一种互锁的螺纹式盾构机防扭转装置的制作方法

本实用新型涉及隧道施工装置技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种互锁的螺纹式盾构机防扭转装置。

背景技术：

盾构机钢套筒始发时根据平衡原理研发的一种新型施工工艺，钢套筒始发时盾构机下井前，先将钢套筒下半部分安装到始发井指定位置，并在套筒内底部进行适当的回填，然后将盾构吊装下井，最后将钢套筒安装完毕，继续回填。通过这个钢套筒封闭空间提供平衡掌子面的水压力，盾构机在钢套筒内实现安全始发。该技术已在盾构施工中逐步推广使用。然而，这种始发也有一定的局限性，钢套筒支座对盾体的摩擦阻力力矩、掌子面摩阻力矩和套筒内回填物对盾体外壳的摩阻力矩等不足以克服盾构机刀盘的旋转力矩时，盾体可能会发生旋转，造成钢套筒装置失稳，进而可能始发失败，造成施工重大风险。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构形式简单、使用方便、密封效果好、经济实用的互锁的螺纹式盾构机防扭转装置。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种互锁的螺纹式盾构机防扭转装置，其将盾体临时限位在一对轨道上，以防止盾体在钢套筒内旋转，其特征在于，包括：

一对通孔，其相对设置于所述盾体上；

一对螺纹套筒，其为筒状且分别同轴贴合设置于一对所述通孔内，螺纹套筒的外端的外侧壁向外凸起形成凸台，所述凸台的顶面内嵌一圈与螺纹套筒同轴的第一o形密封圈；

一对螺杆，其与所述螺纹套筒一一对应，所述螺杆的中部螺纹连接在对应的螺纹套筒内，从而使得螺杆的外端能伸出或缩回至套筒内，所述螺杆的外端的横截面均为正十二边形；

其中，一对螺杆的外端伸出对应的螺纹套筒时，一对螺杆的外端将一对轨道夹在中部，从而防止盾体在钢套筒内旋转。

优选地，所述螺纹套筒与盾体上对应的通孔之间为过盈配合；

所述螺纹套筒的内端突出于盾体，并套设有一挡块，挡块与盾体之间绕螺纹套筒焊接一圈。

优选地，所述螺杆的中部内侧由内至外依次螺纹连接有锁紧螺母、带帽锁紧螺母；

所述锁紧螺母与两侧的螺纹套筒、带帽锁紧螺母均相抵；所述锁紧螺母与螺纹套筒之间还设置有第二o形密封圈；所述锁紧螺母与锁紧螺母之间设置有橡胶密封垫；

所述带帽锁紧螺母远离锁紧螺母的内端设置有封闭盖帽，其将所述螺杆的内端包裹在内。

优选地，所述螺杆的中部螺纹上缠绕有一圈生胶带。

优选地，所述螺杆的内端的截面为正六边形。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、本实用新型结构简单实用、结构尺寸较小，所开通孔对盾体结构及强度无重大影响。当螺杆伸出至盾体外部时，可以将盾体临时限位在一对轨道上，以防止盾体在钢套筒内旋转；当螺杆缩回至盾体内部时，对盾构正常施工不会造成干涉。

2、本实用新型密封效果好，设置了多道密封，其包括两道o形密封圈密封以及一耐腐蚀的橡胶密封垫，内周有螺纹牙自身密封、生胶带以及带帽螺母密封，对盾构机开孔有着极好的密封作用，不会导致泥浆倒灌进入盾体。

3、本实用新型使用方便，将螺杆的内端的截面为正六边形，可以配合常见的拆装工具，如六角套筒扳手使用，省时省力。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型与一对轨道的位置关系示意图；

图2为图1a处放大图；

图3为本实用新型所述螺杆未伸出螺纹套筒的示意图；

图4为本实用新型所述螺杆伸出螺纹套筒的示意图。

附图标记说明：1、螺杆，2、生胶带，3、带帽锁紧螺母，4、橡胶密封垫，5、锁紧螺母，6、第二o形密封圈，7、挡块，8、螺纹套筒，9、第一o形密封圈，10、盾体，11、钢套筒，12、轨道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-4所示，本实用新型提供一种互锁的螺纹式盾构机防扭转装置，其将盾体10临时限位在一对轨道12上，以防止盾体10在钢套筒11内旋转，其特征在于，包括：

一对通孔，其相对设置于所述盾体上；

一对螺纹套筒8，其为筒状且分别同轴贴合设置于一对所述通孔内，螺纹套筒8的外端的外侧壁向外凸起形成凸台，所述凸台的顶面内嵌一圈与螺纹套筒8同轴的第一o形密封圈9；

一对螺杆1，其与所述螺纹套筒8一一对应，所述螺杆1的中部螺纹连接在对应的螺纹套筒8内，从而使得螺杆1的外端能伸出或缩回至套筒内，所述螺杆1的外端的横截面均为正十二边形；

其中，一对螺杆1的外端伸出对应的螺纹套筒8时，一对螺杆1的外端将一对轨道12夹在中部，从而防止盾体10在钢套筒11内旋转。

在该种技术方案中，螺杆1的材料为42crmo钢，具有高强度和韧性，中间段为带粗牙螺纹的螺纹杆结构；其通过螺纹牙在螺纹套筒8旋转伸出或缩回，进而伸出盾体10外或缩于盾体10内，伸出盾体10外一端截面为正十二边形。在实际施工过程中，较常见的是：盾体外径直径为6460mm，轨道为p43钢轨；当盾构机套钢筒始发时起到盾体10防扭作用，螺杆1伸出盾体10外约4cm，钢套筒11始发时，螺杆1外端与盾体10外的轨道12的距离保持约2cm，且螺杆与同侧的轨道的边缘平行，使得在盾构机的盾体10发生扭转时，螺杆1外端的正十二边形的一边会与轨道12侧面接触。需要说明的是：螺杆1外端与盾体10外的轨道12的距离保持约2cm，使得盾构机的盾体10最多发生正向或反向的0.5°的扭转后，就会使得螺杆与轨道相抵，从而防止盾体10在钢套筒11内旋转。不管盾体顺时针还是逆时针旋转，一对螺杆中的一个总能起到限位作用，以防止盾体10在钢套筒11内旋转。手动旋转螺杆的内端，使得螺杆的外端伸出或缩回螺纹套筒。

在盾构机的盾体10发生扭转时，螺杆1外端的正十二边形的一边会与轨道12侧面接触，轨道12面提供阻力促使盾构机的盾体10不发生扭转；当盾构正常掘进时，螺杆1缩回盾体10内，也是通过旋转螺杆1的内端来调节螺杆1缩回长度。

盾体10，提供防扭装置的支撑作用，其在防扭装置处开有工螺纹套筒8嵌入的通孔。

螺纹套筒8，其嵌于盾体10的通孔，是一外圈带凸台、内圈带螺纹的空心圆柱体，套筒凸台端面及靠近盾体10内端面均设置有放置第一o形密封圈9的凹槽，第一o形密封圈9形成密封，以防止泥浆倒灌进入盾体。

在另一种技术方案中，所述螺纹套筒8与盾体10上对应的通孔之间为过盈配合；

所述螺纹套筒8的内端突出于盾体10，并套设有一挡块7，挡块7与盾体10之间绕螺纹套筒8焊接一圈。

在该种技术方案中，螺纹套筒8与盾体10上通孔之间为过盈配合，以方便在螺纹套筒8的螺纹失效时，对螺纹套筒8进行更换。挡块7与螺纹套筒8之间也是过盈配合，挡块7与盾体10焊接，可以增加盾体10开通孔附近的强度。比较优选的是，螺纹套筒的凸台是与盾体过盈配合，而螺纹套筒除开凸台的内端与通孔是间隙配合，这样既能保证密封性，又能降低螺纹套筒的安装难度。

在另一种技术方案中，所述螺杆1的中部内侧由内至外依次螺纹连接有锁紧螺母5、带帽锁紧螺母3；

所述锁紧螺母5与两侧的螺纹套筒8、带帽锁紧螺母3均相抵；所述锁紧螺母5与螺纹套筒8之间还设置有第二o形密封圈6；所述锁紧螺母5与锁紧螺母5之间设置有橡胶密封垫4；

所述带帽锁紧螺母3远离锁紧螺母5的内端设置有封闭盖帽，其将所述螺杆1的内端包裹在内。

在该种技术方案中，钢套筒11始发时，仅凸台端面安装有凸台端面o形密封圈9；盾构机在土体中正常掘进时，在装上锁紧螺母55时，纵向端面安装有第二道端面o形密封圈6，起到二次密封的作用，以防止泥浆倒灌进入盾体。拧紧带帽锁紧螺母3时，可以采用一个扳手使得锁紧螺母5不动，然后再拧紧带帽锁紧螺母3，设置两个螺母一是可以防松动，二是加强密封作用，三是防止操作人员误操作，将螺杆拧出螺纹套筒或拧松。

在另一种技术方案中，所述螺杆1的中部螺纹上缠绕有一圈生胶带2。

在该种技术方案中，生胶带2进一步加强密封，以防止泥浆倒灌进入盾体10

在另一种技术方案中，所述螺杆1的内端的截面为正六边形。

在该种技术方案中，所述螺杆1的内端的截面为正六边形方便与六角套筒扳手配合使用，比直接手动拧螺杆1要省时省力。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。