适应多规格管片的盾构机.pdf

本发明公开了一种适应多规格管片的盾构机，包括由前到后依次设置的刀盘、前盾、中盾和尾盾，在中盾内侧设置有推进油缸，推进油缸的前端与前盾相连，所述尾盾包括尾盾盾体，在尾盾盾体后部内侧设置有加强环，加强环内侧设置有补充加强环，在尾盾盾体后端设置有止浆板，止浆板与尾盾盾体串联连接，在尾盾壳体内侧设置有金属支撑环，金属支撑环内侧设置有尾刷支撑环，尾刷支撑环上设置有盾尾刷。本发明适应多规格管片的盾构机可以在不改变原有盾构主机结构的基础上，通过简单改造盾构机主机尾盾，变换隧洞支护工艺，达到盾构主机适应另一种小直径管片盾构隧道施工的工艺及方法，其改造方案简单、操作简便、经济实用。

1.  一种适应多规格管片的盾构机，包括由前到后依次设置的刀盘（1）、前盾（2）、中盾（3）和尾盾，在中盾（3）内侧设置有推进油缸（7），推进油缸（7）的前端与前盾（2）相连，其特征在于：所述尾盾包括尾盾盾体（4），在尾盾盾体（4）后部内侧设置有加强环（9），加强环（9）内侧设置有补充加强环（11），在尾盾盾体（4）后端设置有止浆板（6），止浆板（6）与尾盾盾体（4）串联连接，在尾盾壳体内侧设置有金属支撑环（12），金属支撑环（12）内侧设置有尾刷支撑环（13），尾刷支撑环（13）上设置有盾尾刷（5）。

2.  根据权利要求1所述的适应多规格管片的盾构机，其特征在于：所述金属支撑环（12）由至少两个圆形钢环组成，两个圆形钢环分别以前后方式焊接在止浆板（6）内侧前后部。

3.  根据权利要求2所述的适应多规格管片的盾构机，其特征在于：所述尾刷支撑环（13）为金属环管，金属环管的宽度与尾盾的长度相适应，焊接在圆形钢环内侧。

4.  根据权利要求1所述的适应多规格管片的盾构机，其特征在于：所述补充加强环（11）的宽度与加强环（9）的宽度适应，焊接在加强环（9）内侧。

5.  根据权利要求1所述的适应多规格管片的盾构机，其特征在于使用方法如下：在适应直径为A的刀盘（1）开挖轮廓（14）与直径为C的管片（10）间隙之间注入加固浆液（15），满足盾构机适应多规格管片直径的要求。

6.  根据权利要求5所述的适应多规格管片的盾构机，其特征在于：所述加固浆液（15）为豆砾石浆液混合材料。

适应多规格管片的盾构机
技术领域
本发明属于隧道盾构机掘进施工技术领域，具体为一种在不改变原有盾构主机结构的基础上，通过简单改造尾盾，变换隧洞支护工艺，达到盾构主机适应另一种小直径管片盾构隧道施工的工艺及方法。
背景技术
目前在国内众多城市均在建设地铁，在地铁隧道施工工法中，大多数均采用盾构法施工。近年来随着盾构隧道项目不断增多，隧道盾构管片直径规格也越来越多。但同一台盾构设备仅能适应一种直径管片的隧道施工，盾构设备若在管片规格不同的城市施工，必须对盾构主机及后配套进行大范围的改造，造成了设备投入的增加，社会资源的浪费。
国内如深圳地铁大管片直径为φ6700，重庆/上海地铁的管片为φ6600，管片直径较为接近，但盾构设备从深圳地区适应φ6700规格的管片调用至重庆φ6600规格的管片就存在盾构适应性改造问题。按照常规盾构的改造方法，需将盾构刀盘、前、中、尾盾重新制作才能适应φ6600规格管片隧道施工要求，这样以来就伴随着设备改造成本、大型结构件运输风险的增加，改造工期的延长等缺点。因此，可针对不同的地质适应性设计一种对盾构主机尾盾简单改造即可适应另一种直径管片隧道施工的方案具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提供一种在不改变原有盾构主机结构的基础上，通过简单改造盾构机主机尾盾，变换隧洞支护工艺，达到盾构主机适应另一种小直径管片盾构隧道施工的工艺及方法，其改造方案简单、操作简便、经济实用。
本发明适应多规格管片的盾构机所采用的技术方案如下：
本发明适应多规格管片的盾构机，包括由前到后依次设置的刀盘、前盾、中盾和尾盾，在中盾内侧设置有推进油缸，推进油缸的前端与前盾相连，所述尾盾包括尾盾盾体，在尾盾盾体后部内侧设置有加强环，加强环内侧设置有补充加强环，在尾盾盾体后端设置有止浆板，止浆板与尾盾盾体串联连接，在尾盾后部内侧设置有金属支撑环，金属支撑环内侧设置有尾刷支撑环，尾刷支撑环上设置有盾尾刷。
作为本发明的优选方案，所述金属支撑环由至少两个圆形钢环组成，两个圆形钢环分别以前后方式焊接在止浆板内侧前后部。
作为本发明的优选方案，所述尾刷支撑环为金属环管，金属环管的宽度与盾尾的长度适应，金属环管焊接在圆形钢环内侧。
作为本发明的优选方案，所述补充加强环的宽度与加强环的宽度相适应，并焊接在加强环内侧。
作为本发明的优选方案，在补充加强环的前部内侧设置有倾斜状收敛口。
本发明适应多规格管片的盾构机，使用方法如下：适应直径为A的刀盘的开挖轮廓与直径为C的管片间隙之间注入加固浆液，满足盾构机适应多规格管片直径的要求。。
作为本发明的优选方案，所述加固浆液为豆砾石浆液混合材料。
本发明适应多规格管片的盾构机的优点是，在不改变原有盾构主机结构的基础上，通过简单改造盾构机主机尾盾，变换隧洞支护工艺，达到盾构主机适应另一种小直径管片盾构隧道施工的工艺及方法，其改造方案简单、操作简便、经济实用。
附图说明
图1为改造前适用φA管片盾构机的结构示意图。
图2为改造前适用φA管片盾构机尾盾的结构示意图。
图3为本发明适应多规格管片的盾构机，改造后适用φC管片盾构机，尾盾的结构示意图。
图4为采用本发明适应多规格管片的盾构机，所成型的隧道加固体示意图。
具体实施方式
本发明适应多规格管片的盾构机，包括由前到后依次设置的刀盘1、前盾2、中盾3和尾盾，在中盾3内侧设置有推进油缸7，推进油缸7的前端与前盾2相连。使用时，刀盘1在推进油缸7的作用前切割，管片拼装机随后在已掘出的隧道壁上拼装管片，拼装好的管片既起到稳定井壁的作用，同时又为刀盘1提供推进力，推进油缸7的活塞杆推压在拼装好的管片上，当活塞杆持续伸出时，推动前盾2和刀盘1继续向前掘进。
尾盾包括尾盾盾体4，在尾盾盾体4后部内侧设置有加强环9，加强环9内侧设置有补充加强环11，所述补充加强环11的宽度与加强环9的宽度相同，并焊接在加强环9内侧，在补充加强环11的前部内侧设置有倾斜状收敛口。由于补充加强环11设置在加强环9内侧使整体厚度增加，因此通过在补充加强环11的前部内侧设置倾斜状收敛口可以防止补充加强环与管片相摩擦，避免管片或补充加强环之前磨损的情况发生。
在尾盾盾体4后端设置有止浆板6，止浆板6与尾盾盾体4串联连接，在尾盾后部内侧设置有金属支撑环12，金属支撑环12内侧设置有尾刷支撑环13，尾刷支撑环13上设置有盾尾刷5。金属支撑环用来支撑尾刷支撑环，所述金属支撑环13由至少两个圆形钢环组成，两个圆形钢环分别以前后方式焊接在止浆板6内侧前后部。尾刷支撑环13用来支撑尾盾刷5，所述尾刷支撑环13为金属环管，金属环管的宽度与尾盾的长度相适应，金属环管焊接在圆形钢环内侧，且前端与加强环焊接连接。
以下结合本发明，对如何通过简单改造尾盾，变换隧洞支护工艺，从而将原有的适应φA管片直径的复合式盾构机，改造至另一种小直径管片即φC管片直径的盾构机的改造过程，作举例说明。
本发明适应条件为：1）盾构直径相对接近；2）改造后主要适应稳定地层；
如图1、2所示的是，改造前适应管片外径直径为φA管片8盾构机，其盾构机包括由前到后依次设置的刀盘、前盾、中盾和尾盾，在中盾内侧设置有推进油缸，推进油缸的前端与前盾相连，所述尾盾包括尾盾盾体，尾盾盾体的直径为φB，在尾盾盾体后部内侧设置有加强环，加强环内侧焊接有补充加强环，在尾盾盾体后端设置有止浆板，止浆板与尾盾盾体相串联连接，在尾盾后部内侧设置有金属支撑环，金属支撑环内侧设置有尾刷支撑环，尾刷支撑环上设置有盾尾刷，适应直径为φA管片8为隧道支护结构的隧道掘进施工；
当盾构机改造至隧道管片φC（φC<φA，且A与C较为接近）管片10项目施工时，刀盘1可根据实际项目地质情况做局部改造或不改造。前盾2、中盾3和推进油缸7等无需改造，尾盾需经过局部改造；
如图3所示的是改造后的尾盾结构示意图，改靠方法具体为：
首先将盾尾刷5、止浆板6去除，使尾盾仅剩余尾盾盾体和加强环；
然后在加强环内侧焊接补充加强环，在止浆板内侧焊接金属支撑环，金属支撑环内侧焊接尾刷支撑环；
最后在尾刷支撑环上焊接上新的盾尾刷，在尾盾盾体后端焊接上新的止浆板，并且止浆板与尾盾连接在一起。此时可适应的管片直径为C。
伴随刀盘1开挖直径相对φC管片10间隙增加，盾构机尾部需要注入更多的填充材料，会引起施工成本上升，同时由于地层原因，为避免φC管片10拼装后在注浆材料填充过程中因管片10变形过大，因此采用在刀盘1的开挖轮廓14与φC管片10间隙之间注入加固浆液进行隧道加固，所述加固浆液优选为豆砾石浆液混合材料。
如图4所示，采用本发明，最终形成的隧道加固材料为豆砾石浆液混合材料15与φC管片10的结合体。
以上结合附图对本发明的优选实施方式做了详细说明，但本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。