CN112196586A - 一种盾构管片注浆挡板装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构管片注浆挡板装置，包括挡浆板，还包括顶升座以及伸缩机构，所述顶升座固定至盾构机主体尾端的顶部，盾构机主体的顶部中间位置的推进千斤顶两侧均固定有所述顶升座，所述顶升座包括安装板、滑动座以及顶推缸，所述滑动座滑动连接至所述安装板上，所述顶推缸安装至所述安装板上并推动所述滑动座伸出或缩回盾构机主体；所述伸缩机构安装至所述滑动座上，所述伸缩机构包括伸缩架以及伸缩缸，所述伸缩缸安装至所述伸缩架上，所述伸缩缸推动所述伸缩架的伸缩板平行于推进千斤顶移动；所述挡浆板安装至所述伸缩板上，所述挡浆板的宽度方向与盾构管片的径向一致。使用本装置进行注浆，能够大大提高抗浮施工的质量和效率。
Description
技术领域
本发明涉及盾构施工领域，更具体地，涉及一种盾构管片注浆挡板装置。
背景技术
盾构法为修筑地下隧道的主要工法之一。盾构机在掘进过程中，需要同时拼装管片形成管道，然后通过管道为着力点进行推动实现盾构机的前进。通常盾构管片与掘进的隧道初衬之间存在200mm左右的空隙，当该空隙逐渐冲水或者管片注浆过程中，管片上部由于没有约束，因此管片会产生上浮，使隧道设计的中线发生偏差，为后续的轨道铺设及运营造成困难，严重了会使管片之间的接头以及螺栓孔处的应力较大，导致管片的破损。
现有的盾构管片抗浮方法中，一种是利用锚杆直接打入隧道侧壁之中，将管片整个进行锚固，以防止上浮；另一种方式如申请号为 201710405134.5的公开文件，在管片顶部塞入注浆袋体，在袋体中冲入浆液(水泥浆与水玻璃的混合浆液)，待浆液凝固后即形成一个抗浮结构体，从而对管片的顶部起到限位的作用，防止管片上浮。
但是以上两种抗浮的方式，无论是锚杆固定方式，还是采用注浆袋体的方式，施工过程均比较复杂，尤其是后一种方法中，注浆袋体需要人工通过盾构管片上的注浆孔进行塞入，及其费时费力，严重降低了盾构管片抗浮施工的效率；而且注浆袋体在塞入以及注浆过程中，易被隧道内壁尖锐的石头等刺破，从而导致抗浮施工的失败。
因此，需要一种盾构管片的抗浮施工装置，能够提高抗浮施工的效率和可靠性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种盾构管片的抗浮施工的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种盾构管片注浆挡板装置，包括挡浆板，还包括顶升座以及伸缩机构，所述顶升座固定至盾构机主体尾端的顶部，盾构机主体的顶部中间位置的推进千斤顶两侧均固定有所述顶升座，所述顶升座包括安装板、滑动座以及顶推缸，所述滑动座滑动连接至所述安装板上，所述顶推缸安装至所述安装板上并推动所述滑动座伸出或缩回盾构机主体；
所述伸缩机构安装至所述滑动座上，所述伸缩机构包括伸缩架以及伸缩缸，所述伸缩缸安装至所述伸缩架上，所述伸缩缸推动所述伸缩架的伸缩板平行于推进千斤顶移动；
所述挡浆板安装至所述伸缩板上，所述挡浆板的宽度方向与盾构管片的径向一致。
通过本方案，当需要注浆时，顶推缸沿径向将本装置伸出盾构机主体，伸缩缸将挡浆板伸入管片与隧道侧壁之间，推进千斤顶两侧的挡浆板共同将管片顶部围成一个半密封的支撑空间，在注浆时首先在该支撑空间中注入浆料，待凝固后形成支撑块，控制伸缩缸将挡浆板缩回后，然后在其他区域进行注浆，能够避免注浆过程中管片的上浮；使用本装置进行盾构管片的注浆，在防止管片上浮的前提下，大大提高了施工质量和施工效率。
优选地，所述伸缩架的底部铰接至所述滑动座上，所述伸缩架下方的所述伸缩架上铰接有折叠缸，所述折叠缸的活塞杆铰接至所述伸缩架上。
通过本方案，折叠缸能够将挡浆板向下折叠一定角度，避免对管片的拼装造成影响。
优选地，所述伸缩板的朝向所述伸缩架的一侧固定有至少两根稳定杆，所述稳定杆平行于所述伸缩缸的活塞杆，所述稳定杆通过滑套滑动连接至所述伸缩架上。
通过本方案，稳定杆能够提高伸缩缸伸缩的稳定性，并且保护伸缩缸的活塞杆，稳定杆起到支撑挡浆板的主要作用。
优选地，所述挡浆板通过脱模块滑动连接至所述伸缩板上，所述伸缩板上设置有脱模缸，所述脱模缸能够推动所述脱模块朝远离中间的推进千斤顶的方向移动。
通过本方案，当支撑空间中的浆料凝固后，脱模缸推动挡浆板朝向远离支撑块的方向移动，实现脱模，然后再由伸缩缸缩回，减小因浆料的黏连导致的缩回不畅，提高本装置使用时的稳定性和可靠性。
优选地，所述挡浆板包括主板、补偿板以及补偿机构，所述主板的上下两侧边均铰接有所述补偿板，所述补偿机构安装至所述主板的背面，所述补偿机构用于推动所述补偿板朝向所述主板的宽度方向旋转。
通过本方案，补偿机构能够推动补偿板填满主板上下两侧的缝隙，提高密封效果，减小注浆过程中的漏浆，从而提高抗浮施工过程中的施工效率和施工质量。
优选地，所述补偿机构包括第一推块与第一弹簧，所述第一推块滑动连接至所述主板背面并伸出所述主板的外端，所述第一弹簧始终对所述第一推块施加朝向伸出所述主板外端的推力；所述第一推块的上下两侧均设置有支杆，所述支杆的两端分别通过球头连接至所述第一推块与所述补偿板。
通过本方案，在伸缩缸将挡浆板伸出过程中，第一推块能够抵至前一管片注浆凝固后的固体，在推动第一推块时，第一推块能够挤压第一弹簧，并且支杆能够被驱动至向外扩张，从而推动补偿板的转动。该设置仅需利用伸缩缸的推动即可完成补偿板的自动补偿，节省成本，且能够简化控制流程，适合在狭小的空间中使用。
优选地，所述主板滑动连接至所述脱模块上，所述主板能够沿所述主板的长度方向在所述脱模块上滑动；第二弹簧始终对所述主板施加远离所述脱模块的推力；所述脱模块的上下两侧均设置有所述支杆，所述支杆的两端分别通过球头连接至所述脱模块与所述补偿板上。
通过本方案，伸缩缸在伸出时，主板也能够被按压移动，使脱模块上的支杆同样能够推动补偿板的另一端张开，补偿板的两端均设置有支杆进行驱动，能够提高补偿板张开时的可靠性，并且能够避免扭伤补偿板。
优选地，所述主板上向外凸出有两块相互平行的推板，所述第一弹簧与所述第二弹簧分别连接至所述推板上。
优选地，所述第一推块以及所述脱模块的朝向所述推板的一侧面均固定有导杆，所述导杆均贯穿所述推板并与所述推板滑动连接。
通过本方案，导杆能够对主板以及第一推块的移动起到导向作用，提高移动时的稳定性。
优选地，所述补偿板的未连接至所述主板的一侧面均固定有柔性的密封条，所述密封条向外伸出所述补偿板。
通过本方案，密封条的设置能够更加贴合隧道内壁的形状结构，提高密封效果，进一步避免浆液的泄露。
根据本公开的一个实施例，使用本装置进行管片的抗浮施工操作，自动化程度高，能够大大节省人工的劳动量；相较于注浆袋体的操作方式，使用本装置进行抗浮施工操作效率更高，且施工质量更好。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例的盾构管片注浆挡板装置的安装位置俯视示意图。
图2是图1中的盾构管片注浆挡板装置的俯视结构示意图。
图3是图2中D处的结构示意图。
图4是图1中A-A向的盾构管片注浆挡板装置的结构示意图。
图5是图4中盾构管片注浆挡板装置中挡浆板在B-B向的截面结构示意图。
图6是图5中C处的结构示意图。
图7是图1的盾构管片注浆挡板装置中挡浆板在使用过程中的位置结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
实施例
如图1至图7所示，本实施例中的盾构管片注浆挡板装置1000，包括挡浆板1100，还包括顶升座以及伸缩机构，所述顶升座固定至盾构机主体 2000尾端的顶部，盾构机主体2000的顶部中间位置的推进千斤顶2100两侧均固定有所述顶升座，所述顶升座包括安装板1210、滑动座1220以及顶推缸1230，所述滑动座1220滑动连接至所述安装板1210上，所述顶推缸1230安装至所述安装板1210上并推动所述滑动座1220伸出或缩回盾构机主体2000；
所述伸缩机构安装至所述滑动座1220上，所述伸缩机构包括伸缩架 1310以及伸缩缸1320，所述伸缩缸1320安装至所述伸缩架1310上，所述伸缩缸1320推动所述伸缩架1310的伸缩板1311平行于推进千斤顶2100 移动；
所述挡浆板1100安装至所述伸缩板1311上，所述挡浆板1100的宽度方向与盾构管片3000的径向一致。
通过本实施例该方案，如图1和图7所示，在盾构机主体2000后端设置两个本装置，并且分别位于最中金的推进千斤顶2100的两侧，当需要注浆时，顶推缸1230沿管片3000径向将本装置伸出盾构机主体2000，使挡浆板1100正对管片3000与隧道内壁4000之间的空隙处；伸缩缸1320 水平推动将挡浆板1100伸入该缝隙，推进千斤顶2100两侧的挡浆板1100共同将管片3000顶部围成一个半密封的支撑空间，在注浆时首先在该支撑空间中注入浆料，待凝固后形成支撑块1001，控制伸缩缸1320将挡浆板 1100缩回后，然后在其他区域进行注浆，能够避免注浆过程中管片的上浮；使用本装置进行盾构管片的注浆，在防止管片上浮的前提下，大大提高了施工质量和施工效率。
在注浆形成支撑块1001的过程中，可以人工对管片3000前方进行遮挡，以形成封闭空间，也可以在顶推千斤顶2100上安装柔性的挡板，在注浆时由顶推千斤顶2100配合封堵形成封闭空间；每安装完一圈管片3000 均进行一次抗上浮的施工操作，从而每次挡浆板1100伸入时，均能够与前一注浆成型的支撑块1001相互配合，封堵成为封闭空间，便于进行注浆操作。
在每次注浆形成支撑块1001后，伸缩缸1320缩回挡浆板1100，然后由顶推缸1230带动缩回至至少与盾构机主体2000外缘齐平，避免盾构推进过程中碰上损坏本装置。
该实施例中的挡浆板1100长度与管片3000的宽度相匹配，伸缩缸 1320的伸缩的距离大于挡浆板1100的长度，顶推缸1230的伸缩距离大于挡浆板1100的总宽度。
在本实施例或其他实施例中，所述伸缩架1310的底部铰接至所述滑动座1220上，所述伸缩架1310下方的所述伸缩架1310上铰接有折叠缸 1330，所述折叠缸1330的活塞杆铰接至所述伸缩架1310上。在无需本装置进行抗浮施工时，折叠缸1330的收缩能够将挡浆板1100向下折叠一定角度，从而进一步减小本装置的水平长度，避免对管片3000的拼装造成影响，也能够避免对顶推千斤顶2100的收缩造成影响。
在本实施例或其他实施例中，所述伸缩板1311的朝向所述伸缩架 1310的一侧固定有至少两根稳定杆1312，所述稳定杆1312平行于所述伸缩缸1320的活塞杆，所述稳定杆1312通过滑套1313滑动连接至所述伸缩架1310上，稳定杆1312能够提高伸缩缸1320伸缩的稳定性，并且保护伸缩缸1320的活塞杆，稳定杆1312起到支撑挡浆板1100的主要作用。
在本实施例或其他实施例中，所述挡浆板1100通过脱模块1315滑动连接至所述伸缩板1311上，所述伸缩板1311上设置有脱模缸1314，所述脱模缸1314能够推动所述脱模块1315朝远离中间的推进千斤顶2100的方向移动。当支撑空间中的浆料凝固形成支撑块1001后，脱模缸1314推动挡浆板1100朝向远离支撑块1001的方向移动，实现脱模，然后再由伸缩缸1320缩回，减小因浆料的黏连导致的缩回不畅，提高本装置使用时的稳定性和可靠性。
该实施例中的盾构管片注浆挡板装置1000分为左右两个，分别设置于顶推千斤顶2100的两侧，在支撑块1001成型后，两个脱模缸1314分别将两块相互配合的挡浆板1100朝相互背离的方向推动，完成脱模。
在本实施例或其他实施例中，所述挡浆板1100包括主板1110、补偿板1120以及补偿机构1130，所述主板1110的上下两侧边均铰接有所述补偿板1120，所述补偿机构1130安装至所述主板1110的背面，所述补偿机构1130用于推动所述补偿板1120朝向所述主板1110的宽度方向旋转。
在盾构机推进过程中，由于管片3000与隧道内壁4000之间的缝隙宽度存在变化，因此为保证挡浆板1100能够封堵较大宽度变化的缝隙，因此设置有补偿机构1130和补偿板1120，补偿机构1130能够推动补偿板1120 填满主板1110上下两侧的缝隙，提高密封效果，减小注浆过程中的漏浆，从而提高抗浮施工过程中的施工效率和施工质量。
该实施例中的补偿机构1130例如是气缸或油缸，分别支撑至上下两块补偿板1120之间，当推动时，补偿板1120张开实现缝隙的填补，当缩回时能够实现脱模。
在本实施例或其他实施例中，所述补偿机构1130包括第一推块1131 与第一弹簧1132，所述第一推块1131滑动连接至所述主板1110背面并伸出所述主板1110的外端，所述第一弹簧1132始终对所述第一推块1131施加朝向伸出所述主板1110外端的推力；所述第一推块1131的上下两侧均设置有支杆1133，所述支杆1133的两端分别通过球头连接至所述第一推块1131与所述补偿板1120。
在伸缩缸1320将挡浆板1100伸出过程中，第一推块1131能够抵至前一管片3000注浆凝固后的填充体，在推动第一推块1131时，第一推块 1131能够挤压第一弹簧1132，并且支杆1133能够被驱动至向外支撑扩张，从而推动补偿板1120的转动；当支撑块1001凝固后，随着伸缩缸1320的缩回，第一弹簧1132推动第一推块1131向外移动，第一推块1131的移动拉动支杆1133缩回，从而带动补偿板1120旋转实现自动脱模。
该设置仅需利用伸缩缸1320的推动即可完成补偿板1120的自动补偿，无需多余的驱动装置(如气缸、油缸等)，更加的节省成本，且能够简化控制流程，缩小挡浆板1100的体积，适合在狭小的空间中使用。
在本实施例或其他实施例中，所述主板1110滑动连接至所述脱模块 1315上，所述主板1110能够沿所述主板1110的长度方向在所述脱模块 1315上滑动；第二弹簧1135始终对所述主板1110施加远离所述脱模块 1315的推力；所述脱模块1315的上下两侧均设置有所述支杆1133，所述支杆1133的两端分别通过球头连接至所述脱模块1315与所述补偿板1120 上。
伸缩缸1320在伸出时，补偿板1100挤压至前一灌浆凝固后的填充体上，从而对主板1110进行挤压移动，主板1110挤压第二弹簧1135,使脱模块1315上的支杆1133向外扩张，从而推动补偿板1120张开。该设置能够使补偿板1120的两端均设置有支杆1133进行驱动，能够提高补偿板1120 张开时的可靠性，并且能够避免单侧施力情况下扭伤补偿板1120。
在本实施例或其他实施例中，所述主板1110上向外凸出有两块相互平行的推板1111，所述第一弹簧1132与所述第二弹簧1135分别连接至所述推板1111上。所述第一推块1131以及所述脱模块1315的朝向所述推板 1111的一侧面均固定有导杆1134，所述导杆1134均贯穿所述推板1111并与所述推板1111滑动连接。导杆1134能够对主板1110以及第一推块1131 的移动起到导向作用，提高移动时的稳定性。
在本实施例或其他实施例中，所述补偿板1120的未连接至所述主板 1110的一侧面均固定有柔性的密封条1121，所述密封条1121向外伸出所述补偿板1120。该密封体1121例如是橡胶材质制成，密封条1121的设置能够更加贴合隧道内壁的形状结构，提高密封效果，进一步避免浆液的泄露。
本实施例中的盾构管片注浆挡板装置1000在使用时，首先将盾构管片3000安装到位，形成一个闭合的管道；控制顶推缸1230沿管片3000径向将本装置伸出盾构机主体2000，然后控制折叠缸1330伸出，使挡浆板 1100正对管片3000与隧道内壁4000之间的空隙处；伸缩缸1320水平推动将挡浆板1100伸入该缝隙，第一推块1131被挤压时，第一推块1131与主板1110共同朝向脱模块1315方向移动，从而使连接至第一推块1131的支杆1133以及连接至脱模块1315上的支杆1133共同向外张开，推动补偿板1120向两侧张开，与主板1110一起填满缝隙，推进千斤顶2100两侧的挡浆板1100共同将管片3000顶部围成一个半密封的支撑空间，向最顶部管片3000的注浆口中注浆，使该支撑空间中注满浆料，待凝固后形成支撑块1001，控制伸缩缸1320将挡浆板1100缩回，并控制折叠缸1330以及顶推缸1230缩回后，在其他区域进行注浆。
使用本装置进行管片的抗浮施工操作，自动化程度高，能够大大节省人工的劳动量；相较于注浆袋体的操作方式，使用本装置进行抗浮施工操作效率更高，且施工质量更好。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种盾构管片注浆挡板装置，包括挡浆板，其特征在于，还包括顶升座以及伸缩机构，所述顶升座固定至盾构机主体尾端的顶部，盾构机主体的顶部中间位置的推进千斤顶两侧均固定有所述顶升座，所述顶升座包括安装板、滑动座以及顶推缸，所述滑动座滑动连接至所述安装板上，所述顶推缸安装至所述安装板上并推动所述滑动座伸出或缩回盾构机主体；
所述伸缩机构安装至所述滑动座上，所述伸缩机构包括伸缩架以及伸缩缸，所述伸缩缸安装至所述伸缩架上，所述伸缩缸推动所述伸缩架的伸缩板平行于推进千斤顶移动；
所述挡浆板安装至所述伸缩板上，所述挡浆板的宽度方向与盾构管片的径向一致。
2.根据权利要求1所述的盾构管片注浆挡板装置，其特征在于，所述伸缩架的底部铰接至所述滑动座上，所述伸缩架下方的所述伸缩架上铰接有折叠缸，所述折叠缸的活塞杆铰接至所述伸缩架上。
3.根据权利要求2所述的盾构管片注浆挡板装置，其特征在于，所述伸缩板的朝向所述伸缩架的一侧固定有至少两根稳定杆，所述稳定杆平行于所述伸缩缸的活塞杆，所述稳定杆通过滑套滑动连接至所述伸缩架上。
4.根据权利要求1所述的盾构管片注浆挡板装置，其特征在于，所述挡浆板通过脱模块滑动连接至所述伸缩板上，所述伸缩板上设置有脱模缸，所述脱模缸能够推动所述脱模块朝远离中间的推进千斤顶的方向移动。
5.根据权利要求4所述的盾构管片注浆挡板装置，其特征在于，所述挡浆板包括主板、补偿板以及补偿机构，所述主板的上下两侧边均铰接有所述补偿板，所述补偿机构安装至所述主板的背面，所述补偿机构用于推动所述补偿板朝向所述主板的宽度方向旋转。
6.根据权利要求5所述的盾构管片注浆挡板装置，其特征在于，所述补偿机构包括第一推块与第一弹簧，所述第一推块滑动连接至所述主板背面并伸出所述主板的外端，所述第一弹簧始终对所述第一推块施加朝向伸出所述主板外端的推力；所述第一推块的上下两侧均设置有支杆，所述支杆的两端分别通过球头连接至所述第一推块与所述补偿板上。
7.根据权利要求6所述的盾构管片注浆挡板装置，其特征在于，所述主板滑动连接至所述脱模块上，所述主板能够沿所述主板的长度方向在所述脱模块上滑动；第二弹簧始终对所述主板施加远离所述脱模块的推力；所述脱模块的上下两侧均设置有所述支杆，所述支杆的两端分别通过球头连接至所述脱模块与所述补偿板上。
8.根据权利要求7所述的盾构管片注浆挡板装置，其特征在于，所述主板上向外凸出有两块相互平行的推板，所述第一弹簧与所述第二弹簧分别连接至所述推板上。
9.根据权利要求8所述的盾构管片注浆挡板装置，其特征在于，所述第一推块以及所述脱模块的朝向所述推板的一侧面均固定有导杆，所述导杆均贯穿所述推板并与所述推板滑动连接。
10.根据权利要求9所述的盾构管片注浆挡板装置，其特征在于，所述补偿板的未连接至所述主板的一侧面均固定有柔性的密封条，所述密封条向外伸出所述补偿板。
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