一种TBM首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置的制作方法

文档序号:23646587发布日期:2021-01-15 11:55阅读:117来源:国知局
一种TBM首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置的制作方法

本实用新型涉及隧道施工技术领域,具体而言,涉及一种tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置。



背景技术:

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法,它是将盾构机械在地中推进,通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌,同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。

现有技术中,在盾构或tbm(tunnelboringmachine,隧道掘进机)施工中,暗挖段与tbm段连接处首环管片的衬砌锁定钢环主要采用洞内现场焊接。

例如中国专利公开号为cn206761597u的实用新型专利公开了一种吊锅、鼎锅用的活动提手,该实用新型提供一种吊锅、鼎锅用的活动提手,它包括有锅体,锅体两侧设有吊耳,它还包括有呈拱形的吊架,吊架两端各设一组夹板,夹板由内、外夹板组合形成,内、外夹板下部设有扣槽,并通过扣槽与吊耳连接。采用本方案后的吊锅、鼎锅装配便利,同时配件可以标准化生产,生产效率高,装配标准,锅具不会被装配后强制变形,使用时可以一锅多用,既可做普通的双耳锅、鼎锅,又可做吊锅、吊鼎锅。

现有技术中至少存在以下问题:

由于暗挖隧道洞内无吊装条件,需要架立作业台架工人高处作业,危险性高,且效率低下,一般需要3天时间安装,极大地制约了整体施工进度,增加了施工成本、安全风险高、同时安装精确度低,严重影响首环管片的拼装质量,容易造成管片错台、破裂。

针对现有技术中由于暗挖隧道洞内无吊装条件,需要架立作业台架工人高处作业,危险性高,且效率低下,一般需要3天时间安装,极大地制约了整体施工进度,增加了施工成本、安全风险高、同时安装精确度低,严重影响首环管片的拼装质量,容易造成管片错台、破裂的问题,目前尚未提出有效的解决方案。



技术实现要素:

本实用新型的目的是针对现有技术的不足,提供一种tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置。

tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置包括:结构钢环、固定件、tbm盾尾、预埋件、背撑件和初期支护;

预埋件埋设于暗挖隧道衬砌与管片衬砌交界处的初期支护中,背撑件的第一端与预埋件固定连接,背撑件的第二端与结构钢环固定连接,结构钢环通过固定件与tbm盾尾焊接固定。

进一步地,结构钢环包括多个子结构钢环,多个子结构钢环中任意相邻的两个子结构钢环可拆卸连接,子结构钢环采用箱型焊接结构。

进一步地,多个子结构钢环中每个子结构钢环的两端均焊接有一个节点板,节点板上开设有螺栓孔。

进一步地,节点板上开设有n个螺栓孔,n个螺栓孔对称设置在节点板的两端,n为大于0的偶数。

进一步地,结构钢环与初期支护之间设有加固结构。

进一步地,子结构钢环包括:结构钢环前面板、结构钢环后面板、结构钢环内翼缘板、结构钢环外翼缘板、结构钢环加劲板;

结构钢环前面板、结构钢环内翼缘板、结构钢环后面板、结构钢环外翼缘板依次焊接,结构钢环加劲板分别与结构钢环前面板、结构钢环外翼缘板、结构钢环后面板、结构钢环内翼缘板焊接。

相对于现有技术,本实用新型所述的tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置具有以下显著的优越效果:

1,能够利用竖井吊装设备提前吊装到位,吊装条件好,钢环结构采用螺栓拼装方便简单、容易定位且定位精度高,安全高效,仅需1-2小时即可安装定位焊接完成,避免了在暗挖隧道洞内结构钢环拼装焊接时,由于暗挖隧道洞壁不平整、吊装条件差等原因带来的焊接安装偏差、提高了效率保证了首环管片的拼装质量。

2,所述tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置设计合理,结构简单,便于现场加工。

3,箱型结构的结构钢环及背撑件与初期支护这件喷砼加固,使得所述tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置结构强度高,保证了足够的受力稳定性,避免了拼装管片时造成对结构钢环损坏,显著提高了首环管片拼装的精度,具有良好的实用和推广价值。

4,通过在混凝土中添加防锈油和高岭土,使得所述tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置结构稳定,防腐蚀。

5,预埋件采用连接板和3个加固板制作,提高了预埋件与初期支护的稳定性,确保预埋件与背撑件连接时的稳固,进而保证了结构钢环的稳定。

附图说明

图1为本实用新型所述tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置的结构示意图;

图2为本实用新型所述tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置中结构钢环的正视图;

图3为本实用新型所述tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置中结构钢环的侧视图。

附图标记说明:

1-结构钢环、11-子结构钢环、111-结构钢环前面板、112-结构钢环后面板、113-结构钢环外翼缘板、114-结构钢环内翼缘板、115-结构钢环加劲板、12-螺栓、13-节点板;2-固定件;3-tbm盾尾;4-加固结构;5-预埋件、51-连接板、52-加固板;6-背撑件;7-初期支护。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型所述tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置进行进一步的详细描述。

如图1所示,所述tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置包括:结构钢环1、固定件2、tbm盾尾3、预埋件5、背撑件6和初期支护7,预埋件5埋设于暗挖隧道衬砌与管片衬砌交界处的初期支护7中,用于与结构钢环1焊接固定,背撑件6的第一端与预埋件5固定连接,背撑件6的第二端与结构钢环1固定连接,结构钢环1通过固定件2与tbm盾尾3焊接固定,其中,固定件2采用q235钢板制作而成,固定件2为l型,固定件2钢板的厚度为30mm,固定件2尺寸根据结构钢环1与tbm盾尾3相对位置确定,用于确保连接牢固,同时固定件2用于与tbm盾尾3焊接临时固定,预埋件5采用q235钢板,预埋件5的钢板厚度为20mm,尺寸为250mm*250mm,背撑件6采用i20型钢,背撑件6分别与预埋件5和结构钢环1焊接牢固,固定件2的数量为6个,均匀设置在结构钢环1和tbm盾尾3上,另外,l型固定件2的头端与结构钢环1焊接固定,l型固定件2的尾端与tbm盾尾3焊接固定,需要说明的是,固定件2的形状、尺寸大小能够根据tbm盾尾3和结构钢环1尺寸确定。

进一步地,如图1所示,结构钢环1与初期支护7之间设有加固结构4,具体的,通过在结构钢环1与初期支护7之间挂设网片,并在网片上喷混凝土,从而形成加固结构4,用于增加所述tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置整体刚度,其中,网片采用0.6mm钢丝制作。

进一步地,如图1所示,预埋件5包括连接板51和加固板52,连接板51与加固板52焊接固定,连接板51用于与背撑件6焊接固定,具体的,连接板51和加固板52均采用q235钢板制作而成,连接板51的厚度为20mm,3个加固板52分别与连接板51的一侧面焊接固定,3个加固板52均垂直于连接板51,且3个加固板52中任意相邻的2个加固板52的间距相同,加固板52延伸至初期支护7中,连接板51的另一侧面裸露出初期支护7,用于与背撑件6焊接,跟进一步地,加固板52的下端向一侧弯曲,用于加强加固板52的稳固性。

进一步地,如图2所示,结构钢环1包括多个子结构钢环11,多个子结构钢环11中任意相邻的两个子结构钢环11可拆卸连接,具体的,子结构钢环11的数量为3个,3个子结构钢环11采用螺栓12拼装而成,当施工完成后,拆除子结构钢环11之间连接的螺栓12,即将结构钢环1拆分。

进一步地,如图2和图3所示,多个子结构钢环11中每个子结构钢环11的两端均焊接有一个节点板13,节点板13上开设有螺栓孔,用于安装螺栓12,具体的,节点板13为矩形,节点板13的两端面为平面,用于相邻的节点板13抵贴连接,节点板13中部与子结构钢环11焊接,螺栓孔开设在节点板13的两端,节点板13采用q235钢板制作,节点板13厚度为20mm。

进一步地,如图2和图3所示,节点板13上开设有n个螺栓孔,n个螺栓孔对称设置在节点板13的两端,n为大于0的偶数,具体的,螺栓孔的数量为8个,分为两组,每组4个螺栓孔,两组螺栓孔对称开设在节点板13的两端,用于满足安装牢固要求,另外,每组螺栓孔包括的4个螺栓孔中,任意相邻的2个螺栓孔之间的间距均相同,且节点板13上开设的8个螺栓孔大小均相同,通过8个螺栓12分别穿过任意相邻的两个节点板13上相对应的螺栓孔,以使任意相邻的两个子结构钢环11连接固定,结构钢环1安装螺栓12采用8.8级螺栓12,螺栓12直径为

进一步地,如图2和图3所示,子结构钢环11采用箱型焊接结构,子结构钢环11由结构钢环前面板111、结构钢环后面板112、结构钢环内翼缘板114、结构钢环外翼缘板113、结构钢环加劲板115组成,结构钢环前面板111、结构钢环内翼缘板114、结构钢环后面板112、结构钢环外翼缘板113依次焊接,结构钢环加劲板115分别与结构钢环前面板111、结构钢环外翼缘板113、结构钢环后面板112、结构钢环内翼缘板114焊接,其中,结构钢环前面板111、结构钢环后面板112、结构钢环内翼缘板114、结构钢环外翼缘板113、结构钢环加劲板115采用q235钢板制作而成,结构钢环内翼缘板114的直径、结构钢环外翼缘板113的直径与实际tbm管片内外直径相同,以满足后期tbm管片的施工需要,结构钢环1的厚度与实际tbm管片厚度相同。

本实用新型所述tbm首环管片衬砌拼装式箱型锁定装置的工作原理为:

在隧道竖井底组装tbm,利用竖井吊装设备,将结构钢环1的各子结构钢环11吊装下井,采用螺栓12将结构钢环1的各子结构钢环11组装,通过多个加固件将结构钢环1和tbm盾尾3焊接牢固,分别将加固件与结构钢环1、tbm盾尾3的拼焊焊缝打磨平整,将tbm盾尾3移位至暗挖隧道衬砌与管片衬砌交界处,采用背撑件6分别与结构钢环1和预埋件5焊接牢固,背撑件6的横截面为梯形,背撑件6的两端分别与结构钢环1和预埋件5贴合,分别将背撑件6与结构钢环1和预埋件5的拼焊焊缝打磨平整,采用切割机分别将多个固定件2与tbm盾尾3切割分离,以使结构钢环1与tbm盾尾3分离,在结构钢环1的背面焊接网片,网片采用0.6mm钢丝制作,对网片喷射混凝土,形成加固结构4,tbm掘进后,抵靠结构钢环1正面拼装首环管片,使首环管片垂直于结构钢环1。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

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