盾构在上软下硬地层中急曲线施工的轴线控制方法_2

文档序号:9883917阅读:来源:国知局
使得盾构的轴线控制和轴线纠偏变得更加灵活自如,增加了轴线控制质量,减少了急曲线纠偏产生的超挖量。
【附图说明】
[0031]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0032]图1为本发明一优选实施例的急曲线(半径:350m)勘探孔布置图;
[0033]图2为本发明一优选实施例的盾构穿越上软下硬地层示意图;
[0034]图3为本发明一优选实施例的帽檐装置总体示意图;
[0035]图4为本发明一优选实施例的帽檐装置的固定单元纵剖面示意图;
[0036]图5为本发明一优选实施例的帽檐装置的转动单元示意图;
[0037]图6为本发明一优选实施例的帽檐装置的同步伸缩单元示意图;
[0038]图7为本发明一优选实施例的帽檐装置的帽檐立体示意图;
[0039]图8为本发明一优选实施例的帽檐装置在盾构掘进机的示意图;
[0040]图9为本发明一优选实施例的帽檐装置在盾构中的工作状态示意图;
[0041 ]图中:
[0042]001为上层软土、002为下层硬土、003为盾构隧道、004为地面、01为帽檐装置;
[0043]I为固定单元、2为转动单元、3为同步伸缩单元、4为帽檐、5为盾构壳体、6为盾构刀盘、7为推力;
[0044]101为支座底板、102为支座竖板、103为钢轨道、104为螺栓;
[0045]201为底盘、202为导向架、203为主轮、204为侧轮、205为底轮、206为制动夹;
[0046]301为液压油缸、302为法兰盘、303为法兰垫、304为螺栓;
[0047 ] 401为帽檐钢板、402为帽檐固定底板、403为螺栓孔。
【具体实施方式】
[0048]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0049]下面结合图1-图9与实施例对本发明做进一步的描述。
[0050]—种盾构在上软下硬地层中急曲线施工的轴线控制方法,具体实施步骤如下:
[0051]第一步、沿盾构路线进行地层调查
[0052](I)如图1所示,急曲线半径为350m,在隧道轴线两侧距轴线4m处布置勘探孔,每侧勘探孔的间隔50m,勘探孔深度为隧道底以下2倍隧道直径;
[0053](2)通过标准贯入试验得到实测标贯击数N,如果实测标贯击数N <30,划分为软土,如果实测标贯击数N>30,划分为硬土;查明软硬地层分布情况,如图2所示,其中包括:上层软土 001,下层硬土002,盾构隧道003,地面004。
[0054]第二步、在盾构机上安装帽檐装置01
[0055]如图3所示:
[0056](I)在盾构壳体5的内侧安装固定单元I;
[0057](2)将转动单元2与固定单元I活动连接;
[0058](3)将同步伸缩单元3与转动单元2固定连接;
[0059](4)将帽檐装置4与同步伸缩单元3固定连接;
[0060 ]其中:所述固定单元I共有2套,均用螺栓104固定在盾构壳体5的内侧,两套固定单元I平行设置且间距为300mm;所述转动单元2与所述固定单元I活动连接使得所述转动单元2可绕所述盾构机的轴线360度旋转;所述同步伸缩单元3共有三套,三套同步伸缩单元3相互平行设置且相邻间距相等;每套所述同步伸缩单元3的后端与所述转动单元2的前端焊接;每套所述同步伸缩单元3的前端与所述帽檐4的后端固定连接。
[0061]如图4所示,在一优选实施例中,所述固定单元I包括支座底板101、支座竖板102和钢轨道103,其中,所述支座底板101的一面与所述盾构壳体5的内侧固定连接;所述支座竖板102的一端焊接在所述支座底板101的另一面上,所述支座竖板102的另一端与所述钢轨道103的内侧固定连接;
[0062]具体的:
[0063]所述支座底板101是厚度为12mm的钢板,两侧开有螺栓孔;多块支座底板101首尾焊接相连呈环状,该环的圆心位于盾构机的轴线上;
[0064]所述支座竖板102是厚度为1mm的钢板,多块支座竖板102首尾焊接相连呈环状,且该环的圆心与多块所述支座底板101形成的环状的圆心重合;
[0065]所述钢轨道103的横截面是矩形,多块钢轨道103首尾焊接相连呈环状,且该环的圆心也与多块所述支座底板101形成的环状的圆心重合;
[0066]所述支座底板101、所述支座竖板102、所述钢轨道103均用角焊缝焊接,焊缝高度8mm;所述螺栓104为M20螺栓。
[0067]如图5所示,在一优选实施例中,所述转动单元2包括底盘201、导向架202、主轮203、侧轮204、底轮205和制动夹206,其中:所述导向架202、所述底轮205、所述制动夹206均安装在所述底盘201上,所述主轮203和所述侧轮204安装在所述导向架202上,且所述主轮203位于所述钢轨道103内侧、所述侧轮204位于所述钢轨道103左右两侧、所述底轮205位于所述钢轨道103外侧、所述制动夹206位于所述钢轨道103垂直转角处;通过控制所述制动夹206与所述钢轨道103的接触与否可以控制所述转动单元2的转动;
[0068]具体的:
[0069]所述主轮203是由聚亚安酯或尼龙制成,其直径50mm、轮宽45mm;
[0070]所述侧轮204是由聚亚安酯或尼龙制成,其直径60mm、轮宽25mm;
[0071 ] 所述底轮205是由聚亚安酯或尼龙制成,其直径25mm、轮宽45mm ;
[0072]所述夹子206由特殊纤维材料制成。
[0073]如图6所示,在一优选实施例中,所述同步伸缩单元3包括液压油缸301、法兰盘302和法兰垫303,其中:所述液压油缸301后端与所述转动单元2固定连接,所述液压油缸301的前端通过法兰盘302和法兰垫303与所述帽檐4使用螺栓304连接;
[0074]具体的:
[0075]所述液压油缸301的直径为100mm,长为600mm;
[0076]所述法兰盘302的外径为220mm,公称通径为100mm,厚度为22mm,材质为20#;所述螺栓304为4颗Ml 8螺栓。
[0077]如图7所示,在一优选实施例中,所述帽檐4由帽檐钢板401和帽檐固定底板402组成,其中:所述帽檐钢板401与所述帽檐固定底板402焊接在一起,采用角焊缝焊接,焊缝高度 8mm;
[0078]具体的:
[0079]所述帽檐钢板401是一块厚度为30mm、宽度为300mm、长度为盾构圆周的六分之一的钢板,钢板弯曲成与盾构刀盘6外径一致的60°圆弧,所述帽檐钢板401前端加工成45°刃角,后端与所述帽檐固定底板402焊接;
[0080]所述帽檐固定底板402的前端与所述帽檐钢板401焊接、后端通过设置在所述帽檐固定底板402上的螺栓孔403与所述法兰盘301通过螺栓304连接,其中所述帽檐钢板401与所述帽檐固定底板垂直402。
[0081]第三步、应用帽檐装置01控制盾构及在上软下硬地层中急曲线施工:
[0082]1、在急曲线施工中,利用第一步获得上软下硬地层分布然后根据上软下硬地层分布来确定第二步设计的帽檐装置01中帽檐4的伸长量;
[0083]2、帽檐装置01中帽檐4的伸出方向需要根据具体的施工工况,具体如下:
[0084](I)盾构急曲线调整
[0085]当
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