CN208220783U - 盾构始发反力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盾构始发反力系统，属于地下工程技术领域。所述盾构始发反力系统包括后靠钢筋混凝土结构、开口负环组和闭口负环组、钢调整环一，以及若干钢支撑，其中所述后靠钢筋混凝土结构的一侧固定在所述始发井的内衬墙上，另一侧与所述开口负环组的一端固定，所述开口负环组的另一端与所述闭口负环组的一端固定，所述钢调整环一、若干钢支撑设置于后靠钢筋混凝土结构与所述闭口负环组之间。该盾构始发反力系统，可以将盾构始发反力在构件之间均匀传递，防止应力集中，且占用较小操作空间，为盾构机安装提供操作空间，适用于操作空间较小的始发井的情形。

Description

盾构始发反力系统

技术领域

本实用新型涉及一种盾构始发反力系统，属于地下工程技术领域。

背景技术

目前，盾构施工技术日益成熟，在城市地铁、地下公路、水下隧道等工程中得到广泛应用。盾构施工在地下进行，存在一定风险，应避免出现重大事故。据统计，近年来盾构施工的重大事故多发生在始发、接收阶段。

在盾构始发施工阶段，为更快、更安全地完成盾构施工工作，降低施工风险，需建立盾构始发反力系统。盾构始发反力系统通常包括反力架，与反力架连接的负环等结构，反力架的一侧为直接与负环连接的竖直钢板，反力架的另一侧为若干斜撑。目前的盾构始发反力系统存在如下问题：(1)反力架占据较大空间，不适合应用于一些操作空间较小的始发井；(2)与反力架连接的负环兼具取土等功能，需要敞口设置，在敞口的负环处出现应力集中，易造成负环破坏。

实用新型内容

针对现的盾构始发反力系统的反力架占用较大空间不适用于较小操作空间的始发井、应力集中易造成负环破坏的问题，本实用新型提供了一种盾构始发反力系统，可以将盾构始发反力在构件之间均匀传递，防止应力集中，且采用后靠钢筋混凝土结构替代钢支撑反力架，占用较小操作空间，适用于操作空间较小的始发井的情形。

为解决以上技术问题，本实用新型包括如下技术方案：

本实用新型提供的一种盾构始发反力系统，位于始发井内，包括：

后靠钢筋混凝土结构，一侧固定在所述始发井的内衬墙上，另一侧为竖直平面并朝向所述始发井的中心；

开口负环组，包括若干相互拼接的开口负环单元，所述开口负环组的一端紧贴在所述后靠钢筋混凝土结构上，所述开口负环组的开口部位朝向所述始发井的井口；

闭口负环组，包括若干相互拼接的闭口负环单元，所述闭口负环组的一端与所述开口负环组的一端拼接；所述闭口负环组与所述开口负环组同轴心；以及，

设置于所述后靠钢筋混凝土结构与闭口负环组之间的钢调整环一和若干钢支撑，所述钢调整环一位于所述开口负环组的端部上方且紧贴所述闭口负环的一端；所述钢支撑的一端固定在所述后靠钢筋混凝土结构上，另一端固定在所述钢调整环一上。

优选为，所述开口负环组与所述后靠钢筋混凝土结构之间设置有钢调整环二。

优选为，所述钢调整环一、钢调整环二均由环形钢板和槽钢组成。

优选为，所述钢支撑均布支撑在所述钢调整环一上。

优选为，所述钢支撑为4根圆形钢管。

优选为，所述开口负环单元的横断面为半圆形的开口圆环。

优选为，所述开口负环组和闭口负环组固定于所述始发井底部的始发基座上。

优选为，所述始发基座的上表面为V型或倒八字型。

优选为，在所述始发基座与所述开口负环组、闭口负环组的接触面上设置有橡胶垫片。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

(1)本实用新型提供的盾构始发反力系统通过设置后靠钢筋混凝土结构，将始发井内衬墙的曲面变为平面结构，为为盾构始发提供稳定支撑，降低施工风险，而且用后靠钢筋混凝土结构替代钢支撑反力架，可以节约空间，适用于操作空间较小的始发井的情形；

(2)在后靠钢筋混凝土结构和闭口负环组之间，设置若干钢支撑和钢调整环一，可以使作用力在二者之间平稳传递，同时还有利于保护闭口负环组端部的闭口负环单元，防止其破坏，提高盾构始发的安全性；

(3)在开口负环组与后靠钢筋混凝土结构之间设置有钢调整环二，可以进一步保护开口负环组端部的开口负环单元，防止其破损；

(4)开口负环组和闭口负环组固定于始发井底部的始发基座上，为开口负环组和闭口负环组提供竖向支撑，并防止开口负环组和闭口负环组滚动。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中的盾构始发反力系统的结构示意图；

图2为图1中沿A-A的剖视图。

图中标号如下：

始发井10；内衬墙11；围护结构12；

后靠钢筋混凝土结构110；开口负环组120；闭口负环组130；钢调整环一140；钢支撑150；始发基座160；钢调整环二170。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提供的盾构始发反力系统作进一步详细说明。结合下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例中的盾构始发反力系统包括后靠钢筋混凝土结构110、开口负环组120和闭口负环组130、钢调整环一140，以及若干钢支撑150。

其中，后靠钢筋混凝土结构110的一侧固定在始发井10的内衬墙11上，另一侧为朝向始发井10中心的竖直平面。本实施例中，始发井10的横断面为圆形，后靠钢筋混凝土结构110将始发井10的内衬墙11的曲面调整为平面结构，可以为盾构始发提供稳定支撑，降低施工风险；同时，将钢结构的反力架替换为现浇的后靠钢筋混凝土结构110，可以节约操作空间，为盾构机的组装腾出足够的操作空间，适用于操作空间较小的始发井10。优选为，后靠钢筋混凝土结构110朝向始发井10中心的平面为矩形平面，矩形平面的长度和宽度均大于开口负环组120的直径。通常，始发井10的内衬墙11采用钢筋混凝土结构，内衬墙11外部为围护结构12，比如为地下连续墙形成的围护结构12，内衬墙11和围护结构12为后靠钢筋混凝土结构110提供支撑。作为举例，后靠钢筋混凝土结构110的混凝土强度大于始发井10内衬墙11的混凝土强度，比如始发井10内衬墙11混凝土为C30～C35，后靠钢筋混凝土结构110的混凝土采用C35～C40；同时对后靠钢筋混凝土结构110的钢筋加密。

其中，开口负环组120的一端紧贴在后靠钢筋混凝土结构110上，开口负环组120的另一端与闭口负环组130拼接。开口负环组120由若干开口负环单元依次拼接而成，开口负环单元的开口处朝向始发井10的井口。闭口负环组130由若干闭口负环单元依次拼接而成，闭口负环组130与开口负环组120同轴心且内径、厚度均相同。闭口负环组130与开口负环组120一起将盾构机上的千斤顶的作用力传递至后靠钢筋混凝土结构110上。同时，开口负环组120的开口部位，方便管片吊放、渣土起吊等操作。优选为，开口负环单元的横断面为半圆形的开口圆环，此结构既有利于作用力的平稳传递和系统整体的安全，又具有较大敞口，便于管片吊放、渣土起吊。

在后靠钢筋混凝土结构110与闭口负环组130之间设置有若干钢支撑150和钢调整环一140。钢支撑150的一端固定在后靠钢筋混凝土结构110上，优选为在后靠钢筋混凝土结构110上预埋有连接件，钢支撑150的一端与连接件固定连接，作为举例，连接件可以为预埋钢板，钢支撑150的一端与预埋钢板焊接。钢支撑150的另一端与钢调整环一140的一侧固定连接，钢调整环一140的另一侧紧贴并固定在闭口负环组130上。在后靠钢筋混凝土结构110与闭口负环组130之间设置钢支撑150和钢调整环一140，由开口负环组120与钢支撑150共同承担盾构反力，可以避免在开口负环组120与闭口负环组130相连的断面处形成较大的集中应力，从而有效避免开口负环单元破损。

若采用钢支撑150直接作用于闭口负环组130上，钢支撑150较小的端面将使其与闭口负环组130之间形成较小的接触面，容易造成与之相连的闭口负环单元出现破损。通过设置钢调整环一140，将钢支撑150的作用力传递至钢调整环一140，由钢调整环一140均匀传递至闭口负环组130，可以避免损坏闭口负环组130端部的闭口负环单元，同时，也可以为盾构始发提供平稳的反力，提高盾构始发的安全性。优选为，钢调整环一140与开口负环组120的开口部位相匹配，即，钢调整环一140的形状与开口负环单元的缺口形状吻合。作为举例，钢调整环一140由厚度为2cm的环形钢板和20号槽钢焊接而成，钢支撑150采用直径为300mm的圆形钢管，在后靠钢筋混凝土结构110与钢调整环一140之间均匀布置4根钢支撑150。

进一步，如图2所示，开口负环组120和闭口负环组130固定于始发井10底部的始发基座160上。始发基座160的上表面曾V型或倒八字型，为开口负环组120和闭口负环组130提供竖向支撑，并防止开口负环组120和闭口负环组130滚动。优选为，在始发基座160与开口负环组120、闭口负环组130接触部位设置有条形橡胶垫片，可进一步保护开口负环组120、闭口负环组130，并增加摩擦力，防止其滚动。作为举例，始发基座160可以为砂浆基座。

进一步，如图2所示，在开口负环组120与后靠钢筋混凝土结构110之间设置有钢调整环二170。钢调整环二170可以使盾构反力在后靠钢筋混凝土结构110与开口负环组120之间均匀传递，从而有效保护保护开口负环组120一端的开口负环单元以及后靠钢筋混凝土结构110，防止二者破损。钢调整环二170的结构类似于钢调整环一140，故不再赘述。

综上所述，本实施例提供的盾构始发反力系统通过设置后靠钢筋混凝土结构110，将始发井10内衬墙11的曲面变为平面结构，为盾构始发提供稳定支撑，降低施工风险，而且用后靠钢筋混凝土结构110替代钢支撑反力架，可以节约空间，适用于操作空间较小的始发井10的情形；在后靠钢筋混凝土结构110和闭口负环组130之间，设置若干钢支撑150和钢调整环一140，可以使作用力在二者之间平稳传递，同时还有利于保护闭口负环组130端部的闭口负环单元，防止其破坏，提高盾构始发的安全性；在开口负环组120与后靠钢筋混凝土结构110之间设置有钢调整环二170，可以进一步保护开口负环组120端部的开口负环单元，防止其破损；开口负环组120和闭口负环组130固定于始发井10底部的始发基座160上，为开口负环组120和闭口负环组130提供竖向支撑，并防止开口负环组120和闭口负环组130滚动。

实施例二

本实用新型还提供了一种实施例一中的盾构始发反力系统的施工方法，下面参照图1和图2对该施工方法作进一步描述。该施工方法具体包括如下步骤：

S1.在与待施工隧道相反一侧的始发井10的内衬墙11上绑扎钢筋、立模并浇筑后靠钢筋混凝土结构110，在始发井10底部浇筑始发基座160。后靠钢筋混凝土结构110高度与隧道的位置相匹配，长宽均大于开口负环组120的直径。后靠钢筋混凝土结构110的混凝土标号相对于内衬墙11提高1-2个等级，并对后靠钢筋混凝土结构110内部的钢筋进行加密。优选为在后靠钢筋混凝土结构110内预埋连接件，比如与钢支撑150焊接的钢板连接件。其中，始发基座160可采用砂浆基座。

S2.待后靠钢筋混凝土结构110、始发基座160的强度达到设计要求后，将盾构机吊装至始发井10内，拼装就位。

S3.将开口负环单元和闭口负环单元吊放至始发基座160上，并进行拼接并形成开口负环组120和闭口负环组130，使开口负环组120的一端固定在后靠钢筋混凝土结构110，另一端与开口负环组120的一端固定连接，开口负环组120的另一端与盾构机尾部的顶进机构连接。优选为，在开口负环组120与后靠钢筋混凝土结构110之间设置钢调整环二170。盾构机的顶进机构为若干千斤顶，将千斤顶的伸缩杆固定在闭口负环组130的端部。

S4.在后靠钢筋混凝土结构110与闭口负环组130之间设置钢调整环一140，并固定钢支撑150，使钢支撑150的一端固定在后靠钢筋混凝土结构110上，另一端与钢调整环一140固定连接。

该施工方法工序简单、步骤合理，便于施工人员现场操控，合理简洁的操作步骤，可以提高施工效率，并降低事故放生概率，为盾构顺利始发提供安全保障。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种盾构始发反力系统，位于始发井内，其特征在于，包括：

后靠钢筋混凝土结构，一侧固定在所述始发井的内衬墙上，另一侧为竖直平面并朝向所述始发井的中心；

开口负环组，包括若干相互拼接的开口负环单元，所述开口负环组的一端紧贴在所述后靠钢筋混凝土结构上，所述开口负环组的开口部位朝向所述始发井的井口；

闭口负环组，包括若干相互拼接的闭口负环单元，所述闭口负环组的一端与所述开口负环组的一端拼接；所述闭口负环组与所述开口负环组同轴心；以及，

设置于所述后靠钢筋混凝土结构与闭口负环组之间的钢调整环一和若干钢支撑，所述钢调整环一位于所述开口负环组的端部上方且紧贴所述闭口负环的一端；所述钢支撑的一端固定在所述后靠钢筋混凝土结构上，另一端固定在所述钢调整环一上。

2.如权利要求1所述的盾构始发反力系统，其特征在于，所述开口负环组与所述后靠钢筋混凝土结构之间设置有钢调整环二。

3.如权利要求2所述的盾构始发反力系统，其特征在于，所述钢调整环一、钢调整环二均由环形钢板和槽钢组成。

4.如权利要求1所述的盾构始发反力系统，其特征在于，所述钢支撑均布支撑在所述钢调整环一上。

5.如权利要求4所述的盾构始发反力系统，其特征在于，所述钢支撑为4根圆形钢管。

6.如权利要求1所述的盾构始发反力系统，其特征在于，所述开口负环单元的横断面为半圆形的开口圆环。

7.如权利要求1所述的盾构始发反力系统，其特征在于，所述开口负环组和闭口负环组固定于所述始发井底部的始发基座上。

8.如权利要求7所述的盾构始发反力系统，其特征在于，所述始发基座的上表面为V型或倒八字型。

9.如权利要求8所述的盾构始发反力系统，其特征在于，在所述始发基座与所述开口负环组、闭口负环组的接触面上设置有橡胶垫片。