CN110094209A - 一种盾构机推进方法 - Google Patents

Abstract

本发明旨在克服现有技术的至少一种缺陷，提供一种盾构机推进方法，以达到降低支座制造成本，实现支座循环利用的目的。所述方法包括：S1：将盾构机置于支座组上，保持盾构机前进方向与支座平行；将盾构机的水平推缸的外端连接反力构件；S2：启动盾构机的水平推缸，推进盾构机沿首端方向滑移；S3：当盾构机完全脱离出至少第一支座后，停止盾构机水平推缸伸展，将盾构机水平推缸与反力构件分离，将第一支座和第二支座分离；S4：收缩水平推缸，将水平推缸收缩连接第二支座的反力构件；S5：将分离出来的第一支座移至支座组的首端进行安装固定；S6：循环重复步骤S2、S3、S4、S5，将盾构机推至指定位置。本发明方法操作简单，可实现支座的动态循环利用。

Description

一种盾构机推进方法

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种盾构机推进方法。

背景技术

近年来随着城市的快速发展，城市地铁建设快速发展，城市轨道交通建设越发火热，盾构掘进施工时现在城市地铁建设采取的主要方式，但在遇到一些复杂地质时，需要采用其他施工方法施工隧道，在盾构机施工到已经开挖好的隧道时，需要空推盾构机过已经开挖好的隧道段。为确保盾构机顺利空推过已经开挖好的隧道段，使用已开挖好隧道内混凝土导台作为盾体支撑，导台上铺设的钢轨做为盾体行走轨道，通过两台液压千斤顶做为盾体推进动力与导轨上设置反力孔，配合与反力孔配套的反力架推动盾体在轨道上向前移动。

中国专利CN106150511B公开了一种盾构掘进式空推过地裂缝暗挖隧道施工方法，包括步骤：一、地裂缝暗挖隧道内混凝土导台施工；二、导轨及反力架施工；三、盾构机整体向前顶推：将盾构机向前推移并使盾构主机支撑于两道导轨上，再利用盾构机的推进油缸和反力架整体向前顶推，直至顶推到位；顶推过程中，利用盾构机的盾构管片拼装机由后向前在混凝土导台上安装多个盾构管片，盾构管片为底部管片且其位于推进油缸后侧，推进油缸通过底部管片支顶于反力架上，多个底部管片组成供盾构机的后配套台车向前平移的台车平移通道。该方法利用隧道内仰拱回填结构简便完成盾构空推过地裂缝暗挖隧道施工过程，且施工过程安全。然而隧道工程中，盾构机未进入隧道掌子面之前通常布设盾构机推进轨道以将盾构机推到隧道开挖界面。申请号2018111103796公开了一种空推步进装置，该装置采用铺设厚度为几十公分的混凝土导台上设置导轨，并在导台上预留反力孔，将反力构件插入反力孔，盾构的水平推缸作用在反力构件沿轨道前进；上述两种装置，均需要预先铺设混凝土倒台，花费大量的劳动力和混凝土量，混凝土需要漫长养护周期达到标准强度才可推进，经济花费大，效率低。

公布号为CN102337900A公开了一种循环铺垫式盾构机空推方法，该装置通过在盾构机底部设置托架，两侧设置两排竖向千斤顶，水平千斤顶通过反力构件与托架传力，水平千斤顶出力推动盾构机在托架上前移，然后启动竖向千斤顶将盾构机唾弃，水平千斤顶收缩，推进托架前移，收缩竖向千斤顶盾构机落在托架重复上述向前推进，上述装置由于托架与地面接触，托架前移与地面滑动摩擦对托架极易造成破坏，且盾构机一般高达上千吨，竖向千斤顶需要极大功率，在实际工程中效率低，重复利用率低，造价高。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种盾构机推进方法，以达到提高推进效率、支座循环利用的目的。

本发明采取的技术方案是，提供一种盾构机推进装置，包括至少两个首尾可拆卸连接的支座，形成支座组，所述盾构机置于支座组上，其中盾构推进方向为首端，所述支座组的尾端设有反力构件。

本发明通过可拆卸首尾连接的支座，实现支座的循环利用。所述盾构机置于支座上，盾构机通过反力构件实现向前推进，相对支座向首端方向移动，当盾构机移动至少一个支座的距离时，位于尾端的支座可以拆卸掉移至首端，实现支座的循环利用。

所述支座的可拆卸连接方式多样，可以是支座的侧面通过螺纹紧固连接件进行固定，也可以是支座之间相互嵌套的连接方式，只要不影响盾构机在支座组上侧移动即可。

所述反力构件主要作为盾构机在支座上推动的作用力支点，反力构件可以通过螺纹固定件固定在位于尾端支座的尾端，还可以通过嵌套的方式，将反力构件嵌入位于尾端的支座的尾端，推动盾构机前进的动力装置，一端顶住反力构件，另一端安装于盾构机上，实现盾构机向前推进。

进一步的，所述支座设有连接部，相邻两支座之间通过连接部实现可拆卸连接。

进一步的，所述支座通过连接部相互嵌套式连接。

进一步的，所述支座的一端设有榫头，另一端设有与榫头匹配的卯眼，实现支座的首尾连接。

本发明采用榫头和卯眼之间简单地咬合，便于将两个支座结合在一起，榫头和卯眼的配合能够实现两个支座的连接处实现相互嵌套，使得两个支座之间的连接更加紧密。具体的为，每个支座一端设有榫头，另一端设有与榫头匹配的卯眼，将一个支座的榫头插入另一个支座的卯眼，依次类推，支座之间紧密并排连接，形成支座组。

优选的，每个支座的一端分别设置两个榫头，另一端分别设置与两个榫头分别实现匹配的两个卯眼。更为优选的，所述榫头处于同一水平面，位于支座的两侧位置处，同样的，所述卯眼也是同一水平面，能够实现榫头的匹配。

本发明通过榫头和卯眼的设计，便于支座之间的快速安装和拆卸。由于盾构机重量较大，在推进过程中，如果支座之间缝隙太大，会增大推进阻力，因此，本发明通过嵌套式的支座设计，使得支座之间连接更加紧密，使得盾构机推进更加顺畅，提高推进的效率。

进一步的，所述支座中部设有避免盾构机侧向滚动的凹槽。

由于盾构机一般为圆柱形，且质量较大，一旦发生侧面位移，对整个挖掘推进都会影响巨大，因此，本发明通过在支座的中部设置凹槽，其两侧凸起，使得盾构机能够纵向置于凹槽中，支座两侧的凸起部位形成挡板，能够有效避免盾构机侧向滚动，使得推进过程更加稳定。其他形状的盾构机同样，所述凹槽的形状可以根据盾构机的形状进行设置，实现更好的贴合。

进一步的，所述榫头设有第一插孔，所述支座的另一端设有第二插孔，使得榫头插接卯眼后，所述第一插孔和第二插孔的孔眼水平共心，还包括铆钉，利用所述铆钉穿过第一插孔和第二插孔进行固定。

由于盾构机的推动过程中有巨大的推动力，而支座之间仅仅通过榫头和卯眼的嵌套连接，可能会在推动过程中使相连的两个支座之间分离，影响推进进程，因此，为了实现两个支座之间的进一步固定，所述支座的榫头上设有第一插孔，所述支座的另一端的卯眼的侧壁上设有能够与第一插孔水平共心的第二插孔，使得支座一端的榫头插入与其相邻的支座的卯眼中，位置对准后，第一插孔和第二插孔的孔眼形成水平共心的插孔，再利用铆钉将二者进行固定。

本发明利用插孔和铆钉的配合，能够实现支座之间的快速拆卸和安装，通过在榫头和卯眼的侧壁分别设置插孔，仅仅通过铆钉即可实现进一步的固定，所涉及的额外的构件少，降低了制造成本，且使得两个支座之间的连接更加有保障，从而提高了整个推进装置的稳定性。

进一步的，所述反力构件包括反力座和卡板，所述支座的一端设有与所述反力座匹配的容置空间。

为了进一步保证推进装置的整体性，避免零散部件太多影响整体工作的稳定性，所述反力座与支座的一端固定连接，也可以一体化设计，支座的另一端设有与反力座匹配的容置空间，使得两个支座连接时，一个支座的反力构件能够插入至另一个支座的容置空间中，实现两个支座的紧密连接。

进一步的，所述反力构件还包括反力座，所述反力座一端与支座固定连接，中部设有卡槽，所所述卡板竖直设于卡槽上，所述盾构机一端设有水平推缸，所述水平推缸一端顶住卡板使得盾构机向前推进。所述支座沿盾构推进方向长度小于等于盾构机水平推缸伸出的最大长度。

除了采用反力座还可用其他形状的反力座，对应的，容置空间的形状与反力座的形状相互匹配，使得反力座能够置于容置空间中。反力座的中部设有横向的卡槽，将卡板置于卡槽上，盾构机上的水平推缸一端顶住卡板，卡板也可以是矩形，在水平推缸的推动下，盾构机实现向前推动。

盾构机是在水平推缸的作用下向前推进，因此需要保证水平推缸伸出的最大长度，大于等于单个支座的纵向长度，使得水平推缸推动最大距离时，盾构机能够推动至下一个支座上。

按照上述方式以此类推，每次推动都能够使得盾构机移动至少一个支座的距离，当需要支座循环利用时，可以将该尾端的支座与相邻支座分离，将卡板置于相邻支座的反力座上，水平推缸一端顶住该卡板，再将分离出来的支座连接于首端支座处，实现支座的快速拆装和循环利用。

本发明还提供一种盾构机推进装置的推进方法，所述推进方法包括以下步骤：S1：将至少两个支座，即第一支座和第二支座首尾连接，形成支座组；将盾构机置于支座组上，保持盾构机前进方向与支座平行；将盾构机的水平推缸的外端连接第一支座尾端的卡板；S2：启动盾构机的水平推缸，推进盾构机沿首端方向滑移；S3：当盾构机完全脱离出至少第一支座后，停止盾构机水平推缸伸展，将盾构机水平推缸与反力构件的卡板分离，将第一支座和第二支座分离；S4：收缩水平推缸，将分离出来的卡板卡在第二支座反力座的卡槽上，将水平推缸收缩连接卡板；S5：将分离出来的第一支座移至支座组的首端进行安装固定；S6：循环重复步骤S2、S3、S4、S5，将盾构机推至指定位置。

定义盾构机前进方向为首端，线性反方向为尾端。具体的，本发明盾构机推进装置的推进方法为，首先将支座首尾进行连接，至少包括位于尾端的第一支座和位于首端的第二支座，当支座多时，还包括多个中间支座，第一支座的尾端设有反力构件，以及卯眼，支座的首端设有与卯眼匹配的榫头和用于容置反力构件反力座的容置空间，再利用铆钉将榫头的第一插孔与卯眼侧壁处的第二插孔进行固定，实现支座组的固定，其中反力座上设有凹槽，在凹槽上设置卡板，将盾构机的水平推缸顶住卡板。

支座组安装固定后，启动盾构机的水平推缸，推进盾构机沿首端方向滑移；当盾构机完全脱离出尾端的第一支座后，停止盾构机水平推缸伸展，将盾构机水平推缸与卡板分离，将第一支座与第二支座分离，收缩水平推缸，将分离出来的卡板卡在第二支座反力座的卡槽上，将水平推缸收缩顶住卡板；再将分离出来的第一支座移至支座组的首端进行安装固定实现一次推行。在通过重复推进的步骤，实现支座的重复利用。本发明的操作方法简单，由于支座的拆卸和安装的方法简单，因此可以实现在盾构机推进过程中支座的动态循环利用。

进一步的，在所述步骤S1中，还包括在所述支座上侧涂润滑油的步骤。

通过涂抹润滑油能够减小盾构机与支座上侧的摩擦力，提高盾构机的推进效率，且能够减少盾构机和支座接触面的磨损，提高整套设备的使用寿命。

进一步的，所述步骤S3停止推进时，盾构机的前端位于支座组首端的后方，以保证盾构机脱离的支座移至支座组首端时盾构机保持推进。

进一步的，所述步骤S5中，所述安装固定的方法为将分离出来的尾端的支座的卯眼和反力构件分别对准首端的支座的榫头和容置空间，并利用铆钉穿过第一插孔和第二插孔进行固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明推进装置的操作方法简单，且由于支座的拆卸和安装的方法简单，可以实现在盾构机推进过程中支座的动态循环利用。并通过在支座上涂抹润滑油，能够减小盾构机与支座上侧的摩擦力，提高盾构机的推进效率，且能够减少盾构机和支座接触面的磨损，提高整套设备的使用寿命。

(2)本发明的推进装置通过首尾可拆卸相连的支座设计，能够实现盾构机在推进过程中支座的循环利用，实现了动态循环利用，减少了支座的支座成本，且可拆卸的连接方式，使得支座拆除迅速，不会影响盾构机的推进进程，整体上节约了工程上的物力成本。且推进装置便于拆卸组装，能够提高施工效率，便于推进装置的运输搬运以及二次利用，节约人力成本。

(3)由于支座与地面没有相对运动，因此能够减少支座的磨损，提高使用寿命，提高整体运行的稳定性。且本发明中的推进装置，结构简单，不需要采用千斤顶进行推进，使得本装置造价低廉，且各个功能件的安装快速便捷，能够进一步降低生产成本，适合工业化推广应用。

(4)本发明通过嵌套式的支座设计，即榫头和卯眼的设计，便于支座之间的快速安装和拆卸，使得支座之间连接更加紧密，使得盾构机推进更加顺畅，提高推进的效率。

(5)本发明通过在支座的中部设置凹槽，其两侧凸起，使得盾构机能够纵向置于凹槽中，支座两侧的凸起部位形成挡板，能够有效避免盾构机侧向滚动，使得推进过程更加稳定。

(6)本发明利用插孔和铆钉的配合，能够实现支座之间的快速拆卸和安装，通过在榫头和卯眼的侧壁分别设置插孔，仅仅通过铆钉即可实现进一步的固定，所涉及的额外的构件少，降低了制造成本，且使得两个支座之间的连接更加有保障，进一步提高了整个推进装置的稳定性。

(7)本发明通过设置容置空间，每个支座上都设有一个反力座，支座之间相互连接时，反力座能够置于相邻支座一端的容置空间中，不需要额外的固定构件，且便于支座的拆卸和安装。

附图说明

图1为本发明支座立体结构示意图。

图2为本发明推进装置整体结构示意图。

图3为本发明支座组结构示意图。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，一种盾构机10推进装置，包括至少两个首尾可拆卸连接的支座1，结合图2所示，所述盾构机10置于支座组上，其中盾构推进方向为首端，所述支座组的尾端设有反力构件2。

所述支座1设有连接部，相邻两支座1之间通过连接部实现可拆卸连接。

所述支座1通过连接部相互嵌套式连接。

所述支座1的一端设有榫头11，另一端设有与榫头11匹配的卯眼12，实现支座1的首尾连接。所述支座1中部设有避免盾构机10侧向滚动的凹槽13。

所述榫头11设有第一插孔14，所述支座1的另一端设有第二插孔15，使得榫头11插接卯眼12后，所述第一插孔14和第二插孔15的孔眼水平共心，还包括铆钉(图中未示出)，利用所述铆钉(图中未示出)穿过第一插孔14和第二插孔15进行固定。

结合图3所示，所述反力构件2包括反力座22，所述支座1的一端设有用于与反力座22匹配的容置空间16。

如图2所示，所述反力构件2包括反力座22，所述反力座22一端与支座1固定连接，中部设有卡槽21，所述卡槽21上设有卡板20，所述盾构机10一端设有水平推缸30，所述水平推缸30一端顶住卡板20使得盾构机10向前推进，所述支座1沿盾构推进方向长度小于等于盾构机10水平推缸30伸出的最大长度。

实施例2

一种盾构机推进装置的推进方法，所述推进方法包括以下步骤：S1：将至少两个支座，即第一支座和第二支座首尾连接，形成支座组；将盾构机置于支座组上，保持盾构机前进方向与支座平行；将盾构机的水平推缸的外端顶住第一支座尾端的卡板；S2：启动盾构机的水平推缸，推进盾构机沿首端方向滑移；S3：当盾构机完全脱离出至少第一支座后，停止盾构机水平推缸伸展，将盾构机水平推缸与反力构件的卡板分离，将第一支座和第二支座分离；S4：收缩水平推缸，将分离出来的卡板卡在第二支座反力座的卡槽上，将水平推缸收缩顶住卡板；S5：将分离出来的第一支座移至支座组的首端进行安装固定；S6：循环重复步骤S2、S3、S4、S5，将盾构机推至指定位置。在所述步骤S1中，还包括在所述支座1上侧涂润滑油的步骤。

所述步骤S3停止推进时，盾构机的前端位于支座组首端的后方，以保证盾构机脱离的支座移至支座组首端时盾构机保持推进。

所述步骤S5中，所述安装固定的方法为将分离出来的尾端的支座1的卯眼12和反力构件分别对准首端的支座的榫头和容置空间，并利用铆钉(图中未示出)穿过第一插孔14和第二插孔15进行固定。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种盾构机推进装置的推进方法，其特征在于，所述推进装置包括至少两个首尾可拆卸连接的支座，即第一支座和第二支座形成支座组，所述盾构机置于支座组上，其中盾构推进方向为首端，所述支座组的尾端设有反力构件；所述推进方法包括以下步骤：

S1：将盾构机置于支座组上，保持盾构机前进方向与支座平行；将盾构机的水平推缸的外端连接反力构件；

S2：启动盾构机的水平推缸，推进盾构机沿首端方向滑移；

S3：当盾构机完全脱离出至少第一支座后，停止盾构机水平推缸伸展，将盾构机水平推缸与反力构件分离，将第一支座和第二支座分离；

S4：收缩水平推缸，将水平推缸收缩连接第二支座的反力构件；

S5：将分离出来的第一支座移至支座组的首端进行安装固定；

S6：循环重复步骤S2、S3、S4、S5，将盾构机推至指定位置。

2.根据权利要求1所述的推进方法，其特征在于，在所述步骤S1中，还包括在所述支座组上侧涂润滑油的步骤。

3.据权利要求1所述的推进方法，其特征在于，所述反力构件包括反力座和卡板，所述反力座一端与支座固定连接，中部设有卡槽，所述卡板竖直设于卡槽上，所述步骤S1中，所述水平推缸的外端连接卡板。

4.根据权利要求3所述的推进方法，其特征在于，所述步骤S3中，停止盾构机水平推缸伸展，将盾构机水平推缸与第一支座的卡板分离；所述步骤S4中，还包括将所述步骤S3中分离出来的卡板卡在第二支座反力座的卡槽上的步骤，并将水平推缸收缩顶住第二支座的卡板。

5.根据权利要求1所述的推进方法，其特征在于，所述步骤S3停止推进时，盾构机的前端位于支座组首端的后方，以保证盾构机脱离的支座移至支座组首端时盾构机保持推进。

6.根据权利要求3所述的推进方法，其特征在于，所述支座的一端设有榫头，另一端设有与榫头匹配的卯眼，实现支座的首尾连接；所述支座的一端设有与所述反力座匹配的容置空间；所述步骤S5中，所述安装固定的方法为将分离出来的第一支座的卯眼和反力座分别对准第二支座的榫头和容置空间，并利用铆钉穿过第一插孔和第二插孔进行固定。

7.根据权利要求1所述的推进方法，其特征在于，所述支座沿盾构推进方向长度小于等于盾构机水平推缸伸出的最大长度。

8.根据权利要求1所述的推进方法，其特征在于，所述支座中部设有避免盾构机侧向滚动的凹槽，所述步骤S1中，所述盾构机置于支座组形成的凹槽中。