一种适用于垂直盾构机的沉管导向系统的制作方法

[0001]
本发明涉及竖井掘进设备技术领域，尤其涉及一种适用于垂直盾构机的沉管导向系统。


背景技术：

[0002]
在隧道及竖井施工工程中，其中重要的一项环节就是洞壁支护。滚刀破岩钻进形成井筒的过程中，原来稳定的井邦岩体失去支撑，其受力平衡被打破，井筒周围失去稳定的状态，此时需对周围的井邦做支护。
[0003]
实际施工过程中，根据不同的地质条件，选择不同的支护方式。传统施工方式大多在掘进时采取临时支护，掘进完成后统一进行二次支护，在二次支护过程中铺设管片或二次衬砌。这种方法浪费大量的人力、物力和财力，施工效率低。


技术实现要素：

[0004]
(一)要解决的技术问题
[0005]
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种适用于垂直盾构机的沉管导向系统，其解决了现有施工过程中需要进行二次支护，浪费大量的人力、物力和财力，施工效率低的技术问题。
[0006]
(二)技术方案
[0007]
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
[0008]
本发明实施例提供一种适用于垂直盾构机的沉管导向系统，包括多个沉管油缸和多个导向支架，沉管油缸和导向支架周向设置于井口处，以将对井壁进行支护的管片沉降至井内；
[0009]
沉管油缸沿管片的外壁周向等间隔布置，沉管油缸的上部设有用于卡住管片外壁的固定组件，通过沉管油缸的伸缩带动管片下沉；
[0010]
导向支架沿管片的外壁周向等间隔布置，其中，部分沉管油缸设于导向支架内，导向支架对沉管油缸的伸缩起到导向的作用。
[0011]
本发明实施例提出的适用于垂直盾构机的沉管导向系统，通过沉管油缸的伸缩带动管片下沉，同时利用导向支架对沉管油缸起到导向的作用。
[0012]
可选地，导向支架包括立柱和滑块；
[0013]
立柱设置在沉管油缸的两侧，立柱的相对侧部设置有滑轨；
[0014]
滑块设置在固定组件的外部，与固定组件可拆卸地固定连接，滑块在沉管油缸的伸缩带动下沿滑轨上下移动。
[0015]
可选地，导向支架还包括用于连接固定立柱的连接件；
[0016]
连接件设置在立柱的顶部，与立柱固定连接。
[0017]
可选地，导向支架还包括用于固定立柱的固定件；
[0018]
固定件一端与地面固定连接，另一端与立柱固定连接。
[0019]
可选地，固定件为多个固定杆组成的梯形台结构。
[0020]
可选地，固定组件包括固定销，固定销用于插入管片上对应设置的销孔内；
[0021]
和设置在固定销外部、用于将固定销与沉管油缸连接的固定座。
[0022]
可选地，固定销的一侧设置有把手。
[0023]
可选地，沉管油缸的数量为十六个，导向支架的数量为四个。
[0024]
可选地，沉管油缸选用液压油缸。
[0025]
可选地，沉管油缸包括交替工作的第一组沉管油缸和第二组沉管油缸，第一组沉管油缸和第二组沉管油缸沿管片的外壁周向交替布置。
[0026]
(三)有益效果
[0027]
本发明的有益效果是：本发明的适用于垂直盾构机的沉管导向系统，将沉管油缸分为两组，共同完成管片的步进。同时，利用导向支架对沉管油缸起到导向的作用。相对于现有技术而言，其可以在掘进的过程中对井壁完成支护，避免二次支护，节省了大量的人力、物力和财力，施工效率高。
附图说明
[0028]
图1为本发明提供的沉管导向系统的结构示意图；
[0029]
图2为图1中的俯视图；
[0030]
图3为本发明提供的导向支架的结构示意图；
[0031]
图4为图3的俯视图；
[0032]
图5为本发明提供的固定组件的结构示意图；
[0033]
图6为本发明提供的沉管导向系统的第一工作状态示意图；
[0034]
图7为本发明提供的沉管导向系统的第二工作状态示意图。
[0035]
【附图标记说明】
[0036]
1：沉管油缸；
[0037]
2：导向支架；21：立柱；22：滑块；23：连接件；24：固定件；211：滑轨；
[0038]
3：固定组件；31：固定销；32：固定座；33：把手；
[0039]
4：管片；41：第一销孔；42：第二销孔。
具体实施方式
[0040]
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”。
[0041]
本发明实施例提出的适用于垂直盾构机的沉管导向系统，将沉管油缸分为两组，共同完成管片的步进。同时，利用导向支架对沉管油缸起到导向的作用。相对于现有技术而言，其可以在掘进的过程中对井壁完成支护，避免二次支护，节省了大量的人力、物力和财力，施工效率高。
[0042]
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0043]
实施例1
[0044]
如图1、2所示，分别为本实施例提供的适用于垂直盾构机的沉管导向系统的结构示意图和俯视图。沉管导向系统包括多个沉管油缸1和多个导向支架2，沉管油缸1和导向支架2周向设置于井口处，以将对井壁进行支护的管片4沉降至井内。多个沉管油缸1沿管片4的外壁周向等间隔布置，沉管油缸1的上部设有用于卡住管片外壁的固定组件3，通过沉管油缸1的伸缩带动管片4下沉。多个导向支架2沿管片4的外壁周向等间隔布置，其中，部分沉管油缸1设于导向支架2内，沉管油缸1上部的固定组件3与导向支架2滑动连接，以对沉管油缸1起到导向的作用。
[0045]
具体地，如图3-4所示，为本实施例提供的导向支架的结构示意图和俯视图。导向支架2包括立柱21、滑块22、连接件23和固定件24。立柱21设置在沉管油缸1的两侧，立柱21的相对侧部设置有用于与滑块22配合的滑轨211。滑块22设置在固定组件3的外部，与固定组件3可拆卸地固定连接，滑块22在沉管油缸1的伸缩带动下沿滑轨211上下移动，导向支架2对沉管油缸1的伸缩起到导向的作用。立柱21的顶部固定连接有连接件23，连接件23用于将立柱21连接且固定，同时也可避免滑块22因惯性冲出滑轨211。固定件24为多个固定杆组成的梯形台结构，一端与地面固定连接，另一端与立柱21固定连接，用于加固立柱21，使立柱21更加稳定。
[0046]
如图5所示，为本实施例提供的固定组件的结构示意图。固定组件3包括固定销31和设置在固定销31外部、用于将固定销31与沉管油缸1连接的固定座32。固定销31贯穿固定座32，且两侧均伸出固定座32。固定销31用于插入管片4上对应设置的销孔内。其中，固定销31的一侧设置有用于在沉管过程中安装和抽拉固定销31的把手33。
[0047]
在本实施例中，沉管油缸1选用液压油缸，液压油缸采用液压动力下沉管片，相比于浮力下沉管片更加稳定。
[0048]
在本实施例中，管片4上设置有与固定销31相匹配的销孔。管片4上均匀设置有多排销孔，每排包括十六个销孔。为方便下面的描述，将管片4上最底部的一排销孔称为第一销孔41，将倒数第二排的销孔称为第二销孔42。第一销孔41与第二销孔42在竖直方向上间隔设置，例如，最底部一排的销孔、倒数第三排的销孔、倒数第五排的销孔为第一销孔41，倒数第二排的销孔、倒数第四排的销孔、倒数第六排的销孔为第二销孔42，以此类推。
[0049]
在本实施例中，沉管导向系统设置在地面井口处。沉管导向系统包括两组沉管导向，在管片4的周向上交替布置，每组沉管导向由沉管油缸1和固定组件3组成。沉管油缸1负责管片4的下降，为管片4的下降提供动力，固定组件3负责与管片4的可拆卸地固定连接。两组沉管导向交替使用，当一组沉管导向将管片4下沉到固定的位置时，另一组沉管导向的沉管油缸1升至最高点，并通过固定组件3与管片4连接，然后管片4可继续下沉，从而实现管片4的步进功能。
[0050]
在本实施例中，沉管导向系统包括十六个沉管油缸1和四个导向支架2，四个导向支架2均匀设置在管片4的前后左右四个方向。十六个沉管油缸1沿管片4的外壁周向布置成两组，两组沉管油缸1间隔布置，沉管油缸1的上部设有用于卡住管片4外壁的固定组件3，通过沉管油缸1的伸缩带动管片4下沉。导向支架2内也设有沉管油缸1，沉管油缸1上部的固定组件3与导向支架2滑动连接，以对导向支架2内得沉管油缸1起到导向的作用，并防止管片4发生偏转，保证井壁支护的垂直度。
[0051]
如图6-7所示，为本实施例提供的沉管导向系统的工作状态示意图。沉管油缸1包括交替工作的第一组沉管油缸和第二组沉管油缸，第一组沉管油缸和第二组沉管油缸沿管片4的外壁周向交替布置。具体实施时，两组沉管油缸不同时工作。第一工作状态下，第一组沉管油缸升至最高点，将第一组沉管油缸上部的固定销31插入管片4外壁的第一销孔41内，当第一组沉管油缸将管片4下沉到固定位置时，即第二工作状态下，第二组沉管油缸升至最高点，将第二组沉管油缸上部的固定销31插入管片4外壁的第二销孔42内，将第一组沉管油缸上部的固定销31拔出，第二组沉管油缸带动管片4下沉，以此循环，从而实现管片4的步进功能，与垂直盾构机实现同步下降，完成井壁支护。
[0052]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0053]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0054]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
[0055]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0056]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。