防止盾尾上浮的装配式压重装置的制作方法

1.本发明涉及盾构工程技术领域，尤其是涉及一种防止盾尾上浮的装配式压重装置。


背景技术：

2.盾构机在地层中掘进时，对于刚脱出盾尾的管片，经常会出现局部或整体上浮，导致盾构机姿态纠偏效果不理想、管片错台和破损严重，严重时引起成型隧道轴线偏差过大等现象。究其原因，主要有以下几点：刀盘的开挖直径与管片外径存在一个间隙值，此间隙若不能及时被同步注浆浆液所填充，或者浆液的初凝时间较长，就使得管片脱离盾尾之后受到地下水、注浆浆液等包裹产生上浮；管片推进过程中，上下区压差设置过大，使得管片产生纵向的偏心荷载，在一定程度上加剧了盾尾管片上浮；泥水盾构中当使用较大的切口水压时，可能造成盾尾上抬，进而带动盾尾附近管片一起上浮。
3.针对于管片上浮这一常见工程质量问题，目前常用的处置措施主要有以下几类：改变同步注浆配比，缩短浆液的初凝时间。此方法是目前最常用的方法，但容易造成注浆管堵塞，处理较为麻烦，需要耗费多个台班进行清理；及时对脱出盾尾的管片进行二次注浆，二次注浆位置一般选择在1号台车顶部的管片，距离盾尾较远，效果不明显，若距离盾尾较近，又存在包裹盾体的风险；针对于脱出盾尾管片上浮严重区域， 在1号台车上放置重块，但距离盾尾较远，控制效果不明显。
4.中国专利文献cn 113279771 a记载了一种防止水下盾构隧道管片上浮的预制装配式结构，该结构在使用的过程中主要是针对大直径盾构，然后是在盾尾安装，待浆液凝固后再拆除，在施工的过程中需要一直拆装，才能让作用点固定于盾尾，操作相对麻烦，使用效率低，存在缺陷，因此需要改进。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种防止盾尾上浮的装配式压重装置，解决了盾构过程中管片在出现上浮过程中，现场不能快速应用装配和调整的压重，不能根据要求改变压重的相对位置，控制效果较差，且对施工过程会产生影响的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种防止盾尾上浮的装配式压重装置，包括相对设置在喂片机两侧的施力单元，施力单元的一侧和喂片机铰接，施力单元包括沿管片的铺设方向设置的多个压重装置，压重装置的下侧设有承重板，承重板上设有钢骨架，钢骨架内设有多个配重槽，配重槽内可拆卸的设有配重体，承重板的底部设有多个行走传力轮，行走传力轮和管片滑动连接；所述每两个压重装置之间通过连接单元连接，连接单元通过固定板和压重装置连接。
7.优选的方案中，压重装置靠近喂片机一侧平行设有多个支座，支座通过销轴和喂
片机铰接。
8.优选的方案中，所述连接单元包括底板，底板固设在固定板上，底板一侧设有安装板，安装板上设有固定杆，固定杆的一侧设有螺纹杆，螺纹杆和圆锥孔之间设有阶台，螺纹杆上设有对接平台。
9.优选的方案中，所述安装板上设有第一通孔，固定杆穿设在第一通孔内，固定杆通过螺母和安装板连接；所述安装板上对称设有两个第二螺纹孔，两个第二螺纹孔内分别螺纹连接有第一对接柱和第二对接柱，第一对接柱一侧设有圆锥柱，第二对接柱一侧设有圆锥孔，圆锥柱的尺寸和圆锥孔的尺寸相匹配；底板上还设有第一螺纹孔，固定杆上贯穿设有第二通孔，第二通孔内穿设有定位杆，定位杆一侧和第一螺纹孔螺纹连接。
10.优选的方案中，所述钢骨架和承重板之间还设有多个限位撑杆，距离喂片机较远的一侧设有通道，钢骨架的上部设有多个插槽，插槽内可拆卸的设有隔板。
11.优选的方案中，所述隔板两侧分别均匀设有多个第三滚珠，承重板的上部均匀设有多个第一滚珠。
12.优选的方案中，所述钢骨架上距离喂片机较近的一侧配重槽的顶部设有第一推板，钢骨架上距离喂片机较远的一侧配重槽的顶部设有第二推板，第一推板和第二推板的相同一侧通过两个丝杆分别固定在第一支撑座和第二支撑座上，第一推板和第二推板的相同另一侧通过光轴分别固定在两个第一调整座上。
13.优选的方案中，所述第一推板和第二推板结构相同，第一推板和第二推板的相同一侧分别设有第三螺纹孔和第四螺纹孔，第一推板和第二推板的相同另一侧分别设有第一凹槽和第二凹槽，两个丝杆分别螺纹连接在第三螺纹孔和第四螺纹孔内，第一推板和第二推板上远离喂片机的一侧分别设有多个第二滚珠。
14.优选的方案中，所述第一调整座上设有固定槽，光轴一侧位于固定槽内，第一调整座的上部通过螺钉连接有第一盖板，第一盖板上设有第五螺纹孔；两个第一调整座之间还设有第二调整座，第二调整座的轴线和第一调整座的轴线重合，第二调整座上设有通槽，第二调整座的上部通过螺钉连接有第二盖板，第二盖板上设有第六螺纹孔。
15.优选的方案中，所述钢骨架的外侧设有多个耳板，耳板上设有过孔，耳板上插接有挂架，挂架一侧设有挂钩，挂钩插设在过孔内，挂架上设有空腔， 空腔用于装载配重体。
16.本发明的有益效果为：通过在喂片机的两侧设置压重装置，在喂片机行走的过程，带动压重装置行进，压重装置内设置有多个配重槽，根据管片的状态需要，在配重槽内加载配重体，整体使用方便，且设置有挂架，可方便快速的调整配重体的位置，多个压重装置通过连接单元能便捷的组装，整体安装精度高，结构稳定，大幅提高了盾构时管片的固定效率，保证了施工进程的安全高效。
17.1）通过直接在盾尾处增加竖向作用力，能有效控制脱出盾尾的管片上浮；2）通过增加不同数量的配重体，可有效调整竖向作用力的大小，避免竖向力过大造成盾尾下沉；且在使用的过程中，可以调整配重的位置，保证管片受压更稳定；3）整个装置跟随喂片机一起移动，无需借助外力驱动，结构可靠，造价经济；
4）整个装置安装、拆卸方便，拼接调整便捷，即装即用，不影响盾构掘进正常施工和拼装作业。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1是本发明在隧道内安装正视示意图；图2是本发明的俯视示意图；图3是本发明的连接使用示意图；图4是本发明的整体结构示意图状态一；图5是本发明的整体结构示意图状态二；图6是图5的俯视示意图；图7是第一调整座整体结构示意图；图8是第二调整座整体结构示意图；图9是连接单元对接时整体正视示意图；图10是连接单元对接时整体俯视示意图；图11是连接单元对接时整体结构示意图；图12是图11的爆炸示意图。
19.图中：管片1；喂片机2；压重装置3；钢骨架301；配重体302；销轴303；固定板304；行走传力轮305；限位撑杆306；承重板307；第一滚珠308；配重槽309；第一推板310；第二推板311；隔板312；插槽313；挂架314；耳板315；挂钩316；第一调整座317；第一支撑座318；第二支撑座319；第二调整座320；第二滚珠321；第三滚珠322；限位凸板323；光轴324；丝杆325；驱动头326；第一凹槽327；第二凹槽328；第三螺纹孔329；第四螺纹孔330；固定槽331；第一盖板332；螺钉333；第五螺纹孔334；通槽335；第二盖板336；第六螺纹孔337；过孔338；空腔339；通道340；支座341；连接单元4；底板401；安装板402；第一螺纹孔403；第二螺纹孔404；第一通孔405；固定杆406；阶台407；第二通孔408；定位杆409；第一螺纹柱410；第一对接柱411；第二螺纹柱412；圆锥柱413；第二对接柱414；第三螺纹柱415；圆锥孔416；螺母417；螺纹杆418；就位区419；对接平台420；圆环槽421；施力单元5。
具体实施方式
20.如图1-12中，一种防止盾尾上浮的装配式压重装置，包括相对设置在喂片机2两侧的施力单元5，施力单元5的一侧和喂片机2铰接，施力单元5包括沿管片1的铺设方向设置的多个压重装置3，压重装置3的下侧设有承重板307，承重板307上设有钢骨架301，钢骨架301内设有多个配重槽309，配重槽309内可拆卸的设有配重体302，承重板307的底部设有多个行走传力轮305，行走传力轮305和管片1滑动连接；所述每两个压重装置3之间通过连接单元4连接，连接单元4通过固定板304和压重装置3连接。钢骨架301呈“田字形”结构，由此结构，以使得在配重槽309内可以根据需要增加或减少配重体302的数量，保证配重体302对承重板307施力稳定，从而行走传力轮305对管片的压紧力更加充分和稳定，避免了管片1的上浮，并且使得压重装置3整体跟随喂片机2行走时不会产生过大的摩擦力，延长压重装置3的使用寿命，在压重装置3对管片1施力的过程中也不会影响到盾构机的正常挖掘进程和管片
的正常拼装。
21.优选的方案中，压重装置3靠近喂片机2一侧平行设有多个支座341，支座341通过销轴303和喂片机2铰接。由此结构，以使得整体安拆方便，根据使用的需要，可以沿管片1的铺设方向随时调整压重装置3的数量，使用更加灵活方便，同时压重装置3可以根据隧道内的方向和高度变化，在自身重力的作用下自适应压在管片1上，同时喂片机2和压重装置3之间的连接更稳定。
22.优选的方案中，所述连接单元4包括底板401，底板401固设在固定板304上，底板401一侧设有安装板402，安装板402上设有固定杆406，固定杆406的一侧设有螺纹杆418，螺纹杆418和圆锥孔416之间设有阶台407，螺纹杆418上设有对接平台420。螺纹杆418采用开半结构，对接平台420为光滑接触面，由此结构，以使得固定板304对底板401起到了支撑作用，同时固定板304不会影响钢骨架301的整体受力，对接时，相对的两个螺纹杆418的对接平台420贴合，将两侧的两个螺纹杆418拼接在一起，此时旋转螺母417即可完成两个螺纹杆418的连接紧固，螺纹杆418上设置有正反丝，从而保证了两个螺纹杆418对位完成后，安装精度和固定效果更好。
23.优选的方案中，所述安装板402上设有第一通孔405，固定杆406穿设在第一通孔405内，固定杆406通过螺母417和安装板402连接；所述安装板402上对称设有两个第二螺纹孔404，两个第二螺纹孔404内分别螺纹连接有第一对接柱411和第二对接柱414，第一对接柱411一侧设有圆锥柱413，第二对接柱414一侧设有圆锥孔416，圆锥柱413的尺寸和圆锥孔416的尺寸相匹配；底板401上还设有第一螺纹孔403，固定杆406上贯穿设有第二通孔408，第二通孔408内穿设有定位杆409，定位杆409一侧和第一螺纹孔403螺纹连接。螺纹杆418靠近固定杆406一侧设置有就位区419，就位区419用于螺母417拆卸时的让位回退，定位杆409的一侧设有第一螺纹柱410，第一螺纹柱410和第一螺纹孔403螺纹连接，固定杆406上设置有圆环槽421，圆环槽421两侧分别设置螺纹，第一对接柱411一侧设有第二螺纹柱412，第二对接柱414一侧设有第三螺纹柱415，第二螺纹柱412和第三螺纹柱415分别和第二螺纹孔404螺纹连接，由此结构，以使得固定杆406可以通过螺母417固定在安装板402上，圆环槽421的宽度和安装板402的厚度相匹配，保证了螺母417对固定杆406的安装更牢固，同时固定杆406、第一对接柱411和第二对接柱414的安拆更加方便，定位杆409保证了固定杆406的角度准确，从而保证了两侧的螺纹杆418的对接平台420所在平面平行于底板401所在平面，安装调整更加方便。
24.优选的方案中，所述钢骨架301和承重板307之间还设有多个限位撑杆306，距离喂片机2较远的一侧设有通道340，钢骨架301的上部设有多个插槽313，插槽313内可拆卸的设有隔板312。限位撑杆306的内侧还设有限位凸板323，在使用的过程中，由于管片1是具有一定曲率的，因此当压重装置3压在管片1上时，配重体302会向靠近喂片机2一侧倾斜，由此结构，以使得限位撑杆306能对配重体302起到限位和支撑保护的作用，同时减轻整体的重量，同时限位凸板323对相邻的配重体323起到隔断作用，避免配重体302从配重槽309内相互滑动影响，同时由于压重装置3需要跟随喂片机2进行行走，因此会存在振动，限位凸板323保证行走更加稳定顺滑，插槽313内根据使用的需要安装隔板312，隔板312则保证了有配重体302稳定处于配重槽309内，且每个配重体302之间相互隔开，对管片1的施力均布效果更好。
25.优选的方案中，所述隔板312两侧分别均匀设有多个第三滚珠322，承重板307的上部均匀设有多个第一滚珠308。由此结构，以使得配重体302和承重板307及隔板312之间的接触面更小，当改变配重体302的位置时，滑动摩擦力小，更方便配重体302的移动，使用更方便。
26.优选的方案中，所述钢骨架301上距离喂片机2较近的一侧配重槽309的顶部设有第一推板310，钢骨架301上距离喂片机2较远的一侧配重槽309的顶部设有第二推板311，第一推板310和第二推板311的相同一侧通过两个丝杆325分别固定在第一支撑座318和第二支撑座319上，第一推板310和第二推板311的相同另一侧通过光轴324分别固定在两个第一调整座317上。丝杆325的一侧设有驱动头326，驱动头326采用六角凸台，第一支撑座318的高度高于第二支撑座319，由此结构，以使得两根丝杆325的高度不同，驱动头326可以在外部套筒扳手的作用下快速的执行动作，根据需要可以分别对第一推板310和第二推板311进行位置的调整，且调整方便。
27.优选的方案中，所述第一推板310和第二推板311结构相同，第一推板310和第二推板311的相同一侧分别设有第三螺纹孔329和第四螺纹孔330，第一推板310和第二推板311的相同另一侧分别设有第一凹槽327和第二凹槽328，两个丝杆325分别螺纹连接在第三螺纹孔329和第四螺纹孔330内，第一推板310和第二推板311上远离喂片机2的一侧分别设有多个第二滚珠321。由此结构，以使得第一推板310和第二推板311均可以对配重体302进行位置的调整，将配重体302向远离喂片机2一侧的方向移动，且借助丝杆325的作用，在解除光轴324的锁止后，第一推板310和第二推板311均可以从配重槽309内转动移出，保证了配重槽309之间相互的连通，可以将靠近喂片机2一侧的配重槽309内的配重体302向远离喂片机2一侧的配重槽309内移动。
28.优选的方案中，所述第一调整座317上设有固定槽331，光轴324一侧位于固定槽331内，第一调整座317的上部通过螺钉333连接有第一盖板332，第一盖板332上设有第五螺纹孔334；两个第一调整座317之间还设有第二调整座320，第二调整座320的轴线和第一调整座317的轴线重合，第二调整座320上设有通槽335，第二调整座320的上部通过螺钉333连接有第二盖板336，第二盖板336上设有第六螺纹孔337。在第五螺纹孔334和第六螺纹孔337内分别安装有螺钉333，由此结构，以使得通过调整螺钉333的位置，可以将光轴324固定在第一调整座317的固定槽331和第二调整座320的通槽335内，从而分别将第一推板310和第二推板311的另一侧限位，光轴324起到了限位和导向的作用。
29.优选的方案中，所述钢骨架301的外侧设有多个耳板315，耳板315上设有过孔338，耳板315上插接有挂架314，挂架314一侧设有挂钩316，挂钩316插设在过孔338内，挂架314上设有空腔339， 空腔339用于装载配重体302。由此结构，以使得可以根据需要临时快速的加载配重体302，同时挂架314延展了钢骨架301的施力范围，且可以根据管道不同位置管片1的状态不同的需要将配重槽309内的配重体302移出到空腔339内，改变整体的压力分布状态，使用更加方便。
30.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。