式，将D1和D2分别改为数值的一半未对公式本身造成任何影响，即仅为常规参数定义，且其技术效果是本领域普通技术人员所预期的。
可见，在对比文件2的基础上结合本领域的常规技术手段得出权利要求1请求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，因而权利要求1请求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，即不具备创造性。
2.2关于从属权利要求2
权利要求2为权利要求1的从属权利要求，附加技术特征为：所述的盾构推进过程中连续监测盾体是否沿设计行进轨迹前进，当发现其产生偏离时，及时执行所述的2)，调整盾构壳体位置逐渐返到盾构轴线设计行进轨迹。
然而对比文件2进一步公开了（参见第65-69页）：在盾构掘进过程中，适时、合理地调整盾构机姿态，调整盾构施工参数，如出现盾构抬头上浮，增加F1或减少F2将盾构壳体位置逐渐调整至盾构设计轴线的位置（即公开了“所述的盾构推进过程中监测盾体是否沿设计行进轨迹前进，当发现其产生偏离时，及时执行所述的2)，调整盾构壳体位置逐渐返到盾构轴线设计行进轨迹”）； 至于“连续”监测仅为本领域技术人员为了及时发现偏离现象而采取的常规技术手段。
因而在引用的权利要求不具备创造性的基础上，该权利要求也不具备创造性。
2.3关于从属权利要求3
权利要求3为权利要求1的从属权利要求，附加技术特征为：所述的盾构推进过程中通过管片注浆孔进行二次注浆，并控制注浆压力和注浆量，减小管片上浮，控制管片安装质量和地铁纵向线位。
然而在本领域公知的盾构隧道上浮控制技术中，进行控制注浆压力和注浆量的二次注浆是隔断泥水流失路径、填充管片与地层构筑间隙的常规抗浮手段，同时控制管片安装质量和地铁纵向线位是盾构施工的常规需求。
因而在引用的权利要求不具备创造性的基础上，该权利要求也不具备创造性。
对复审请求人相关意见的评述
复审请求人在2019年08月30日提交的意见陈述书认为：（1）本申请D1、 D2的取值与对比文件2不同，是对比文件2的一半，F土1、F土2和F3均是关于D1和 D2的函数，那么控制参数需满足的公式便不再仅仅是公示变形而已，其本身所代表的需要控制参数就将完全不同，假设F土1=A1D1 B1D2 C1，代入公式后，等式两边分别除以2，得到的公式则与对比文件2不同；（2）对比文件2中存在多处错误之处：对比文件2中的力矩平衡公式是没有力矩点的物理意义的力矩平衡公式，第二段说明由于力矩不平衡，形成下部超挖，上部欠挖，出现盾构抬头上浮，实际是低头下浮，第三段说明浅埋段盾构推进难形成压力拱而发生上浮，实际上是浅埋段盾构推进过程中盾构头部前面上体会发生隆起，与盾构上浮没有关系。
合议组认为：（1）虽然对比文件2中的力矩平衡公式中使用的是直径或宽而不是半径或半宽，但本领域技术人员可明确知道这是一个力矩平衡公式，而且对比文件2中对于F1、F2、F3、F土1以及F土2的定义与本申请相同，本领域技术人员在计算F1、F2、F3、F土1以及F土2时不会因为由于使用直径或半径、宽或半宽而计算错误，即该力矩平衡公式对于本领域技术人员来说是明确的，且进行这样的改变之后没有产生任何预料不到的技术效果；（2）对比文件2虽然对于某些原理性表述欠妥，但对于本领域技术人员来说对于盾构上浮的原因是明确的，对比文件2给出了具体的控制盾构上浮的施工方法，本领域技术人员在该启示下结合本领域的常规技术手段可以得到本申请的技术方案。
因此，合议组对复审请求人的上述主张不予支持。
基于上述理由，本案合议组依法作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年09月05日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
