CN101713292B - 一种用于土压平衡式盾构的全时推进系统结构 - Google Patents

一种用于土压平衡式盾构的全时推进系统结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于隧道工程技术领域的一种用于土压平衡式盾构的全时推进系统结构。本发明由N组推进千斤顶和N组撑挡构成，各组推进千斤顶的右端固接盾壳，左端与对应组撑挡铰接，撑挡顶在相应的管片上。1组撑挡顶在第1块B管片上，第2组撑挡顶在第1块A管片上，第3组撑挡顶在第2块A管片上。依此顺序，第N-2组撑挡顶在第N-3块A管片上，第N-1组撑挡顶在第2块B管片上，第N组撑挡顶在K管片上。同组的撑挡的高度相等，N组撑挡的高度从第1组撑挡到第N组撑挡等差递增。通过依次控制从第1组到第N组撑挡对应的推进千斤顶组，实现盾构边掘进边安装管片的全时推进施工，解决目前盾构施工速度较慢的问题，适用于土压平衡式盾构。

Description

一种用于土压平衡式盾构的全时推进系统结构
技术领域
本发明属于隧道工程技术领域，特别涉及一种用于土压平衡式盾构的全时推进系统结构。
背景技术
近年来，由于土压平衡式盾构具有排土简单、可靠性高、地层适应较广、对环境的影响小等特点，因此在国外被广泛应用于城市地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程建设中。目前，在我国土压平衡式盾构的使用比例也是最高的。
推进系统是土压平衡式盾构的关键组成部分，主要承担着整个盾构的顶进任务。推进系统工作性能的优劣直接决定隧道的工程质量与施工速度。现有盾构推进系统，为降低非分区系统控制的复杂程度，通常将所有的推进液压缸，分成四组或五组。
目前盾构施工时分两步进行。第一步，掘进：根据施工地质条件和隧道设计路线，单独控制每组液压缸的压力和速度，以实现盾构机左转、右转、抬头、叩头或直行掘进；第二步，管片安装：盾构掘进一个管环长度后，停止推进系统的工作，在推进系统后方进行管片安装。这样反复循环进行两步工作以实现盾构的向前掘进。
由于盾构施工中是分两步循环进行，因此，这大大减低了施工的速度。
发明内容
本发明目的是为了解决盾构施工过程中由于掘进与管片安装分步进行而降低施工速度，通过有效控制与管片先对应的撑挡组，实现盾构全时推进，提供一种用于土压平衡式盾构的全时推进系统结构。其特征在于：全时推进系统结构包括N组推进千斤顶和N组撑挡，第1组推进千斤顶的右端固接盾壳，第1组推进千斤顶左端与第1组撑挡铰接，第1组撑挡顶在第1块B管片上；按逆时针方向(以从盾头向盾壳的方向为参照，下同)，第2组推进千斤顶的右端固接盾壳，第2组推进千斤顶左端与第2组撑挡铰接，第2组撑挡顶在第1块A管片上；第3组推进千斤顶的右端固接盾壳，第3组推进千斤顶左端与第3组撑挡铰接，第3组撑挡顶在第2块A管片上；依此顺序，第N-2组推进千斤顶的右端固接盾壳，第N-2组推进千斤顶左端与第N-2组撑挡铰接，第N-2组撑挡顶在第N-3块A管片上；第N-1组推进千斤顶的右端固接盾壳，第N-1组推进千斤顶左端与第N-1组撑挡铰接，第N-1组撑挡顶在第2块B管片上；第N组推进千斤顶的右端固接盾壳，第N组推进千斤顶左端与第N组撑挡铰接，第N组撑挡顶在K管片上；
同组撑挡的高度相等，N组撑挡的高度从第1组撑挡到第N组承担等差递增，第N组撑挡高度与第1组撑挡高度之比的范围为1.5～2.5。
分别顶在两块B管片上的各组的撑挡数量相同，顶在每块A管片上的各组撑挡数量也相同，顶在K管片的撑挡数最少，顶在每块A管片上的的撑挡数最多。
所述N为6～24。
所述第一组推进千斤顶7至第N组推进千斤顶，在盾构施工时，各组推进千斤顶从第1组至第N组依次缩回，待与之铰接的撑挡组所顶的管片安装上后，再伸出使撑挡顶在对应管片上。
本发明的有益效果为，与现有技术相比较，土压平衡式盾构全时推进系统结构采用与千斤顶铰接高度依次递增的撑挡组，通过依次控制与每组撑挡对应的推进千斤顶组，实现盾构边掘进边安装管片的全时推进施工，解决目前盾构施工速度较慢的问题，适用于土压平衡式盾构。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1A向剖视图；
图3为完成逆时针偏移安装第1块B管片掘进示意图；
图4为完成逆时针偏移安装一个管片环掘进示意图；；
图5为完成顺时针偏移安装第1块B管片掘进示意图；
图6为完成顺时针偏移安装一个管片环掘进示意图。
图中，1--第3组撑挡，2--第4组撑挡，3--K管片，4--第5组撑挡，5--第6组撑挡，6--第1组撑挡，7--第1组推进千斤顶，8--盾壳，9--第2组撑挡，10--盾头，11--第2块B管片，12--第3块A管片，13--第2块A管片，14--第1块A管片，15--第1块B管片，16--第6组推进千斤顶，17--第5组推进千斤顶，18--第2组推进千斤顶，19--第3组推进千斤顶，20--第4组推进千斤顶。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步描述。
如图1和图2所示，本实施例全时推进系统结构包括6组推进千斤顶和6组撑挡，即第1组推进千斤顶7、第2组推进千斤顶18、第3组推进千斤顶19、第4组推进千斤顶20、第5组推进千斤顶17、第6组推进千斤顶16以及第1组撑挡6、第2组撑挡9、第3组撑挡1、第4组撑挡2、第5组撑挡4、第6组撑挡5；第1组推进千斤顶7的右端固接盾壳8，第1组推进千斤顶7左端与第1组撑挡6铰接，第1组撑挡6顶在第1块B管片15上；第2组推进千斤顶18的右端固接盾壳8，第2组推进千斤顶18左端与第2组撑挡9铰接，第2组撑挡9顶在第1块A管片14上；第3组推进千斤顶19的右端固接盾壳8，第3组推进千斤顶19左端与第3组撑挡1铰接，第3组撑挡1顶在第2块A管片上；第4组推进千斤顶20的右端固接盾壳8，第4组推进千斤顶20左端与第4组撑挡2铰接，第4组撑挡2顶在第3块A管片12上；第5组推进千斤顶17的右端固接盾壳8，第5组推进千斤顶17左端与第5组撑挡4铰接，第5组撑挡4顶在第2块B管片11上；第6组推进千斤顶16的右端固接盾壳8，第6组推进千斤顶16左端与第6组撑挡5铰接，第6组撑挡5顶在K管片3上。
盾构掘进时，第1组推进千斤顶7右端顶在盾壳8上，左端顶在作用于第1块B管片15的第1组撑挡6；第2组推进千斤顶18右端顶在盾壳8上，左端顶在作用于第1块A管片14的第2组撑挡9；第3组推进千斤顶19右端顶在盾壳8上，左端顶在作用第2块A管片13的第3组撑挡1；第4组推进千斤顶20右端顶在盾壳8上，左端顶在作用于第3块A管片12的第4组撑挡2；第5组推进千斤顶17右端顶在盾壳8上，左端顶在作用于第2块B管片11的第5组撑挡4；第6组推进千斤顶16右端顶在盾壳8上，左端顶在作用于K管片3的第6组撑挡5；盾壳8带动的盾头10向前运动，实现整个盾构向前掘进。掘进一段距离后，盾构继续向前掘进的同时，顶在第1块B管片15上的第1组撑挡6由对应的第1组推进千斤顶7带动回退，逆时针偏移一个角度安装下一管环的第1块B管片15，安装后第1组撑挡6由对应的第1组推进千斤顶7的带动顶回在安装后的第1块B管片15上，如图3所示。
盾构继续向前掘进的同时，各组千斤顶依次动作为：回退第2组推进千斤顶18，安装第1块A管片14，第2组撑挡9顶回在安装后的第1块A管片14上；回退第3组推进千斤顶19，安装第2块A管片13，第3组撑挡1顶回在安装后的第2块A管片13上；回退第4组推进千斤顶20，安装第3块A管片12，第4组撑挡2顶回在安装后的第3块A管片12上；回退第5组推进千斤顶17，安装第2块B管片11，第5组撑挡4顶回在安装后的第2块B管片11上；回退第6组推进千斤顶16，安装K管片3，第6组撑挡5顶回在安装后的K管片3上；最后在盾构的向前掘进的同时完成逆时针转动一角度的管环安装，如图4所示。
如图5所示，盾构继续向前掘进的同时，顶在第1块B管片15上的第1组撑挡6由对应的第1组推进千斤顶7带动回退，顺时针偏移一个角度安装再下一管环的第1块B管片15，安装后第1组撑挡6由对应的第1组推进千斤顶7的带动顶回在安装后的第1块B管片15上。
盾构继续向前掘进的同时，各组千斤顶依次动作为：回退第2组推进千斤顶18，安装第1块A管片14，第2组撑挡9顶回在安装后的第1块A管片14上；回退第3组推进千斤顶19，安装第2块A管片13，第3组撑挡1顶回在安装后的第2块A管片13上；回退第4组推进千斤顶20，安装第3块A管片12，第4组撑挡2顶回在安装后的第3块A管片12上；回退第5组推进千斤顶17，安装第2块B管片11，第5组撑挡4顶回在安装后的第2块B管片11上；回退第6组推进千斤顶16，安装K管片3，第6组撑挡5顶回在安装后的K管片3上；最后如图6所示在盾构向前掘进的同时完成顺时针转动一角度的管环安装施工。
本发明适用于土压平衡式盾构。

Claims (3)

1.一种用于土压平衡式盾构的全时推进系统结构，其特征在于：全时推进系统结构包括N组推进千斤顶和N组撑挡，第1组推进千斤顶的右端固接盾壳，第1组推进千斤顶左端与第1组撑挡铰接，第1组撑挡顶在第1块B管片上；按逆时针方向，第2组推进千斤顶的右端固接盾壳，第2组推进千斤顶左端与第2组撑挡铰接，第2组撑挡顶在第1块A管片上；第3组推进千斤顶的右端固接盾壳，第3组推进千斤顶左端与第3组撑挡铰接，第3组撑挡顶在第2块A管片上；依此顺序，第N-2组推进千斤顶的右端固接盾壳，第N-2组推进千斤顶左端与第N-2组撑挡铰接，第N-2组撑挡顶在第N-3块A管片上；第N-1组推进千斤顶的右端固接盾壳，第N-1组推进千斤顶左端与第N-1组撑挡铰接，第N-1组撑挡顶在第2块B管片上；第N组推进千斤顶的右端固接盾壳，第N组推进千斤顶左端与第N组撑挡铰接，第N组撑挡顶在K管片上；
同组撑挡的高度相等，N组撑挡的高度从第1组撑挡到第N组承担等差递增，第N组撑挡高度与第1组撑挡高度之比的范围为1.5～2.5。
2.根据权利要求1所述的一种用于土压平衡式盾构的全时推进系统结构，其特征在于，所述N为6～24。
3.根据权利要求1所述的一种用于土压平衡式盾构的全时推进系统结构，其特征在于，所述第一组推进千斤顶至第N组推进千斤顶，在盾构施工时，各组推进千斤顶从第1组至第N组依次缩回，待与之铰接的撑挡组所顶的管片安装上后，再伸出使撑挡顶在对应管片上。
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