一种盾构始发装置的制作方法

1.本实用新型涉及工程施工盾构始发技术领域，尤其涉及一种盾构始发装置。


背景技术：

2.在交通出行的压力日渐增大的情况下，国内一些主要大中城市都在积极进行轨道交通的建设，目前国内在建设的地铁区间隧道主要使用盾构机对端头井洞门施工，盾构法是一种建造隧道的方法，这种方法适用在建造软土地层或含水量很高的地层掘进隧道。对于长江及秦淮河古河道漫滩区而言，地表普遍分布人工填土，往下依次为淤泥质粉质黏土（混夹粉土、粉砂）、粉质黏土夹粉砂、粉细砂、粗砾砂及卵砾石，下伏基岩埋藏较深。1层为杂填土层，以粉质黏土为主，混大量碎石块、砖块等，直径5-20cm不等，含量约占10%-20%，一般2m以浅为拆迁后新近堆填土，以深则为老城区填土、地基，较为密实；该土层工程地质性能差，开挖过程中涉及该层时，易发生掉块、坍塌等。2b4层为淤泥质粉质黏土层，土质不均匀，夹少量粉土、粉砂薄层，厚1-2mm，局部粉质含量稍高，偶见贝壳碎片及腐殖质；该层沿线均有揭露、普遍分布，工程地质性能极差，为软弱土层，为隧道掘进主要涉及土层，易发生掌子面失稳、隧道变形、盾构姿态难以控制等，掘进过程中在盾构推力和掘进出土的影响下，易导致地面变形、道路、管线及建筑物开裂等。3d3层为粉砂层，主要矿物成份石英、长石等，含少量云母碎片，砂质不均匀，混少量黏性土；该层沿线局部揭露，工程地质性能差。4d2层为粉细砂层，中密，砂质不均匀，级配一般，矿物成份石英、长石等，含少量云母碎片，夹多组粉质黏土薄层；该层沿线局部揭露，工程地质性能一般。
3.目前，尚未有一种可以直接应对该地质情况下盾构始发用的装备，既可以较高效率解决盾构始发涌水涌沙，又可以降低施工周期，提高施工效率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是克服现有技术中漫滩区盾构始发时密封效果差涌水涌沙的缺陷与问题，提供一种密封效果好、施工效率高的盾构始发装置。
5.为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：
6.一种盾构始发装置，包括短套筒、外接钢环、两道洞门钢丝刷，所述短套筒和外接钢环均套接于盾构机的盾尾的外侧，所述短套筒连接于所述外接钢环的后侧，两道所述洞门钢丝刷分别与所述短套筒和所述外接钢环连接，所述洞门钢丝刷、所述短套筒、所述外接钢环、所述盾尾合围形成有一油脂腔，所述油脂腔的注脂孔位于所述短套筒的外侧，所述外接钢环的外侧均布有若干注油脂管，所述注油脂管的注脂孔位于所述短套筒和所述外接钢环的连接处，所述短套筒设置有圆弧钢板，所述圆弧钢板的内壁套接于所述盾构机的背覆钢板的外侧、外壁连接于所述短套筒的后端。
7.所述短套筒的前端高度从左侧向右侧逐渐加大，所述外接钢环的后端高度从左侧向右侧逐渐减小，所述短套筒的前端与所述外接钢环的后端均匀布置有若干螺栓孔。
8.所述外接钢环和所述短套筒的侧壁均匀布置有加劲板。
9.所述短套筒包括第一套筒板、第二套筒板、第三套筒板、第四套筒板，所述第一套筒板、第二套筒板、第三套筒板、第四套筒板依次首尾相连形成圆筒形结构。
10.所述外接钢环包括第一外接板、第二外接板、第三外接板、第四外接板，所述第一外接板、第二外接板、第三外接板、第四外接板依次首尾相连形成圆筒形结构。
11.所述外接钢环内设置有加固角钢，所述加固角钢的四个侧边分别抵接于所述第一外接板、第二外接板、第三外接板、第四外接板的连接处，所述加固角钢的中部分别连接于所述第一外接板、第二外接板、第三外接板、第四外接板的中部。
12.所述第一外接板、第二外接板、第三外接板、第四外接板均通过螺栓连接。
13.所述圆弧钢板包括若干块圆环板，所述圆环板依次首尾相连形成圆筒形结构，每块所述圆环板均匀布置有3个吊耳。
14.所述注油脂管的末端设置有钢球阀开关。
15.所述洞门钢丝刷采用三层钢板加固的加强型钢丝刷。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
17.1、本实用新型一种盾构始发装置中，采用短套筒模式进行洞门密封，利用洞门钢丝刷、短套筒、圆弧钢板形成密封结构，洞门钢丝刷能拦挡泥砂流出，圆弧钢板能控制泥水的流出，通过在两道钢丝刷之间设置油脂腔，通过注脂孔往短套筒和外接钢环内注脂保证短套筒与盾构机之间的密封效果；极大地提高了工作效率。因此，本实用新型密封效果好、施工效率高。
18.2、本实用新型一种盾构始发装置中，通过设置加固角钢，可以提高外接钢环的强度，通过设置多块加劲板，保证装置的刚度，通过设置加强型钢丝刷，保证在其经受盾体挤压后能回弹。因此，本实用新型稳定性高。
附图说明
19.图1是本实用新型的结构示意图。
20.图2是短套筒的正视示意图。
21.图3是短套筒的横截面示意图。
22.图4是短套筒沿左侧水平展开的示意图。
23.图5是外接钢环的正视示意图。
24.图6是外接钢环沿右侧水平展开的示意图。
25.图7是圆弧钢板的正视示意图。
26.图8是圆环板的展开示意图。
27.图9是洞门钢丝刷的正视示意图。
28.图10是洞门钢丝刷的侧视示意图。
29.图中：洞门钢丝刷1、盾构机2、盾尾21、背覆钢板22、短套筒3、第一套筒板31、第二套筒板32、第三套筒板33、第四套筒板34、外接钢环4、第一外接板41、第二外接板42、第三外接板43、第四外接板44、圆弧钢板5、圆环板51、吊耳52、油脂腔6、注油脂管7、注脂孔8、加劲板9、加固角钢10。
具体实施方式
30.以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
31.参见图1至图10，一种盾构始发装置，包括短套筒3、外接钢环4、两道洞门钢丝刷1，所述短套筒3和外接钢环4均套接于盾构机2的盾尾21的外侧，所述短套筒3连接于所述外接钢环4的后侧，两道所述洞门钢丝刷1分别与所述短套筒3和所述外接钢环4连接，所述洞门钢丝刷1、所述短套筒3、所述外接钢环4、所述盾构机2盾尾21合围形成有一油脂腔6，所述油脂腔6的注脂孔8位于所述短套筒3的外侧，所述外接钢环4的外侧均布有若干注油脂管7，所述注油脂管7的注脂孔8位于所述短套筒3和所述外接钢环4的连接处，所述短套筒3设置有圆弧钢板5，所述圆弧钢板5的内壁套接于所述盾构机2的背覆钢板22的外侧、外壁连接于所述短套筒3的后侧。
32.所述短套筒3的前端高度从左侧向右侧逐渐加大，所述外接钢环4的后端高度从左侧向右侧逐渐减小，所述短套筒3的前端与所述外接钢环4的后端均匀布置有若干螺栓孔。
33.所述外接钢环4和所述短套筒3的侧壁均匀布置有加劲板9。
34.所述短套筒3包括第一套筒板31、第二套筒板32、第三套筒板33、第四套筒板34，所述第一套筒板31、第二套筒板32、第三套筒板33、第四套筒板34依次首尾相连形成圆筒形结构。
35.所述外接钢环4包括第一外接板41、第二外接板42、第三外接板43、第四外接板44，所述第一外接板41、第二外接板42、第三外接板43、第四外接板44依次首尾相连形成圆筒形结构。
36.所述外接钢环4内设置有加固角钢10，所述加固角钢10的四个侧边分别抵接于所述第一外接板41、第二外接板42、第三外接板43、第四外接板44的连接处，所述加固角钢10的中部分别连接于所述第一外接板41、第二外接板42、第三外接板43、第四外接板44的中部。
37.所述第一外接板41、第二外接板42、第三外接板43、第四外接板44均通过螺栓连接。
38.所述圆弧钢板5包括若干块圆环板51，所述圆环板51依次首尾相连形成圆筒形结构，每块所述圆环板51均匀布置有3个吊耳52。
39.所述注油脂管7的末端设置有钢球阀开关。
40.所述洞门钢丝刷1采用三层钢板加固的加强型钢丝刷。
41.本实用新型的原理说明如下：
42.将盾构机2正常下井，盾构机2完成组装后，使洞门与盾构机2之间预留出本装置的安装空间，预先将本装置安装好，通过反力架位置对管片进行排环模拟，确定零环管片与外接钢环4外侧相对位置关系，在零环管片外弧面预埋宽度为30cm的圆弧钢板5；确保盾尾21止浆板和钢板束全部进入且洞门钢丝刷1未脱离盾尾21前进行圆弧钢板5的焊接工作。应保证圆弧钢板5与管片、短套筒3及块与块之间缝隙均焊接饱满。在底部操作时，可先把圆弧钢板5与管片焊接，如还无法焊接，应在圆弧钢板5与短套筒3无法焊接位置加焊u型钢筋，然后向注脂孔8注脂，保证装置的密封正常，拼装完2环，推进油缸行程565mm时，刀盘前方距离加固区边界1619mm，外侧洞门钢丝刷1搭落至管片外侧，需要补充油脂。
43.实施例1：
44.参见图1至图10，一种盾构始发装置，包括短套筒3、外接钢环4、两道洞门钢丝刷1，所述短套筒3和外接钢环4均套接于盾构机2盾尾21的外侧，所述短套筒3连接于所述外接钢环4的后侧，短套筒宽70cm（长度依据实际情况可作调整），两道所述洞门钢丝刷1采用焊接方式分别与短套筒1和外接钢环4焊接，所述洞门钢丝刷1、所述短套筒3、所述外接钢环4、所述盾构机2盾尾21合围形成有一油脂腔6，所述油脂腔6的注脂孔8位于所述短套筒3的外侧，注脂点选择两道洞门钢丝刷1中间区域，均匀布置16个，实际注油脂选择8用8备。在外接钢环4上均匀布置共16个钢管内直径50注油脂管7，所述注油脂管7的注脂孔8位于所述短套筒3和所述外接钢环4的连接处，所述短套筒3设置有圆弧钢板5，所述圆弧钢板5的内壁套接于所述盾构机2的背覆钢板22的外侧、外壁连接于所述短套筒3的后侧。
45.所述短套筒3的前端高度从左侧向右侧逐渐加大，所述外接钢环4的后端高度从左侧向右侧逐渐减小，外接钢环4整体采用10mm钢板加工，端部上均匀布置共72个φ24螺栓孔。加劲板9采用10mm钢板，共用72块加劲板均匀布置在外接钢环4和短套筒3的背部。所述短套筒3分四块加工，包括第一套筒板31、第二套筒板32、第三套筒板33、第四套筒板34，采用焊接形式从下至上安装。考虑极限状态下，管片完全下落至磕头块上，管片椭圆度6600*5
‰
=33mm（该计算过程为某工程实际数据，可依据实际情况进行调整）。所述外接钢环4包括第一外接板41、第二外接板42、第三外接板43、第四外接板44，所述第一外接板41、第二外接板42、第三外接板43、第四外接板44依次首尾相连形成圆筒形结构。所述外接钢环4内设置有加固角钢10，所述加固角钢10的四个侧边分别抵接于所述第一外接板41、第二外接板42、第三外接板43、第四外接板44的连接处，所述加固角钢10的中部分别连接于所述第一外接板41、第二外接板42、第三外接板43、第四外接板44的中部。所述第一外接板41、第二外接板42、第三外接板43、第四外接板44均通过螺栓连接。
46.圆弧钢板5共计分为16块，每块重约50kg，每块设置三个直径10钢筋吊耳52，吊耳52与圆环板51焊接处采取双面满焊，焊接长度为60mm，顶部270
°
范围采用吊车或者手拉葫芦方式进行焊接安装，底部则由于操作空间受限，把底部3块对半隔开后安装。
47.所述注油脂管7的末端设置有钢球阀开关。
48.所述洞门钢丝刷1本次采用高度约45cm（长度依据实际情况可作调整）的加强型钢丝刷（3层钢板）。