专利名称：盾构机的管片稳定机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种盾构机的管片稳定机构，特别地，涉及一种无工作井盾构施工时的管片稳定机构。
背景技术：
随着城市建设的发展，地铁、地下排管工程不断增加，隧道盾构法开挖凭借自身的优势逐渐成为城市地下施工的主要手段。传统盾构法施工中需设置深大的工作井、设备段及暗埋段，其缺点是需明挖基坑施工，工程量大、周期长、造价昂贵、施工风险大。轨道车辆段及部分由地面段渐入地下段的轨道交通线路，目前设计工作井，主要为满足盾构机始发、到达要求。而许多地下隧道工程，从功能上考虑都不需要设置工作井，为改善这一现状，研究不需工作井的盾构法隧道施工新技术是解决这些问题的有效途径。 无工作井盾构法隧道施工新技术中，因为通过地面始发到向地下掘进，土压力对管片作用有变化，为了保持管片的形状，需要增加一个管片长期形状保持装置，即管片稳定
>J-U装直。
发明内容
本发明的主要目的是对现在常用的无工作井盾构法隧道施工方法中，克服土压力对管片的作用。本发明揭示的盾构机的管片稳定机构，设置于盾构机管片内部，包括复数个平行设置的支撑环，复数个固定环及复数根连接梁；其中支撑环通过连接梁固定于固定环上，而固定环进一步固定于盾构机上，且固定环与上述支撑环平行设置，，连接梁与各个支撑环平面垂直连接，所述的支撑环包括上段支撑环，左右段支撑环及下段支撑环，其中左右段支撑环及下段支撑环外周上各设有复数个滚轮组件，各段相邻的支撑环间通过一油缸组件连接，油缸组件伸出时，其连接的左段支撑环或右段支撑环向外撑出，使左右段支撑环外周的滚轮组件接触盾构机管片。较佳地，各段相邻的支撑环间设有一导向结构，在油缸组件伸出时，该导向结构的设置限定了左右支撑环的外撑方向。较佳地，在第二象限内，即连接左段支撑环与上段支撑环的导向结构包括与上段支撑环连接的一导向孔，导向孔内设有导向轴承，并在两端设有轴承盖，导向孔内设有一横向导柱，该横向导柱一端与左段支撑环相连接，在导向孔的导向轴承内可滑动，另一端为自由端，当油缸组件逐渐伸出时，左段支撑环随之向外撑出，横向导柱也向外滑动，当油缸组件完全伸出时行程终止，此时横向导柱仍在导向孔内；在第一象限内包括与第二象限同样且左右对称的导向结构；在第三象限内包括与第二象限同样且上下对称的导向结构；在第四象限内包括与第三象限同样且左右对称的导向结构。较佳地，横向导柱的自由端设有一挡块，进一步限定横向导柱的滑动行程。
较佳地，横向导柱一端与左段支撑环或右段支撑环通过销轴相连接。较佳地，所述导向轴承设有油脂加注口。本发明的滚轮组件包括一滚轮，一滚轮轴，一滚轮支架，一滚轮连接座，其中滚轮支架通过销轴与滚轮连接座相连。较佳地，滚轮组件另设有厚度不同的第一调整垫片与第二调整垫片，可调整滚轮的径向位置.较佳地，所述滚轮外层包裹聚氨酯材料，以防划伤管片。本发明的有益效果是在无工作井盾构法隧道施工过程中随盾构行走，可长期保持管片的形状，油缸组 件支撑左右支撑环向外撑出，使滚轮与外部管片良好接触，且滚轮可根据需要调整角度和径向位置，进一步保证在施工过程中与外部管片的良好接触和支撑。
图I是本发明管片稳定机构的侧面视图。图2是本发明管片支撑环的主视图。图3是本发明管片支撑环油缸组件的部面图。图4是本发明滚轮组件的剖面图。图5是本发明滚轮组件调整一定角度时的剖面图。图6是本发明滚轮组件的侧视剖面图。
具体实施例方式以下参照附图结合具体实施例详细描述本发明的技术方案。请参见图1，本发明一实施例盾构机的管片稳定机构包括8个结构相同，平行设置的支撑环I，若干根连接梁3连接各个平行设置的支撑环I，且与支撑环I平面垂直，使8个支撑环按一定间距组合起来，支撑环的外部为即盾构机管片(图中未示)。其中在第1，第3，第6，第8个支撑环I各贴合设置有一固定环2，固定环2与支撑环I平行设置，固定环2与盾构机主体互相固定，固定环2上与支撑环I 一样由上述若干根连接梁3连接。通过这样的架构，8个支撑环I通过连接梁3和固定环2的连接互相固定，并与盾构主体也互相固定，形成有一定强度的稳定机构。上述只是本发明的一种实施例，显然，支撑环I的数目并不限于8个，连接梁3的和固定环2的数目都可根据稳定机构的需要进行设置，保证多个支撑环I能够互相固定并与盾构主体相固定，形成所需强度的稳定机构即可。进一步参见图2，为本发明该实施例中其中一个支撑环I的主视图，该支撑环I包括上段支撑环4，下段支撑环7，左右段支撑环6，其中左右段支撑环6为对称结构。其中左右段支撑环6外周按一定间距分别设置有3个滚轮组件5，下段支撑环7外周按一定间距设置有2个滚轮组件5，这样单个支撑环I共设置有8个滚轮组件5，这些滚轮组件5 —方面起到支撑支撑环的作用，另一方面还有行走作用，实现整个机构随盾构组件一起推进。
显然，滚轮组件的数目也可根据需要设置，并不限于此实施例。各段相邻的支撑环间分别通过一油缸组件12相连，即左右段支撑环6的上端与上段支撑环4的两端分别通过2个油缸组件12连接，同样地，左右段支撑环6的下端与下段支撑环7的两端分别通过2个油缸组件12连接。以图2中第二象限，即左段支撑环上方的油缸组件12为例进一步说明，同时请参见图3，油缸组件12包括一活动部121和一固定部122，其活动部121与左段支撑环6固定连接，其固定部122与上段支撑环4固定连接。同样地，第一象限中右段支撑环上方的油缸组件12与左段支撑环上方的油缸组件12以对称的方式与右段支撑环6和上段支撑环4固定连接。同样地，第三第四象限中，左右段支撑环6下方的油缸组件12与左右段支撑环6上方的油缸组件12以对称的方式分别与左右段支撑环6和下段支撑环7固定连接。其中上段支撑环4和下段支撑环7通过连接梁3与固定环2相连，相对盾构机固定，油缸组件12伸出时，对应的左段支撑环6或右段支撑环6向外撑出，同时，设置在左右段支撑环6上的滚轮与支撑环I外部管片充分接触，起到支撑管片的作用。较佳地，请参见图3，仍以第二象限左段支撑环上方的结构为例说明，上段支撑环4与左段支撑环6间设有一导向结构，该导向结构包括与上段支撑环4相连接的一导向孔9，导向孔9内设有导向轴承11，其设有油脂加注口(图中未示)，保证整个机构运动稳定顺畅，并在导向轴承11两端设有轴承盖22,导向孔9内设有一横向导柱8,该横向导柱8 一端与左段支撑环6相连接，在导向孔9的导向轴承11内可滑动，另一端为自由端。当油缸组件12的活动部121逐渐推出时，左段支撑环6随之向外撑出，横向导柱8也在导向孔9内向外滑动，当油缸组件12的活动部121完全伸出时行程终止，此时横向导柱8仍在导向孔9内。同样地，第一、三、四象限中也对称设有同样的导向结构，在油缸组件12伸出时，该导向结构的设置限定了左右段支撑环6的外撑方向及行程，使滚轮更好接触管片。显然，图3只是导向结构的一种实施方式，也可使用其它的导向结构来达成该功能。较佳地，横向导柱8的自由端设有一挡块10，进一步限定横向导柱8的滑动行程。较佳地，横向导柱8 —端与左段支撑环通过销轴相连接，方便安装定位。 较佳地，当横向导柱8滑至挡块10限位处时，油缸组件12的活动部121也恰好完全伸出。下面结合图4-6详细描述滚轮组件5的结构，滚轮组件5包括一滚轮13，一滚轮轴14，一滚轮支架16，一滚轮连接座17。其中滚轮连接座17用螺栓固定在支撑环I上，滚轮支架16与滚轮连接座17相连，滚轮13通过滚轮轴14安装在滚轮支架16上，滚轮13围绕滚轮轴14可自由滚动。较佳地，滚轮支架16通过销轴与滚轮连接座17活动地相连，这种连接方式可在一定范围内调整滚轮角度，如图5所示，为滚轮倾斜一定角度的剖面图，有利于更好地贴合外部管片。较佳地，滚轮组件5另设有厚度不同的第一调整垫片18与第二调整垫片19，在本实施例中，第一调整垫片的厚度可为20mm,第一调整垫片的厚度可为IOmm,通过它们的不同组合可进一步调整滚轮的径向位置。
较佳地，滚轮13外层包裹聚氨酯材料，保护管片不被滚轮划伤。虽然本发明的管片稳定机构已参照当前的具体实例进行了描述，但是本技术领域的技术人员应该认识到，以上的实例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化和修改都将落在本发明的权利要 求书的范围内。
权利要求
1.一种盾构机的管片稳定机构，设置于盾构机管片内部，其特征在于，包括复数个平行设置的支撑环，复数个固定环及复数根连接梁；其中支撑环通过连接梁固定于固定环上，而固定环进一步固定于盾构机上，且固定环与上述支撑环平行设置，连接梁与各个支撑环平面垂直连接，所述的支撑环包括上段支撑环，左右段支撑环及下段支撑环，其中左右段支撑环及下段支撑环外周上各设有复数个滚轮组件，各段相邻的支撑环间通过一油缸组件连接，油缸组件伸出时，其连接的左段支撑环或右段支撑环向外撑出，使左右段支撑环外周的滚轮组件接触盾构机管片。
2.如权利要求I所述盾构机的管片稳定机构，其特征在于，各段相邻的支撑环间设有一导向结构，在油缸组件伸出时，该导向结构的设置限定了左右支撑环的外撑方向。
3.如权利要求2所述盾构机的管片稳定机构，其特征在于，在第二象限内，即连接左段支撑环与上段支撑环的导向结构包括与上段支撑环连接的一导向孔，导向孔内设有导向轴承，并在两端设有轴承盖，导向孔内设有一横向导柱，该横向导柱一端与左段支撑环相连接，在导向孔的导向轴承内可滑动，另一端为自由端，当油缸组件逐渐伸出时，左段支撑环随之向外撑出，横向导柱也向外滑动，当油缸组件完全伸出时行程终止，此时横向导柱仍在导向孔内； 在第一象限内包括与第二象限同样且左右对称的导向结构； 在第三象限内包括与第二象限同样且上下对称的导向结构； 在第四象限内包括与第三象限同样且左右对称的导向结构。
4.如权利要求3所述盾构机的管片稳定机构，其特征在于，横向导柱的自由端设有一挡块，进一步限定横向导柱的滑动行程。
5.如权利要求3所述盾构机的管片稳定机构，其特征在于，横向导柱一端与左段支撑环或右段支撑环通过销轴相连接。
6.如权利要求3所述盾构机的管片稳定机构，其特征在于，所述导向轴承设有油脂加注口。
7.如权利要求I所述的盾构机的管片稳定机构，其特征在于，所述滚轮组件包括一滚轮，一滚轮轴，一滚轮支架，一滚轮连接座，其中滚轮支架通过销轴与滚轮连接座相连。
8.如权利要求7所述的盾构机的管片稳定机构，其特征在于，滚轮组件另设有厚度不同的第一调整垫片与第二调整垫片，可调整滚轮的径向位置。
9.如权利要求7所述的盾构机的管片稳定机构，其特征在于，所述滚轮外层包裹聚氨酯材料。
10.一种盾构机的管片稳定机构，设置于盾构机管片内部，其特征在于，包括8个支撑环，4个固定环，及复数根连接梁，其中4个固定环平行设置在第1，第3，第5，第8个支撑环旁，固定环与盾构机互相固定，且与支撑环平行，连接梁与各个支撑环垂直连接，所述的支撑环包括上段支撑环，左右段支撑环及下段支撑环，其中左右段支撑环外周上各设有3个滚轮组件，下段支撑环外周上设有2个滚轮组件，各段相邻的支撑环间通过一油缸组件连接，油缸组件伸出时，其连接的左段支撑环或右段支撑环向外撑出，使左右段支撑环外周的滚轮组件接触盾构机管片； 各段相邻的支撑环间设有一导向结构，在第二象限内，即连接左段支撑环与上段支撑环的导向结构包括一导向孔，导向孔内设有导向轴承，并在两端设有轴承盖，导向孔内设有一横向导柱，该横向导柱一端与左段支撑环相连接，在导向孔的导向轴承内可滑动，另一端为自由端，横向导柱的自由端设有一挡块，限定横向导柱的滑动行程，横向导柱一端与左段支撑环通过销轴相连接； 在第一象限内包括与第二象限同样且左右对称的导向结构； 在第三象限内包括与第二象限同样且上下对称的导向结构；在第四象限内包括与第三象限同样且左右对称的导向结构； 所述滚轮组件包括一滚轮，一滚轮轴，一滚轮支架，一滚轮连接座，其中滚轮支架通过销轴与滚轮连接座相连，滚轮组件另设有厚度不同的第一调整垫片与第二调整垫片，所述滚轮外层包裹聚氨酯材料。
全文摘要
本发明公开了一种盾构机的管片稳定机构，设置于盾构机管片内部，包括复数个平行设置的支撑环，复数个固定环及复数根连接梁；其中固定环与盾构机互相固定，且与上述支撑环平行设置，连接梁与各个支撑环平面垂直连接，所述的支撑环包括上段支撑环，左右段支撑环及下段支撑环，其中左右段支撑环及下段支撑环外周上各设有复数个滚轮组件，各段相邻的支撑环间通过一油缸组件连接，油缸组件伸出时，其连接的左段支撑环或右段支撑环向外撑出，使左右段支撑环外周的滚轮组件接触盾构机管片。
文档编号E21D9/06GK102661153SQ20121013353
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月2日 优先权日2012年5月2日
发明者卓成发, 吴文斐, 屠垒, 方海珍, 李刚, 林家祥, 藤丽, 顾旭莹, 黄健 申请人:上海城建(集团)公司, 上海隧道工程股份有限公司