一種用於土壓平衡式盾構的全時推進系統結構的製作方法
2023-09-14 12:46:05
專利名稱：一種用於土壓平衡式盾構的全時推進系統結構的製作方法
技術領域：
本發明屬於隧道工程技術領域，特別涉及一種用於土壓平衡式盾構的全時推進系
統結構。
背景技術：
近年來，由於土壓平衡式盾構具有排土簡單、可靠性高、地層適應較廣、對環境的 影響小等特點，因此在國外被廣泛應用於城市地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程建設 中。目前，在我國土壓平衡式盾構的使用比例也是最高的。 推進系統是土壓平衡式盾構的關鍵組成部分，主要承擔著整個盾構的頂進任務。
推進系統工作性能的優劣直接決定隧道的工程質量與施工速度。現有盾構推進系統，為降
低非分區系統控制的複雜程度，通常將所有的推進液壓缸，分成四組或五組。
目前盾構施工時分兩步進行。第一步，掘進根據施工地質條件和隧道設計路線，
單獨控制每組液壓缸的壓力和速度，以實現盾構機左轉、右轉、抬頭、叩頭或直行掘進；第二
步，管片安裝盾構掘進一個管環長度後，停止推進系統的工作，在推進系統後方進行管片
安裝。這樣反覆循環進行兩步工作以實現盾構的向前掘進。
由於盾構施工中是分兩步循環進行，因此，這大大減低了施工的速度。
發明內容
本發明目的是為了解決盾構施工過程中由於掘進與管片安裝分步進行而降低施 工速度，通過有效控制與管片先對應的撐擋組，實現盾構全時推進，提供一種用於土壓平衡 式盾構的全時推進系統結構。其特徵在於全時推進系統結構包括N組推進千斤頂和N組 撐擋，第1組推進千斤頂的右端固接盾殼，第1組推進千斤頂左端與第1組撐擋鉸接，第1 組撐擋頂在第1塊B管片上；按逆時針方向(以從盾頭向盾殼的方向為參照，下同)，第2 組推進千斤頂的右端固接盾殼，第2組推進千斤頂左端與第2組撐擋鉸接，第2組撐擋頂在 第1塊A管片上；第3組推進千斤頂的右端固接盾殼，第3組推進千斤頂左端與第3組撐擋 鉸接，第3組撐擋頂在第2塊A管片上；依此順序，第N-2組推進千斤頂的右端固接盾殼，第 N-2組推進千斤頂左端與第N-2組撐擋鉸接，第N-2組撐擋頂在第N-3塊A管片上；第N_l 組推進千斤頂的右端固接盾殼，第N-1組推進千斤頂左端與第N-1組撐擋鉸接，第N-1組撐 擋頂在第2塊B管片上；第N組推進千斤頂的右端固接盾殼，第N組推進千斤頂左端與第N 組撐擋鉸接，第N組撐擋頂在K管片上； 同組撐擋的高度相等，N組撐擋的高度從第1組撐擋到第N組承擔等差遞增，第N 組撐擋高度與第1組撐擋高度之比的範圍為1. 5 2. 5。 分別頂在兩塊B管片上的各組的撐擋數量相同，頂在每塊A管片上的各組撐擋數 量也相同，頂在K管片的撐擋數最少，頂在每塊A管片上的的撐擋數最多。
所述N為6 24。 所述第一組推進千斤頂7至第N組推進千斤頂，在盾構施工時，各組推進千斤頂從
3第丄組至第N組依次縮回，待與之鉸接的撐擋組所頂的管片安裝上後，再伸出使撐擋頂在對 應管片上。 本發明的有益效果為，與現有技術相比較，土壓平衡式盾構全時推進系統結構採 用與千斤頂鉸接高度依次遞增的撐擋組，通過依次控制與每組撐擋對應的推進千斤頂組， 實現盾構邊掘進邊安裝管片的全時推進施工，解決目前盾構施工速度較慢的問題，適用於 土壓平衡式盾構。
圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為圖1A向剖視圖； 圖3為完成逆時針偏移安裝第1塊B管片掘進示意圖；
圖4為完成逆時針偏移安裝一個管片環掘進示意圖；；
圖5為完成順時針偏移安裝第1塊B管片掘進示意圖；
圖6為完成順時針偏移安裝一個管片環掘進示意圖。 圖中，l一第3組撐擋，2—第4組撐擋，3—K管片，4一第5組撐擋，5—第6組撐 擋，6—第1組撐擋，7—第1組推進千斤頂，8—盾殼，9一第2組撐擋，10—盾頭，ll一第 2塊B管片，12—第3塊A管片，13—第2塊A管片，14一第1塊A管片，15—第1塊B管 片，16—第6組推進千斤頂，17—第5組推進千斤頂，18—第2組推進千斤頂，19一第3組 推進千斤頂，20—第4組推進千斤頂。
具體實施例方式
下面結合實施例和附圖對本發明的技術方案作進一步描述。 如圖1和圖2所示，本實施例全時推進系統結構包括6組推進千斤頂和6組撐擋， 即第1組推進千斤頂7、第2組推進千斤頂18、第3組推進千斤頂19、第4組推進千斤頂20、 第5組推進千斤頂17、第6組推進千斤頂16以及第1組撐擋6、第2組撐擋9、第3組撐擋 1、第4組撐擋2、第5組撐擋4、第6組撐擋5 ;第1組推進千斤頂7的右端固接盾殼8，第1 組推進千斤頂7左端與第1組撐擋6鉸接，第1組撐擋6頂在第1塊B管片15上；第2組 推進千斤頂18的右端固接盾殼8，第2組推進千斤頂18左端與第2組撐擋9鉸接，第2組 撐擋9頂在第1塊A管片14上；第3組推進千斤頂19的右端固接盾殼8，第3組推進千斤 頂19左端與第3組撐擋1鉸接，第3組撐擋1頂在第2塊A管片上；第4組推進千斤頂20 的右端固接盾殼8，第4組推進千斤頂20左端與第4組撐擋2鉸接，第4組撐擋2頂在第3 塊A管片12上；第5組推進千斤頂17的右端固接盾殼8，第5組推進千斤頂17左端與第 5組撐擋4鉸接，第5組撐擋4頂在第2塊B管片11上；第6組推進千斤頂16的右端固接 盾殼8，第6組推進千斤頂16左端與第6組撐擋5鉸接，第6組撐擋5頂在K管片3上。
盾構掘進時，第1組推進千斤頂7右端頂在盾殼8上，左端頂在作用於第1塊B管 片15的第1組撐擋6 ;第2組推進千斤頂18右端頂在盾殼8上，左端頂在作用於第1塊A 管片14的第2組撐擋9 ;第3組推進千斤頂19右端頂在盾殼8上，左端頂在作用第2塊A 管片13的第3組撐擋1 ;第4組推進千斤頂20右端頂在盾殼8上，左端頂在作用於第3塊 A管片12的第4組撐擋2 ;第5組推進千斤頂17右端頂在盾殼8上，左端頂在作用於第2塊B管片11的第5組撐擋4 ;第6組推進千斤頂16右端頂在盾殼8上，左端頂在作用於K 管片3的第6組撐擋5 ;盾殼8帶動的盾頭10向前運動，實現整個盾構向前掘進。掘進一 段距離後，盾構繼續向前掘進的同時，頂在第1塊B管片15上的第l組撐擋6由對應的第 1組推進千斤頂7帶動回退，逆時針偏移一個角度安裝下一管環的第1塊B管片15，安裝後 第1組撐擋6由對應的第1組推進千斤頂7的帶動頂回在安裝後的第1塊B管片15上，如 圖3所示。 盾構繼續向前掘進的同時，各組千斤頂依次動作為回退第2組推進千斤頂18，安 裝第1塊A管片14，第2組撐擋9頂回在安裝後的第1塊A管片14上；回退第3組推進千 斤頂19，安裝第2塊A管片13，第3組撐擋1頂回在安裝後的第2塊A管片13上；回退第 4組推進千斤頂20，安裝第3塊A管片12，第4組撐擋2頂回在安裝後的第3塊A管片12 上；回退第5組推進千斤頂17，安裝第2塊B管片11 ，第5組撐擋4頂回在安裝後的第2塊 B管片11上；回退第6組推進千斤頂16，安裝K管片3，第6組撐擋5頂回在安裝後的K管 片3上；最後在盾構的向前掘進的同時完成逆時針轉動一角度的管環安裝，如圖4所示。
如圖5所示，盾構繼續向前掘進的同時，頂在第1塊B管片15上的第1組撐擋6 由對應的第1組推進千斤頂7帶動回退，順時針偏移一個角度安裝再下一管環的第1塊B 管片15，安裝後第1組撐擋6由對應的第1組推進千斤頂7的帶動頂回在安裝後的第1塊 B管片15上。 盾構繼續向前掘進的同時，各組千斤頂依次動作為回退第2組推進千斤頂18，安 裝第1塊A管片14，第2組撐擋9頂回在安裝後的第1塊A管片14上；回退第3組推進千 斤頂19，安裝第2塊A管片13，第3組撐擋1頂回在安裝後的第2塊A管片13上；回退第 4組推進千斤頂20，安裝第3塊A管片12，第4組撐擋2頂回在安裝後的第3塊A管片12 上；回退第5組推進千斤頂17，安裝第2塊B管片11，第5組撐擋4頂回在安裝後的第2塊 B管片11上；回退第6組推進千斤頂16，安裝K管片3，第6組撐擋5頂回在安裝後的K管 片3上；最後如圖6所示在盾構向前掘進的同時完成順時針轉動一角度的管環安裝施工。
本發明適用於土壓平衡式盾構。
權利要求
一種用於土壓平衡式盾構的全時推進系統結構，其特徵在於全時推進系統結構包括N組推進千斤頂和N組撐擋，第1組推進千斤頂的右端固接盾殼，第1組推進千斤頂左端與第1組撐擋鉸接，第1組撐擋頂在第1塊B管片上；按逆時針方向，第2組推進千斤頂的右端固接盾殼，第2組推進千斤頂左端與第2組撐擋鉸接，第2組撐擋頂在第1塊A管片上；第3組推進千斤頂的右端固接盾殼，第3組推進千斤頂左端與第3組撐擋鉸接，第3組撐擋頂在第2塊A管片上；依此順序，第N-2組推進千斤頂的右端固接盾殼，第N-2組推進千斤頂左端與第N-2組撐擋鉸接，第N-2組撐擋頂在第N-3塊A管片上；第N-1組推進千斤頂的右端固接盾殼，第N-1組推進千斤頂左端與第N-1組撐擋鉸接，第N-1組撐擋頂在第2塊B管片上；第N組推進千斤頂的右端固接盾殼，第N組推進千斤頂左端與第N組撐擋鉸接，第N組撐擋頂在K管片上；同組撐擋的高度相等，N組撐擋的高度從第1組撐擋到第N組承擔等差遞增，第N組撐擋高度與第1組撐擋高度之比的範圍為1.5～2.5。
2. 根據權利要求1所述的一種用於土壓平衡式盾構的全時推進系統結構，其特徵在 於，所述N為6 24。
3. 根據權利要求1所述的一種用於土壓平衡式盾構的全時推進系統結構，其特徵在 於，所述第一組推進千斤頂7至第N組推進千斤頂16，在盾構施工時，各組推進千斤頂從第 丄組至第N組依次縮回，待與之鉸接的撐擋組所頂的管片安裝上後，再伸出使撐擋頂在對應 管片上。
全文摘要
本發明公開了屬於隧道工程技術領域的一種用於土壓平衡式盾構的全時推進系統結構。本發明由N組推進千斤頂和N組撐擋構成，各組推進千斤頂的右端固接盾殼，左端與對應組撐擋鉸接，撐擋頂在相應的管片上。1組撐擋頂在第1塊B管片上，第2組撐擋頂在第1塊A管片上，第3組撐擋頂在第2塊A管片上。依此順序，第N-2組撐擋頂在第N-3塊A管片上，第N-1組撐擋頂在第2塊B管片上，第N組撐擋頂在K管片上。同組的撐擋的高度相等，N組撐擋的高度從第1組撐擋到第N組撐擋等差遞增。通過依次控制從第1組到第N組撐擋對應的推進千斤頂組，實現盾構邊掘進邊安裝管片的全時推進施工，解決目前盾構施工速度較慢的問題，適用於土壓平衡式盾構。
文檔編號E21D9/06GK101713292SQ200910235530
公開日2010年5月26日 申請日期2009年10月19日 優先權日2009年10月19日
發明者馮平法, 唐曉強, 王立平, 鄧孔書, 陳旭 申請人:清華大學