专利名称：一种用于盾构机进洞的洞口结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于地下工程领域，具体涉及一种用于盾构机进洞的洞口结构。
背景技术：
在隧道掘进施工时，盾构一般是从一个工作井推进至另一个工作井，盾构机从工作井出发穿过预留洞圈进入土层，即为盾构机出洞，再从土层中推进进入另一个预留工作井，即为盾构机进洞。通常当盾构机进洞时，封门被拆除，如果盾构推进地区土质较差或者含砂率较高，则井外土体不能自立，井内洞圈的密封装置还不能阻挡洞外的土体，所以洞口外土体随之进入井内，造成地面沉陷或者涌水漏沙，影响附近地下管线和地面建筑物的安全使用，如情况严重，则造成井下无法施工。为了确保地下已有管线的安全和井下的正常施工，通常在盾构机进洞前进行管线搬迁和对端头井外侧进行地基加固和土体稳定处理，如降水、地基加固、冻结法等。但是以上的地基加固工艺具有一定的局限性且施工工艺复杂、施工设备昂贵。中国专利“200810042556.1”公开了一种盾构进洞接收装置及其进洞施工方法，该进洞施工方法在隧洞口处密封设置一腔体，该腔体的上盖板可向外翻折，同时通过在腔体内加注水和泥浆来模拟隧洞口处的土体压力环境，以免盾构机向前掘进在进入腔体时隧洞口处发生涌水漏沙等现象。但是该方案在具体施工中的弊端也是显而易见的，将大量的泥浆送入腔体内，并且在施工完成后将大量的泥浆排出是一件浩大的工程，不仅费时费力而且使施工现场形成脏乱差的场面。因此本领域技术人员急需一种方案，既可以确保盾构机顺利安全地进洞又可以确保洞口土体能够自立、防止盾构机进洞时的土体流失的洞口结构。
发明内容本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于盾构机进洞的洞口结构，该结构设置于工作井内的进洞口处，其主体为一开口腔体，在所述腔体中设置油缸，油缸的活塞杆前端固定一顶板，通过所述的油缸向顶板提供一个与盾构机相同的压力，以使盾构机可顺利进洞避免进洞口处的涌水漏沙发生。本实用新型目的实现由以下技术方案完成一种用于盾构机进洞的洞口结构，具体涉及隧洞、工作井及在所述隧洞中工作的盾构机，其特征在于所述洞口结构主要包括一设置于隧洞洞口的开口腔体、设置在所述腔体内的油缸框架以及设置于工作井井壁上的后靠座，所述的油缸框架上至少固定有两个油缸，同时在所述油缸上的活塞杆前端固定有一顶板并紧贴于所述隧洞洞口处的工作井井壁上，其中所述的后靠座与所述油缸框架固定连接以提供反力。所述的开口腔体与工作井井壁之间设置有密封垫圈。所述顶板上设置有至少两块挡块，所述挡块的厚度大于所述盾构机刀盘前端凸出物的厚度。[0011]所述腔体与工作井井壁之间的间隙处设置有同轴度垫块，用以确保所述盾构机能够水平直线运动。所述油缸上的活塞杆的初始状态处于最大行程。所述腔体的长度至少为盾构机长度的1/3。所述腔体与后靠座之间设置有运行滑道以使所述盾构机出腔体之后可继续滑动。本实用新型的优点是，既可以使盾构机顺利进洞又可以确保进洞口土体不会发生涌水漏沙现象，施工现场整洁卫生，洞口结构简单稳固，所需部件制造及运输十分方便。
图1为本实用新型中盾构机进洞前洞口结构示意图；图2为本实用新型的洞口结构示意图；图3为本实用新型中盾构机进洞示意图；图4为本实用新型中设置于顶板上的挡块分布示意图；图5为本实用新型的优选洞口结构示意图；图6为本实用新型中盾构机进洞至优选洞口结构的示意图；图7为本实用新型中盾构机在运行滑道上的示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解如图1-7，图中标记1-22分别为工作井1、封门2、井壁3、刀盘4、隧洞5、盾构机6、前端凸出物7、进洞口 8、井壁9、油缸框架10、油缸11、腔体12、密封垫圈13、同轴度垫块14、挡块15、顶板16、活塞杆17、底座18、支撑杆19、后靠座20、运行滑道21、滑轮22。实施例一如图2所示，本实施例属于地下工程领域，具体涉及一种用于盾构机进洞的洞口结构。该洞口结构主要包括工作井1、井壁3、井壁9、铺设在工作井I地面上的底座18以及设置在底座18上并紧贴井壁3的腔体12，在所述的腔体12中设置有油缸框架10,油缸框架10上固定有四个油缸11,油缸11的活塞杆17前端同时与顶板16固定在一起，在顶板16的面上均匀设置四个挡块15，挡块15的厚度大于刀盘4上的前端凸出物7的厚度；同时在井壁9上设置一后靠座20，后靠座20上伸出的支撑杆19通过螺栓固定在油缸框架10上，用以为油缸框架10提供反力支撑；其中所述的腔体12与井壁3之间设置有密封垫圈13，腔体12的长度大于盾构机6的长度，盾构机6可被腔体12完全容纳。如图1-4所示，以下为采用该种洞口结构时盾构机6进洞的施工方法①当盾构机6的最前端离封门较近时停止推进施工，拆除设置在井壁3上的封门2，并在工作井I的地面上铺设底座18 ；②然后利用大型起重机将两端开口的腔体12架设在工作井I内的底座18上，并且将腔体12与井壁3紧贴，为确保腔体12与进洞口 8处的密封性，在腔体12与井壁3之间设置有密封垫圈13 ;同时为确保盾构机6其后能够在腔体12中的同轴度直线运动，在腔体12与井壁3之间的接缝处设置同轴度垫块14 ；③其后在腔体12中架设油缸框架10，油缸框架10上固定有四个油缸11，油缸11的活塞杆17伸长至最大行程，活塞杆17的前端同时与顶板16焊接在一起，其中顶板16在盾构机6进洞前紧靠井壁3 ;由于盾构机6的刀盘4上存在有前端凸出物7，因此为了增大顶板16与盾构机6的接触面积，在顶板16的面上均匀设置四个挡块15，所述的挡块15的厚度大于刀盘4上的前端凸出物7的厚度；④当油缸框架10安装完毕之后，为确保油缸框架10在被盾构机6前进顶压时固定不动，在工作井I内的井壁9上设置一后靠座20，后靠座20上伸出的支撑杆19通过螺栓固定在油缸框架10上，用以为油缸框架10提供反力支撑；⑤启动盾构机6向前掘进，盾构机6上的刀盘4顶住所述紧贴于井壁3上的顶板16并匀速向前推进，此时油缸11的压力等于盾构机6作用于顶板16上的压力，用以模拟一个进洞口 8处土体的压力防止土体坍塌；盾构机6持续向前匀速推进，直至完全驶离隧洞5进入腔体12内，此时盾构机6完成进洞工序；停止工作,通过大型起重机将腔体12连同盾构机6 —同吊离。实施例二 如图1、4、5、6、7所示，本实施例为本实用新型的优选方案，与实施例一的区别在于腔体12的长度变小，腔体12的长度减小为盾构机6长度的1/3，由于腔体12的长度变小无法容纳盾构机，因此在后靠座20与腔体12之间设置一运行滑道21，运行滑道21具体为半圆形滑道，在其与盾构机6的接触面上均匀布设若干滑轮22，以方便其后盾构机6在运行滑道21上的推进。以下为采用该种洞口结构时盾构机6进洞的施工方法①当盾构机6的最前端离封门较近时停止推进施工，拆除设置在井壁3上的封门2，并在工作井I的地面上铺设底座18 ；②然后利用大型起重机将两端开口的腔体12架设在工作井I内的底座18上，并且将腔体12与井壁3紧贴，为确保腔体12与进洞口 8处的密封性，在腔体12与井壁3之间设置有密封垫圈13 ;同时为确保盾构机6其后能够在腔体12中的同轴度直线运动，在腔体12与井壁3之间的接缝处设置同轴度垫块14 ;其中腔体12的长度为盾构机6长度的1/3 ；③由于腔体12长度较短，因此在腔体12后接运行滑道21，所述的滑道21具体为半圆形滑道，在其与盾构机6的接触面上均匀布设若干滑轮22，以方便其后盾构机6在运行滑道21上的推进；④其后在运行滑道21上架设油缸框架10，油缸框架10上固定有四个油缸11，油缸11的活塞杆17伸长至最大行程，活塞杆17的前端同时与顶板16焊接在一起，其中顶板16在盾构机6进洞前紧靠井壁3 ;由于盾构机6的刀盘4上存在有前端凸出物7，因此为了增大顶板16与盾构机6的接触面积，在顶板16的面上均匀设置四个挡块15，所述的挡块15的厚度大于刀盘4上的前端凸出物7的厚度；⑤当油缸框架10安装完毕之后，为确保油缸框架10在被盾构机6前进顶压时固定不动，在工作井I内的井壁9上设置一后靠座20，后靠座20上伸出的支撑杆19通过螺栓固定在油缸框架10上，用以为油缸框架10提供反力支撑；其中所述的支撑杆19可拆卸更换，因此支撑杆19的长度可视具体施工要求而更换；⑥启动盾构机6向前掘进，盾构机6上的刀盘4顶住所述紧贴于井壁3上的顶板16并匀速向前推进，此时油缸11的压力等于盾构机6作用于顶板16上的压力，用以模拟一个进洞口 8处土体的压力防止土体坍塌；盾构机6持续向前匀速推进，当活塞杆17被盾构机6压缩至最小行程时，暂停盾构机6的推进，拆卸所述支撑杆19对于油缸框架10的固定，向井壁9的方向移动油缸框架10，以使活塞杆17再次伸长至最大行程，并更换较短的支撑杆19对油缸框架10重新固定；再次启动盾构机6向前匀速推进，如此往复，直至完全驶离隧洞5进入腔体12内以及运行滑道21上，此时盾构机6完成进洞工序；停止工作，通过大型起重机将盾构机6吊离施工现场。综上所述，根据施工现场的不同需要以及施工设备的准备情况，施工人员可自由选择实施例一或者实施例二中的洞口结构，并按照其中的步骤进行施工。
权利要求1.一种用于盾构机进洞的洞口结构，具体涉及隧洞、工作井及在所述隧洞中工作的盾构机，其特征在于所述洞口结构主要包括一设置于隧洞洞口的开口腔体、设置在所述腔体内的油缸框架以及设置于工作井井壁上的后靠座，所述的油缸框架上至少固定有两个油缸，同时在所述油缸上的活塞杆前端固定有一顶板并紧贴于所述隧洞洞口处的工作井井壁上，其中所述的后靠座与所述油缸框架固定连接以提供反力。
2.根据权利要求1所述的一种用于盾构机进洞的洞口结构，其特征在于所述的开口腔体与工作井井壁之间设置有密封垫圈。
3.根据权利要求1所述的一种用于盾构机进洞的洞口结构，其特征在于所述顶板上设置有至少两块挡块，所述挡块的厚度大于所述盾构机刀盘前端凸出物的厚度。
4.根据权利要求1所述的一种用于盾构机进洞的洞口结构，其特征在于所述腔体与工作井井壁之间的间隙处设置有同轴度垫块，用以确保所述盾构机能够水平直线运动。
5.根据权利要求1所述的一种用于盾构机进洞的洞口结构，其特征在于所述油缸上的活塞杆的初始状态处于最大行程。
6.根据权利要求1所述的一种用于盾构机进洞的洞口结构，其特征在于所述腔体的长度至少为盾构机长度的1/3。
7.根据权利要求6所述的一种用于盾构机进洞的洞口结构，其特征在于所述腔体与后靠座之间设置有运行滑道以使所述盾构机出腔体之后可继续滑动。
专利摘要本实用新型属于地下工程领域，具体涉及一种用于盾构机进洞的洞口结构。该洞口结构主要包括一设置于隧洞洞口的开口腔体、设置在所述腔体内的油缸框架以及设置于工作井井壁上的后靠座，所述的油缸框架上至少固定有两个油缸，同时在所述油缸上的活塞杆前端固定有一顶板并紧贴于所述隧洞洞口处的工作井井壁上，其中所述的后靠座与所述油缸框架固定连接以提供反力。本实用新型的优点是，既可以使盾构机顺利进洞又可以确保进洞口土体不会发生涌水漏沙现象，施工现场整洁卫生，洞口结构简单稳固，所需部件制造及运输十分方便。
文档编号E21D9/14GK202866811SQ20122052860
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者陈立生, 胡劲松, 龚叶峰, 卢礼顺, 赵国强, 郑杰 申请人:上海城建市政工程(集团)有限公司