專利名稱：一種用于土壓平衡式盾構(gòu)的全時推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于土壓平衡式盾構(gòu)的全時推進(jìn)系
統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，由于土壓平衡式盾構(gòu)具有排土簡單、可靠性高、地層適應(yīng)較廣、對環(huán)境的 影響小等特點(diǎn)，因此在國外被廣泛應(yīng)用于城市地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程建設(shè) 中。目前，在我國土壓平衡式盾構(gòu)的使用比例也是最高的。 推進(jìn)系統(tǒng)是土壓平衡式盾構(gòu)的關(guān)鍵組成部分，主要承擔(dān)著整個盾構(gòu)的頂進(jìn)任務(wù)。
推進(jìn)系統(tǒng)工作性能的優(yōu)劣直接決定隧道的工程質(zhì)量與施工速度?，F(xiàn)有盾構(gòu)推進(jìn)系統(tǒng)，為降
低非分區(qū)系統(tǒng)控制的復(fù)雜程度，通常將所有的推進(jìn)液壓缸，分成四組或五組。
目前盾構(gòu)施工時分兩步進(jìn)行。第一步，掘進(jìn)根據(jù)施工地質(zhì)條件和隧道設(shè)計(jì)路線，
單獨(dú)控制每組液壓缸的壓力和速度，以實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、抬頭、叩頭或直行掘進(jìn)；第二
步，管片安裝盾構(gòu)掘進(jìn)一個管環(huán)長度后，停止推進(jìn)系統(tǒng)的工作，在推進(jìn)系統(tǒng)后方進(jìn)行管片
安裝。這樣反復(fù)循環(huán)進(jìn)行兩步工作以實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)的向前掘進(jìn)。
由于盾構(gòu)施工中是分兩步循環(huán)進(jìn)行，因此，這大大減低了施工的速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決盾構(gòu)施工過程中由于掘進(jìn)與管片安裝分步進(jìn)行而降低施 工速度，通過有效控制與管片先對應(yīng)的撐擋組，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)全時推進(jìn)，提供一種用于土壓平衡 式盾構(gòu)的全時推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其特征在于全時推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括N組推進(jìn)千斤頂和N組 撐擋，第1組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞ぃ?組推進(jìn)千斤頂左端與第1組撐擋鉸接，第1 組撐擋頂在第1塊B管片上；按逆時針方向(以從盾頭向盾殼的方向?yàn)閰⒄?，下?，第2 組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞?，?組推進(jìn)千斤頂左端與第2組撐擋鉸接，第2組撐擋頂在 第1塊A管片上；第3組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞?，?組推進(jìn)千斤頂左端與第3組撐擋 鉸接，第3組撐擋頂在第2塊A管片上；依此順序，第N-2組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞?，?N-2組推進(jìn)千斤頂左端與第N-2組撐擋鉸接，第N-2組撐擋頂在第N-3塊A管片上；第N_l 組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞ぃ贜-1組推進(jìn)千斤頂左端與第N-1組撐擋鉸接，第N-1組撐 擋頂在第2塊B管片上；第N組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞?，第N組推進(jìn)千斤頂左端與第N 組撐擋鉸接，第N組撐擋頂在K管片上； 同組撐擋的高度相等，N組撐擋的高度從第1組撐擋到第N組承擔(dān)等差遞增，第N 組撐擋高度與第1組撐擋高度之比的范圍為1. 5 2. 5。 分別頂在兩塊B管片上的各組的撐擋數(shù)量相同，頂在每塊A管片上的各組撐擋數(shù) 量也相同，頂在K管片的撐擋數(shù)最少，頂在每塊A管片上的的撐擋數(shù)最多。
所述N為6 24。 所述第一組推進(jìn)千斤頂7至第N組推進(jìn)千斤頂，在盾構(gòu)施工時，各組推進(jìn)千斤頂從
3第丄組至第N組依次縮回，待與之鉸接的撐擋組所頂?shù)墓芷惭b上后，再伸出使撐擋頂在對 應(yīng)管片上。 本發(fā)明的有益效果為，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，土壓平衡式盾構(gòu)全時推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采 用與千斤頂鉸接高度依次遞增的撐擋組，通過依次控制與每組撐擋對應(yīng)的推進(jìn)千斤頂組， 實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)邊掘進(jìn)邊安裝管片的全時推進(jìn)施工，解決目前盾構(gòu)施工速度較慢的問題，適用于 土壓平衡式盾構(gòu)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1A向剖視圖； 圖3為完成逆時針偏移安裝第1塊B管片掘進(jìn)示意圖；
圖4為完成逆時針偏移安裝一個管片環(huán)掘進(jìn)示意圖；；
圖5為完成順時針偏移安裝第1塊B管片掘進(jìn)示意圖；
圖6為完成順時針偏移安裝一個管片環(huán)掘進(jìn)示意圖。 圖中，l一第3組撐擋，2—第4組撐擋，3—K管片，4一第5組撐擋，5—第6組撐 擋，6—第1組撐擋，7—第1組推進(jìn)千斤頂，8—盾殼，9一第2組撐擋，10—盾頭，ll一第 2塊B管片，12—第3塊A管片，13—第2塊A管片，14一第1塊A管片，15—第1塊B管 片，16—第6組推進(jìn)千斤頂，17—第5組推進(jìn)千斤頂，18—第2組推進(jìn)千斤頂，19一第3組 推進(jìn)千斤頂，20—第4組推進(jìn)千斤頂。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。 如圖1和圖2所示，本實(shí)施例全時推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括6組推進(jìn)千斤頂和6組撐擋， 即第1組推進(jìn)千斤頂7、第2組推進(jìn)千斤頂18、第3組推進(jìn)千斤頂19、第4組推進(jìn)千斤頂20、 第5組推進(jìn)千斤頂17、第6組推進(jìn)千斤頂16以及第1組撐擋6、第2組撐擋9、第3組撐擋 1、第4組撐擋2、第5組撐擋4、第6組撐擋5 ;第1組推進(jìn)千斤頂7的右端固接盾殼8，第1 組推進(jìn)千斤頂7左端與第1組撐擋6鉸接，第1組撐擋6頂在第1塊B管片15上；第2組 推進(jìn)千斤頂18的右端固接盾殼8，第2組推進(jìn)千斤頂18左端與第2組撐擋9鉸接，第2組 撐擋9頂在第1塊A管片14上；第3組推進(jìn)千斤頂19的右端固接盾殼8，第3組推進(jìn)千斤 頂19左端與第3組撐擋1鉸接，第3組撐擋1頂在第2塊A管片上；第4組推進(jìn)千斤頂20 的右端固接盾殼8，第4組推進(jìn)千斤頂20左端與第4組撐擋2鉸接，第4組撐擋2頂在第3 塊A管片12上；第5組推進(jìn)千斤頂17的右端固接盾殼8，第5組推進(jìn)千斤頂17左端與第 5組撐擋4鉸接，第5組撐擋4頂在第2塊B管片11上；第6組推進(jìn)千斤頂16的右端固接 盾殼8，第6組推進(jìn)千斤頂16左端與第6組撐擋5鉸接，第6組撐擋5頂在K管片3上。
盾構(gòu)掘進(jìn)時，第1組推進(jìn)千斤頂7右端頂在盾殼8上，左端頂在作用于第1塊B管 片15的第1組撐擋6 ;第2組推進(jìn)千斤頂18右端頂在盾殼8上，左端頂在作用于第1塊A 管片14的第2組撐擋9 ;第3組推進(jìn)千斤頂19右端頂在盾殼8上，左端頂在作用第2塊A 管片13的第3組撐擋1 ;第4組推進(jìn)千斤頂20右端頂在盾殼8上，左端頂在作用于第3塊 A管片12的第4組撐擋2 ;第5組推進(jìn)千斤頂17右端頂在盾殼8上，左端頂在作用于第2塊B管片11的第5組撐擋4 ;第6組推進(jìn)千斤頂16右端頂在盾殼8上，左端頂在作用于K 管片3的第6組撐擋5 ;盾殼8帶動的盾頭10向前運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)整個盾構(gòu)向前掘進(jìn)。掘進(jìn)一 段距離后，盾構(gòu)繼續(xù)向前掘進(jìn)的同時，頂在第1塊B管片15上的第l組撐擋6由對應(yīng)的第 1組推進(jìn)千斤頂7帶動回退，逆時針偏移一個角度安裝下一管環(huán)的第1塊B管片15，安裝后 第1組撐擋6由對應(yīng)的第1組推進(jìn)千斤頂7的帶動頂回在安裝后的第1塊B管片15上，如 圖3所示。 盾構(gòu)繼續(xù)向前掘進(jìn)的同時，各組千斤頂依次動作為回退第2組推進(jìn)千斤頂18，安 裝第1塊A管片14，第2組撐擋9頂回在安裝后的第1塊A管片14上；回退第3組推進(jìn)千 斤頂19，安裝第2塊A管片13，第3組撐擋1頂回在安裝后的第2塊A管片13上；回退第 4組推進(jìn)千斤頂20，安裝第3塊A管片12，第4組撐擋2頂回在安裝后的第3塊A管片12 上；回退第5組推進(jìn)千斤頂17，安裝第2塊B管片11 ，第5組撐擋4頂回在安裝后的第2塊 B管片11上；回退第6組推進(jìn)千斤頂16，安裝K管片3，第6組撐擋5頂回在安裝后的K管 片3上；最后在盾構(gòu)的向前掘進(jìn)的同時完成逆時針轉(zhuǎn)動一角度的管環(huán)安裝，如圖4所示。
如圖5所示，盾構(gòu)繼續(xù)向前掘進(jìn)的同時，頂在第1塊B管片15上的第1組撐擋6 由對應(yīng)的第1組推進(jìn)千斤頂7帶動回退，順時針偏移一個角度安裝再下一管環(huán)的第1塊B 管片15，安裝后第1組撐擋6由對應(yīng)的第1組推進(jìn)千斤頂7的帶動頂回在安裝后的第1塊 B管片15上。 盾構(gòu)繼續(xù)向前掘進(jìn)的同時，各組千斤頂依次動作為回退第2組推進(jìn)千斤頂18，安 裝第1塊A管片14，第2組撐擋9頂回在安裝后的第1塊A管片14上；回退第3組推進(jìn)千 斤頂19，安裝第2塊A管片13，第3組撐擋1頂回在安裝后的第2塊A管片13上；回退第 4組推進(jìn)千斤頂20，安裝第3塊A管片12，第4組撐擋2頂回在安裝后的第3塊A管片12 上；回退第5組推進(jìn)千斤頂17，安裝第2塊B管片11，第5組撐擋4頂回在安裝后的第2塊 B管片11上；回退第6組推進(jìn)千斤頂16，安裝K管片3，第6組撐擋5頂回在安裝后的K管 片3上；最后如圖6所示在盾構(gòu)向前掘進(jìn)的同時完成順時針轉(zhuǎn)動一角度的管環(huán)安裝施工。
本發(fā)明適用于土壓平衡式盾構(gòu)。
權(quán)利要求
一種用于土壓平衡式盾構(gòu)的全時推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于全時推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括N組推進(jìn)千斤頂和N組撐擋，第1組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞ぃ?組推進(jìn)千斤頂左端與第1組撐擋鉸接，第1組撐擋頂在第1塊B管片上；按逆時針方向，第2組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞?，?組推進(jìn)千斤頂左端與第2組撐擋鉸接，第2組撐擋頂在第1塊A管片上；第3組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞?，?組推進(jìn)千斤頂左端與第3組撐擋鉸接，第3組撐擋頂在第2塊A管片上；依此順序，第N-2組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞?，第N-2組推進(jìn)千斤頂左端與第N-2組撐擋鉸接，第N-2組撐擋頂在第N-3塊A管片上；第N-1組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞?，第N-1組推進(jìn)千斤頂左端與第N-1組撐擋鉸接，第N-1組撐擋頂在第2塊B管片上；第N組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞?，第N組推進(jìn)千斤頂左端與第N組撐擋鉸接，第N組撐擋頂在K管片上；同組撐擋的高度相等，N組撐擋的高度從第1組撐擋到第N組承擔(dān)等差遞增，第N組撐擋高度與第1組撐擋高度之比的范圍為1.5～2.5。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于土壓平衡式盾構(gòu)的全時推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述N為6 24。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于土壓平衡式盾構(gòu)的全時推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述第一組推進(jìn)千斤頂7至第N組推進(jìn)千斤頂16，在盾構(gòu)施工時，各組推進(jìn)千斤頂從第 丄組至第N組依次縮回，待與之鉸接的撐擋組所頂?shù)墓芷惭b上后，再伸出使撐擋頂在對應(yīng) 管片上。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于隧道工程技術(shù)領(lǐng)域的一種用于土壓平衡式盾構(gòu)的全時推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明由N組推進(jìn)千斤頂和N組撐擋構(gòu)成，各組推進(jìn)千斤頂?shù)挠叶斯探佣軞?，左端與對應(yīng)組撐擋鉸接，撐擋頂在相應(yīng)的管片上。1組撐擋頂在第1塊B管片上，第2組撐擋頂在第1塊A管片上，第3組撐擋頂在第2塊A管片上。依此順序，第N-2組撐擋頂在第N-3塊A管片上，第N-1組撐擋頂在第2塊B管片上，第N組撐擋頂在K管片上。同組的撐擋的高度相等，N組撐擋的高度從第1組撐擋到第N組撐擋等差遞增。通過依次控制從第1組到第N組撐擋對應(yīng)的推進(jìn)千斤頂組，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)邊掘進(jìn)邊安裝管片的全時推進(jìn)施工，解決目前盾構(gòu)施工速度較慢的問題，適用于土壓平衡式盾構(gòu)。
文檔編號E21D9/06GK101713292SQ200910235530
公開日2010年5月26日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者馮平法, 唐曉強(qiáng), 王立平, 鄧孔書, 陳旭 申請人:清華大學(xué)