一种用于管片二次衬砌设备的内涨式反力支撑装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隧道施工设备，尤其涉及一种用于管片二次衬砌设备的内涨式反力支撑装置。
【背景技术】
[0002]随着盾构隧道的应用越来越广泛，从早期的公路、铁路隧道发展到今天的地铁、电缆、取排水道等。隧道的多元化应用，使得隧道的结构强度、使用年限及防水能力等也有了更高的要求。在空间相对狭小的区域开挖隧道通常不适合盾构机作业，往往都采取明挖、暗挖和盖挖等方式，这些方式往往都是通过钢筋混凝土对开挖的隧道加固，用钢筋混凝土加固的隧道往往防水性能较差，而且结构强度较弱，这就需要对隧道进行二次衬砌管片以满足隧道的特殊使用要求。
[0003]而现有的管片二次衬砌设备的支撑装置包括支撑盾，在支撑盾的侧端对称设置有撑靴，在支撑盾上设置有推进油缸支撑盾，这种管片二次衬砌设备由支撑盾的撑靴撑住初次衬砌的隧道壁以提供足够的摩擦力驱使设备前进。由于初次衬砌的管片结构强度较弱，不足以支撑设备推进，而通过使用大撑靴的方案在推进过程中容易损坏初次衬砌的隧道，且在凸凹不平的隧道表面，会导致撑靴的受力不均匀，影响设备的前进；另外，在隧道薄弱地带，容易损坏初次衬砌的隧道。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供结构简单、施工过程中不损伤隧道内壁表面的用于管片二次衬砌设备的内涨式反力支撑装置。
[0005]本发明所采用的技术方案为:一种用于管片二次衬砌设备的内涨式反力支撑装置，包括支撑盾，在支撑盾的盾架周向设置有多个推进油缸，其特征在于支撑盾的盾架的侧壁周向均设置有多个气囊，在每个气囊上对应设置有入口与出口，所述入口和出口与气囊压力控制系统相连，所述气囊压力控制系统用于调整气囊内的压力大小，从使气囊涨大和缩小。
[0006]按上述技术方案，当气囊内涨紧时，其外表面凸出对应的盾架侧壁。
[0007]按上述技术方案，设置有两组支撑盾，分别为第一支撑盾和第二支撑盾，第一支撑盾的第一推进油缸与第二支撑盾的盾架相连，第二支撑盾的第二推进油缸后端与拼装管片相对应，在每个支撑盾上对应设置有气囊。
[0008]按上述技术方案，第一支撑盾和第二支撑盾的盾架均为米字型钢梁，所述第一推进油缸设置在第一支撑盾的钢梁中部上，并与第二支撑盾的钢梁中部相连，各个第二推进油缸间隔设置在第二支撑盾的外周周向位置。
[0009]按上述技术方案，在每个支撑盾的侧壁周向固设有气囊卡座，所述气囊安设在气囊卡座内。
[0010]按上述技术方案，每个气囊内的压力范围为:500MPa~1000MPa，在每个支撑盾的侧壁周向设置有16~36个气囊。
[0011]按上述技术方案，当充入空气时，气囊压力控制系统为气动控制，当充入液体时，气囊压力控制系统为液压控制，其中液体可以为水或其它液体。
[0012]本发明所取得的有益效果为:本发明通过在支撑盾的盾架侧壁周向设置若干气囊，通过内涨紧气囊来使气囊顶紧隧道内壁，从而提供设备前进所需要的摩擦力，使隧道内壁周圈受力均匀，避免了由于刚性支撑造成的初次衬砌隧道的破坏，且适用内表面凸凹不平的隧道；当设置两组支撑盾时，通过调节气囊内压力的大小，使得两支撑盾交互前行，且装管片时，两个内涨式反力支撑盾均工作，可提供大于2倍轴向力，适应性强，可适应弯道、大长隧道施工。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图。
[0014]图2为本发明中第二支撑盾的结构示意图。
[0015]图3—图6为本发明的工作状态示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0017]如图1、2所示，本实施例提供了一种用于管片二次衬砌设备的内涨式反力支撑装置，包括第一支撑盾I和第二支撑盾3，第一支撑盾I和第二支撑盾3的盾架均为类似圆形的米字型钢梁，第一支撑盾I的钢梁中部上设置有多个第一推进油缸2，第一推进油缸2的另一端与与第二支撑盾3的钢梁中部相连，在第二支撑盾3的周向设置有若干第二推进油缸4，所述第二推进油缸4后端与拼装管片5相对应，在两个支撑盾的盾架的侧壁周向均设置有24个气囊卡座，在每个气囊卡座内对应安设有气囊6，在每个气囊6上对应设置有入口8与出口 9，所述入口 8与出口 9与气囊压力控制系统相连，通过气囊压力控制系统调节气囊的涨大和缩小来实现两支撑盾的交互支撑。
[0018]当然，本发明支撑盾的个数并不局限于上述两个支撑盾的组合，本发明也可以设置一个支撑盾来达到本发明的目的。
[0019]本实施例中的气囊由橡胶材料制成，每个气囊内的压力范围为:500MPa~1000MPa。在气囊内充入空气或液体，当充入空气时，气囊压力控制系统为气动控制，当充入液体时，气囊压力控制系统为液压控制，其中液体可以为水或其它液体。本发明中，气囊设置的数量越多，对隧道内壁表面的压力越小，对隧道内壁表面的损伤越小，而且通过改变气囊长度，可以改变气囊对隧道内壁表面的摩擦力大小。
[0020]本发明用于在管片衬砌的过程中起到支撑和推进作用，其工作步骤为:
步骤一:第一支撑盾气囊收压，第一推进油缸顶住第二支撑盾开始步进，如图3所示； 步骤二:第一支撑盾气囊充压，使第一支撑盾的气囊涨大，并凸出盾架侧壁来顶紧隧道内壁，同时，控制第二支撑盾上的气囊收压，为第二支撑盾前进做准备，如图4所示；
步骤三:第二推进油缸伸长顶住管片，第一推进油缸同步收缩，使第二支撑盾前行，步进一定距离后第二支撑盾气囊充压，使第二支撑盾气囊顶紧隧道内壁，同步拼装管片，如图5所示；步骤四:管片安装后，达到起始状态，重复上述步骤进行下一环管片的安装，如图6所不O
[0021]在整个运转周期内，第二推进油缸均作用于管片上，以提供足够大且持续的力。
【主权项】
1.一种用于管片二次衬砌设备的内涨式反力支撑装置，包括支撑盾，在支撑盾的盾架周向设置有多个推进油缸，其特征在于支撑盾的盾架的侧壁周向均设置有多个气囊，在每个气囊上对应设置有入口与出口，所述入口和出口与气囊压力控制系统相连，所述气囊压力控制系统用于调整气囊内的压力大小，从使气囊涨大和缩小。2.根据权利要求1或2所述的内涨式反力支撑装置，其特征在于，当气囊内涨紧时，其外表面凸出对应的盾架侧壁。3.根据权利要求1或2所述的内涨式反力支撑装置，其特征在于设置有两组支撑盾，分别为第一支撑盾和第二支撑盾，第一支撑盾的第一推进油缸与第二支撑盾的盾架相连，第二支撑盾的第二推进油缸后端与拼装管片相对应，在每个支撑盾上对应设置有气囊。4.根据权利要求3所述的内涨式反力支撑装置，其特征在于，第一支撑盾和第二支撑盾的盾架均为米字型钢梁，所述第一推进油缸设置在第一支撑盾的钢梁中部上，并与第二支撑盾的钢梁中部相连，各个第二推进油缸间隔设置在第二支撑盾的外周周向位置。5.根据权利要求1或2所述的内涨式反力支撑装置，其特征在于，在支撑盾的盾架侧壁周向固设有气囊卡座，所述气囊安设在气囊卡座内。6.根据权利要求1或2所述的内涨式反力支撑装置，其特征在于，每个气囊内的压力范围为:500MPa~1000MPa，在每个支撑盾的侧壁周向设置有16~36个气囊。7.根据权利要求1或2所述的内涨式反力支撑装置，其特征在于，当充入空气时，气囊压力控制系统为气动控制，当充入液体时，气囊压力控制系统为液压控制，其中液体可以为水或其它液体。
【专利摘要】本发明公开了一种用于管片二次衬砌设备的内涨式反力支撑装置，包括支撑盾，在支撑盾的盾架周向设置有多个推进油缸，其特征在于支撑盾的盾架的侧壁周向均设置有多个气囊，在每个气囊上对应设置有入口与出口，所述入口和出口与气囊压力控制系统相连，所述气囊压力控制系统用于调整气囊内的压力大小，从使气囊涨大和缩小。本发明通过在支撑盾的盾架侧壁周向设置若干气囊，通过内涨紧气囊来使气囊顶紧隧道内壁，从而提供设备前进所需要的摩擦力，使隧道内壁周圈受力均匀，避免了由于刚性支撑造成的原隧道的破坏，适用内表面凸凹不平的隧道。
【IPC分类】E21D11/08, E21D9/06
【公开号】CN105156133
【申请号】CN201510631313
【发明人】徐永, 童彪, 张文凯, 孙剑斌, 杨兵宽, 于珍珍, 周红霞
【申请人】中铁科工集团轨道交通装备有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月29日