大直径盾构洞内始发空推装置及方法与流程

本发明涉及盾构机步进技术领域，具体涉及一种大直径盾构洞内始发空推装置及方法。

背景技术：

目前，盾构隧道在往更大深度、更大直径、更长距离发展，施工前期首先在工作井两侧人工挖就一小段容纳盾构机的隧道，盾构机机头在工作井中组装完成后，由工作井推至预先设置的隧道内，之后拖车等设备进入并与机头进行组装。由于盾构机由工作井推进至洞内指定位置的这一过程盾构机不工作，因此成为“空推”。

传统的盾构机空推采用牛腿作为支点，在制作导台时，于导轨两侧预留牛腿槽，在牛腿槽中插入钢板焊接成的盒状支撑柱，牛腿抵在支撑柱上，之后液压油缸靠着牛腿推动盾构机前进。但是，对于大直径的盾构机来说，由于自重比较大，单个牛腿提供的反力已经不足以满足推进要求，推进过程中牛腿槽受力过大导致后方的混凝土被挤碎，无法继续推进，需要使用相邻的牛腿槽，导致牛腿槽的实际设置较理论值要密集的多，频繁的更换也会影响施工进程。因此，实际施工中，采用两组牛腿焊接为一个整体提高承载能力，但是这种方式下牛腿整体质量过大不容易移动，需要重新分离，制作工序较为复杂，而且牛腿支撑柱受力过大会卡进牛腿槽，造成施工困难。

技术实现要素：

本发明提供一种大直径盾构洞内始发空推装置及方法以解决现有空推装置承重能力差，体积笨重，现有空推方法牛腿不易分离致使步进困难的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种大直径盾构洞内始发空推装置，包括平行设置的导台，该导台包括水平面和对向设置的倾斜面，倾斜面铺设有导轨，在导台的水平面设置间隔分布的凹槽，凹槽的底面设置有固定孔，固定孔中对应安装有与其大小匹配的固定柱，固定柱上连接有支撑板，支撑板上设置有用于固定顶推油缸推动盾构机的反力支座。

优选的，支撑板背面设置有加强筋。

优选的，固定柱为实心圆钢。

优选的，实心圆钢的直径为50mm。

优选的，固定孔包括均匀分布于所述凹槽底面的两行三列固定孔。

优选的，凹槽的间距为4m。

优选的，盾构机的前侧面设置有受力支座。

还设计一种大直径盾构洞内始发空推方法，包括：

s1，建设导台和工作井，并在导台上铺设导轨；

s2，在导台的上表面开设凹槽；

s3，在凹槽中钻取固定孔；

s4，重复上述s2、s3，在导台上等间距设置凹槽和固定孔；

s5，在工作井中组装盾构机，并将盾构机安放在导轨上；

s6，在固定孔中插入固定柱，固定柱上焊接支撑板，支撑板上焊接反力支座；

s7，在盾构机的前侧面安装受力支座，在受力支座和反力支座间安装液压油缸，推动盾构机前进；

s8，盾构机前进一个凹槽间距后，在下一个凹槽处重复s6、s7，以此类推直至盾构机步进至设计里程。

进一步的，固定柱在步骤s4中提前进行预设。

进一步的，反力支座与所述支撑板的连接为提前制作完成。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

1.本发明使用圆钢焊接支撑板代替牛腿槽和牛腿，结构更加简单，重量轻，方便安装，步进时不需要进行焊割，使用灵活。

2.本发明采用多根圆钢作为支撑，分散反力支座收到的推力，增加支座的承重能力和使用时间，使用时间的延长也就增加了步进一循环的距离。

3.本发明凹槽的间隔相对与传统的牛腿槽分布间距更小，节约工序，加快施工进程。

附图说明

图1为现有技术中大直径盾构洞内始发空推装置的结构示意图；

图2为现有技术中大直径盾构洞内始发空推装置的剖视图；

图3为图2中a的放大图；

图4为现有技术中大直径盾构洞内始发空推装置轨道的结构示意图；

图5为本发明大直径盾构洞内始发空推装置的结构示意图；

图6为本发明大直径盾构洞内始发空推装置的剖视图；

图7为图6中b的放大图；

图8为本发明大直径盾构洞内始发空推装置导台凹槽的结构示意图；

图9为本发明大直径盾构洞内始发空推装置导轨的结构示意图；

图中，1为盾构机，2为底座，3为导台，4为凹槽，5为圆钢，6为导轨，7为钢垫板，8为牛腿槽，9为液压油缸，10为肋板，11为支撑柱，12为支撑牛腿，13为连接板，21为支撑板，22为加强筋，23为反力支座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

实施例1：一种大直径盾构洞内始发空推装置，参见图1至图9，包括底座2上对向建造的混凝土导台3，该导台3上面为水平面，侧面有一斜坡，斜坡上铺设导轨6，导轨6的截面为工字型，在导轨6的两侧焊接起固定作用的肋板10，导轨6的下方预埋有钢垫板7，钢垫板7宽120mm，长350mm，两个钢垫板7之间间隔750mm，钢垫板7上双面焊接直径20mm的u型螺纹钢筋，并与导台内钢筋网焊接固定。

传统的盾构空推采用牛腿步进的方式，参见图1，在导台2的斜坡上导轨6的两侧开设牛腿槽8，在牛腿槽8中插入支撑柱11，支撑柱11为钢板焊接而成的盒状柱体，并且支撑柱与牛腿槽8的大小相同，能够紧贴在牛腿槽8的内壁上，支撑牛腿12放置在斜坡上并紧靠支撑柱11，由于支撑牛腿12的自重以及与斜坡的摩擦力其并不会向下滑动，支撑牛腿12的前侧截面相对较大，其单独就可用于支撑液压油缸9，但是在大直径盾构机的推进中，单个牛腿的称重力并不够，所以采用前后两组固定的方式，将并排的两个支撑牛腿12通过连接板13焊接在一起，液压油缸9顶在连接板13上推动盾构机1前进。

但是，上述传统的空推装置使用过程中，由于盾构机直径较大自重较大，即使两组支撑牛腿12焊接在一起，仍然会将牛腿槽8后方的混凝土挤碎，而且在步进的过程中由于牛腿比较重，向前移动时需要将两组固定在一起的牛腿重新割除才能移动，增加了操作工序，可能会延长工期。

基于上述原因，本实施例采用图5至图9所示的空推装置，同样的包含导台3和导轨6，在导台3的上表面每间隔4m设置一个凹槽4，该凹槽4采用5cm宽的方木订成盒子安装后浇筑成型，长1.4m，宽0.8m，在凹槽4的底面设置两行三列固定孔，固定孔内插上圆钢5，圆钢5和固定孔直径相同均为50mm，在圆钢5上焊接支撑板21，支撑板21厚度为40mm，与圆钢5采用穿孔焊的方式连接成一个整体受力体系，该支撑板21与凹槽4的大小相同，二者的四个侧面能够紧密贴合，在支撑板21的上表面焊接一个反力支座23，反力支座23的后方焊接加强肋板22，液压油缸9抵在反力支座23上推动盾构机1前进。

使用上述大直径盾构洞内始发空推装置进行盾构机空推的方法如下：

s1，前期首先搭建工作井并在底座2上建造导台3，在导台3上铺设导轨；s2，在导台3的上表面开设长1.4m*宽0.8m*高0.05m的凹槽4；s3，在上述凹槽4中用50mm的取芯钻头钻取300mm深的孔，每个凹槽内钻取6个孔；s4，重复上述s2、s3，在导台上每隔4m设置一个凹槽并钻取固定孔，该步骤可以每设置一处凹槽4便紧接着钻取固定孔，然后进行下一个凹槽4的设置，以此类推，也可以先制作所有的凹槽4，然后统一进行钻孔操作；s5，盾构机下井，在工作井中对盾构机进行组装，并将盾构机放在导轨上；s6，在盾构机前的凹槽内向固定孔中插入50mm的圆钢，然后在圆钢上焊接支撑板，接着在支撑板上对着盾构机的方向焊接反力支座并在反力制作的后方焊接加强筋，支撑板和圆钢采用穿孔焊的方式连接为一个整体受力体系；s7，在盾构机的前侧面安装受力支座，该受力支座为一个矩形的钢板，焊接在盾构机上，为了增加盾构机的受力面积，在受力支座和反力支座间安装液压油缸，随着该液压油缸的伸缩推动盾构机前进；s8，盾构机前进一个凹槽间距后，在下一个凹槽处重复s6、s7，以此类推直至盾构机步进至设计里程。

为简化操作，圆钢的设置可以再s4中钻孔完毕后就预先进行，在其后仅需要焊接支撑板和反力支座即可；另外，支撑板和反力支座之间的焊接也可提前预制，不在施工途中焊接有利于缩短工期。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。