CN205805556U - 一种平面空场地上自平衡式盾构始发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平面空场地上自平衡式盾构始发装置，该始发装置包括底板和反力墙，两者在平面空场地上利用钢筋混凝土直接整体浇筑成形，并且整体呈倒T字型，以保证盾构始发装置的整体稳定性，其中，所述底板水平布置，所述反力墙竖直布置在底板上，其上开设有洞口。本实用新型有效保证了盾构始发装置的稳定性，减少了工程量，具有结构简单，施工方便可靠等优点。

Description

一种平面空场地上自平衡式盾构始发装置

技术领域

本实用新型属于隧道施工设备领域，更具体地，涉及一种平面空场地上自平衡式盾构始发装置。

背景技术

盾构机是以一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘的设备，该圆柱体组件的壳体即护盾，对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，因此在隧洞挖掘中得到广泛应用。

实际使用时，盾构机向前始发推进时，需用千斤顶作用在盾构机后部的反力架上。常规的盾构始发装置布置在钢筋混凝土结构的盾构始发工作井内(如图1所示，图中，1是盾构始发工作井，2是待破除洞门，3是盾构机，4是千斤顶，5是钢反力墙，6是反力架后方工作井侧墙结构，7是工作井侧墙结构后方土体)，盾构的反力架支撑在工作井侧墙结构上，由工作井侧墙结构后方土体提供反力使盾构前移(简称掘进始发)。

而在平面空场地上，盾构机后部无直接支撑的结构，因此现有的平面空场地上盾构始发装置需要搭建钢反力架，反力架通过竖向钢斜撑固定在底板上，底板下再设置桩基础将盾构机推力传给地层(如图2所示，图中，3是盾构机，4是千斤顶，5是钢反力墙，8是反力架竖向钢斜撑，9是盾构机底座，10是反力架底板，11是抗滑墙趾或抗滑桩)。现有的平面空场地上盾构始发装置存在以下问题：1)反力架通过竖向钢斜撑支撑于底板，由于钢斜撑的刚度较小，影响盾构始发稳定性，且反力架、盾构机底座和反力架底板分开单独制造，不利于盾构始发掘进的整体稳定；2)工程量较大，当盾构始发需要的推力较大时，反力架底板需要有较大的长度，设备成本高。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种自平衡式盾构始发装置，其中结合平面空场地的施工特点，相应设计了适用于平面空场地上的自平衡式盾构始发装置，通过将反力墙和底板整体同时现场浇筑，获得呈倒T型结构的始发装置，有效保证了盾构始发装置的稳定性，减少了工程量，具有结构简单，施工方便可靠等优点，适用于铁路隧道、地铁隧道和公路隧道等场合。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种平面空场地上自平衡式盾构始发装置，该始发装置包括底板和反力墙，两者由钢筋混凝土整体浇筑成形，并且整体呈倒T字型，其中，所述底板水平布置，所述反力墙竖直布置在所述底板上，其上开设有洞口。

作为进一步优选的，所述反力墙的一侧通过盾构机推进机构安装有盾构机，另一侧设置有钢筋混凝土肋腋板。

作为进一步优选的，所述底板的下方设置有抗滑墙趾和/或抗滑桩。

作为进一步优选的，所述抗滑墙趾的埋入深度低于抗滑桩的埋入深度。

作为进一步优选的，所述底板为长度大于其宽度的矩形板，其长度大于所述肋腋板在平面上的投影长度、反力墙的厚度、盾构机推进机构的长度和盾构机的长度之和，其宽度大于所述盾构机的宽度、且大于所述反力墙的宽度。

作为进一步优选的，所述反力墙的宽度大于所述盾构机的宽度、且大于所述肋腋板水平投影宽度，其高度大于所述盾构机的高度、且大于所述盾构机推进机构竖向分布的高度。

作为进一步优选的，所述盾构机推进机构为千斤顶。

作为进一步优选的，所述洞口用于供盾构后配套装置通行，其直径大于所述后配套装置的最大宽度，且小于所述盾构机的直径。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本实用新型将始发装置的反力墙和底板整体同时现场浇筑，形成倒T型整体钢筋混凝土结构，有效的保证了盾构始发装置的稳定性，并有效的减少了工程量，实际应用时，可根据始发装置的具体应用位置，直接现场浇筑，施工方便可靠。

2.本实用新型在现浇反力墙上开设洞口，以满足盾构后配套通行及盾构始发的要求，并在底板和反力墙的连接部位设置钢筋混凝土肋腋板以增大开洞反力墙的刚度。

3.本实用新型为了保证盾构始发过程中具有足够的反力，除利用盾构机及始发装置本身自重作为压重外，在底板下还设置了抗滑墙趾和/或抗滑桩，抗滑墙趾、抗滑桩、底板与反力墙整体形成稳定的始发装置，保证平面空场地上盾构安全始发，确保盾构始发过程中始发装置的整体抗滑稳定。

4.本实用新型还对反力墙和底板各自的结构尺寸进行研究和设计，获得最佳结构尺寸，进而浇筑获得具有较高刚度和稳定性的始发结构。

附图说明

图1是常规盾构始发装置的结构示意图；

图2是现有平面空场地上盾构始发装置的结构示意图；

图3是本实用新型平面空场地上盾构始发装置的结构示意图；

图4是本实用新型平面空场地上盾构始发装置的横断面示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型针对平面空场地上现有盾构始发装置的不足，提出了将始发装置的反力墙、盾构机底板整体现场浇筑的方案，形成倒T型整体钢筋混凝土结构，该结构作为一个整体为盾构机的始发提供场地，提高了始发装置的整体稳定性，降低了工程量，适用于铁路隧道、地铁隧道和公路隧道等。

如图3所示，本发明实施例提供的一种平面空场地上自平衡式盾构始发装置，该始发装置主要包括底板15和反力墙12，底板15和反力墙12在平面空场地上直接利用钢筋混凝土整体浇筑成形，并且整体呈倒T字型，以此保证盾构始发装置的整体稳定性，其中，底板15水平布置，反力墙12竖直布置在底板15上。

其中，整体浇筑成形的具体工艺为：按照底板15和反力墙12设计的结构尺寸，设计模板尺寸，然后支撑模板，并清理模板内侧的垃圾、油污等杂质；整体绑扎底板15和反力墙12的钢筋，然后浇筑混凝土，浇筑混凝土宜薄层短间歇连续浇筑，以利于混凝土散热，浇筑温度选择在5℃～35℃，在温度较低或较高的季节施工需注意混凝土原材料的加热或降温；混凝土浇筑完毕后，减少暴露时间，并在终凝后进行不小于28天的潮湿养护，直到混凝土达到设计强度，最终获得满足需求的，性能优良的倒T型整体现浇钢筋混凝土结构，所选用的钢筋型号和混凝土标号应满足结构的强度和变形要求。

具体的，反力墙12上开设有洞口14，洞口14的直径D应满足盾构后配套通行及盾构始发的要求，具体的，其直径D大于后配套的最大宽度，且小于盾构机直径。为增加开洞反力墙12的刚度，如图4所示，在反力墙后设置钢筋混凝土肋腋板13。

如图3所示，反力墙12的一侧通过盾构机推进机构(例如千斤顶4)安装有盾构机3，另一侧设置有钢筋混凝土肋腋板13，盾构机3在底板15上拼装完成后，通过安装在反力墙12的一侧，即可在始发装置上完成盾构始发。

具体的，底板15水平布置，根据盾构机械和反力架的需要，将其尺寸设计为平面长度(沿盾构机3行进方向)大于其宽度(垂直于盾构机3行进方向，与长度在同一水平面上)的矩形板，其结构断面形式需满足盾构始发的要求，具体为：其长度大于盾构机3长度、盾构机推进机构长度、反力墙12厚度和肋腋板13在平面的投影长度之和，其垂直于盾构机3行进方向的宽度大于盾构机3宽度、且大于反力墙12的宽度，通过对底板尺寸结构的设计，可最大程度的提高始发装置的支撑稳定性和始发效率。

进一步的，反力墙12竖直布置，其宽度大于盾构机3宽度、且大于肋腋板13水平投影宽度，高度大于盾构机3高度、且大于盾构机推进机构竖向分布高度，通过对反力墙尺寸结构的上述设计，可最大程度的提高反力墙的支撑刚度，进而提高始发装置的稳定性，有利于盾构始发掘进的整体稳定。

为满足始发装置的抗滑要求，在盾构始发装置的底板15下设置抗滑墙趾和/或抗滑桩11，其中，抗滑墙趾的高度h(即埋入土中的深度)低于抗滑桩的高度H(即埋入土中的深度)。设置时，优选在底板15安装盾构机3一侧的下方设置多根抗滑墙趾，在底板15安装钢筋混凝土肋腋板13一侧的下方设置多根抗滑桩，由此达到最佳的抗滑效果。其中，抗滑墙趾深度h和/或抗滑桩的深度H及数量应满足始发装置的抗滑安全要求，具体为始发装置在盾构机向前掘进反力作用下，能够靠抗滑墙趾和/或抗滑桩提供的水平抗力及底板与土的摩擦力保持平衡。

下面为具体实施例，以对本发明始发装置的具体制备及使用过程进行详细的描述。

首先，根据设计的盾构隧道尺寸及相应的盾构机械设备尺寸，设计始发装置的底板15及反力墙12的尺寸能满足盾构机安装及始发掘进，包括反力墙12上开洞的尺寸应能满足后配套车架通过；

其次，根据设计的始发装置尺寸，并根据盾构始发推力作用下始发装置结构的强度、变形和稳定性要求，设计始发装置的钢筋混凝土结构和抗滑墙趾和/或抗滑桩；

再次，先施工根据稳定性要求设计的抗滑墙趾和/或抗滑桩结构，预留抗滑墙趾和/或抗滑桩与始发装置底板的连接钢筋；绑扎始发装置的钢筋笼，并保证抗滑墙趾和/或抗滑桩与始发装置底板连接钢筋可靠性，然后支模板，浇筑始发装置结构混凝土；

最后，始发装置结构混凝土达到设计强度后，在始发装置上组装盾构机械，包括盾体、盾壳、刀盘等，并布置盾构始发推进机构，在盾构始发装置后侧组装盾构后配套系统，然后进行盾构始发。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种平面空场地上自平衡式盾构始发装置，其特征在于，该始发装置包括底板(15)和反力墙(12)，两者由钢筋混凝土整体浇筑成形，并且整体呈倒T字型，其中，所述底板(15)水平布置，所述反力墙(12)竖直布置在所述底板(15)上，其上开设有洞口(14)。

2.如权利要求1所述的平面空场地上自平衡式盾构始发装置，其特征在于，所述反力墙(12)的一侧通过盾构机推进机构安装有盾构机(3)，另一侧设置有钢筋混凝土肋腋板(13)。

3.如权利要求2所述的平面空场地上自平衡式盾构始发装置，其特征在于，所述底板(15)的下方设置有抗滑墙趾和/或抗滑桩。

4.如权利要求3所述的平面空场地上自平衡式盾构始发装置，其特征在于，所述抗滑墙趾的埋入深度低于抗滑桩的埋入深度。

5.如权利要求4所述的平面空场地上自平衡式盾构始发装置，其特征在于，所述底板(15)为长度大于其宽度的矩形板，其长度大于所述肋腋板(13)在平面上的投影长度、反力墙(12)的厚度、盾构机推进机构的长度和盾构机(3)的长度之和，其宽度大于所述盾构机(3)的宽度、且大于所述反力墙(12)的宽度。

6.如权利要求5所述的平面空场地上自平衡式盾构始发装置，其特征在于，所述反力墙(12)的宽度大于所述盾构机(3)的宽度、且大于所述肋腋板(13)水平投影宽度，其高度大于所述盾构机(3)的高度、且大于所述盾构机推进机构竖向分布的高度。

7.如权利要求6所述的平面空场地上自平衡式盾构始发装置，其特征在于，所述盾构机推进机构为千斤顶(4)。

8.如权利要求7所述的平面空场地上自平衡式盾构始发装置，其特征在于，所述洞口(14)用于供盾构后配套装置通行，其直径大于所述后配套装置的最大宽度，且小于所述盾构机(3)的直径。