CN212054811U - 一种盾构隧道凿除安全防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盾构隧道凿除安全防护装置，固定在盾构隧道洞门处，包括内面板、外面板、侧面连接板、立轴和动力装置，内面板固定在洞门墙面上，侧面连接板围在内面板四周，外面板设在侧面连接板外侧，与内面板和侧面连接板围成方形箱体，立轴竖直设在箱体左右两侧，其活动结构和固定结构分别连接外面板和内面板，动力装置设在箱体上下表面上，与立轴的端部活动连接。本实用新型设置在盾构隧道洞口处作为安全防护门，在发生土体坍塌事故时封堵隧道洞口，对施工人员进行防护，保证人员、设备和结构的安全；采用液压驱动并利用齿轮齿条啮合的动力系统，具有操作方便快捷、动力强劲的优点，有效保证防护门的结构稳定。

Description

一种盾构隧道凿除安全防护装置

技术领域

本实用新型涉及盾构机施工技术领域，具体涉及一种盾构隧道凿除安全防护装置。

背景技术

洞门凿除是盾构法隧道施工的关键工序之一，虽然工序简单但是安全隐患多，施工难度大。由于凿除预留洞口的钢筋混凝土需要较长时间，如遇端头地层稳定性差、端头土体加固效果差等情形，在洞门凿除过程中，可能发生洞门土体塌落事故，危及洞门凿除工作人员的安全。盾构隧道洞门混凝土被凿除后，端头土体暴露，端头土层的受力平衡被打破，土体的结构、应力、渗透性等都将发生改变，开挖面土体无法自稳，尤其是在富水软弱地层中土体极易发生大面积滑移坍塌、洞门涌水、涌砂，进而导致更大范围的土体变形，发生地面沉陷，损害隧道附近地下或地面的建筑结构。因此，在洞门凿除过程中，必须采取措施来保护洞门凿除施工人员的人身安全。

现有技术中盾构隧道洞门凿除方法一般分为人工凿除、机械凿除、盾构机刀盘直接切削和定向爆破四种方式，其中人工凿除洞门方式应用最广泛。无论采用哪种凿除方法，不可避免对洞门土体产生扰动，使端头土层的受力平衡被打破，土体的结构、应力、渗透性等都将发生改变，造成开挖面土体无法自稳，易发生坍塌事故，进而造成作业人员人身伤害。本实用新型提供一种盾构隧道凿除安全防护装置克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型提供一种盾构隧道凿除安全防护装置，发生坍塌时，施工作业人员快速撤离，开启安全装置，封闭洞门，阻断土体涌入竖井内，防止土体坍塌事故进一步扩大，保证施工作业人员安全。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种盾构隧道凿除安全防护装置，固定在盾构隧道洞门处，包括内面板、外面板、侧面连接板、立轴和动力装置，所述内面板固定在洞门墙面上，所述侧面连接板设置四块，围在内面板四周，所述外面板设在侧面连接板外侧，与内面板和侧面连接板围成方形箱体，所述立轴竖直设在箱体左右两侧，其活动结构和固定结构分别连接外面板和内面板，所述动力装置设在箱体上下表面上，与立轴的端部活动连接；

所述内面板为方板，其中部开设有与洞门相同的通孔，所述外面板竖向分割成左面板和右面板，所述左面板的左侧边与左侧的立轴连接，所述右面板的右侧边与右侧的立轴连接。

进一步地，所述立轴包括转轴、轴承、套筒和齿轮，所述轴承间隔套在转轴上，并位于套筒内，所述转轴的两端伸出套筒外，所述齿轮设在转轴的伸出端上；所述转轴与外面板连接，所述套筒与侧面连接板连接。

进一步地，所述动力装置包括千斤顶、齿条和液压站，所述千斤顶水平设置，其固定端固定在箱体上，所述齿条设在千斤顶的伸缩端上，与齿轮啮合，所述液压站统一为千斤顶供能。

进一步地，所述外面板内表面垂直设有内框和肋板，所述内框围在外面板的边缘形成方框，所述内框的外侧面上设有密封垫，所述密封垫与侧面连接板贴合，所述肋板间隔设置，所述外面板的外表面上下间隔设有横档托架，所述横档托架上设有栓杆。

进一步地，所述外面板上开设有通孔，通孔内设有球阀。

进一步地，所述侧面连接板固定连接在内面板上，位于上侧的侧面连接板上开设有方孔，所述方孔内设有透明观察片，位于左右两侧的侧面连接板的外侧面上设有脚蹬。

进一步地，所述千斤顶固定连接在上下两侧的侧面连接板上。

进一步地，所述套筒的两端设有密封圈。

优选的，所述侧面连接板焊接连接在内面板上，所述外面板与转轴焊接连接，所述套筒与侧面连接板焊接连接。

本实用新型有益效果如下：

设置在盾构隧道洞口处作为安全防护门，在发生土体坍塌事故时封堵隧道洞口，对施工人员进行防护，保证人员、设备和结构的安全；采用液压驱动并利用齿轮齿条啮合的动力系统，具有操作方便快捷、动力强劲的优点，有效保证防护门的结构稳定；本实用新型整体结构稳定，可靠性强，具有开关迅速，闭合状态稳定的优点，且可周转使用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构主视图；

图2为本实用新型的整体结构侧视图；

图3为图2中A部结构放大示意图；

图4为本实用新型的内面板主视图；

图5为本实用新型的外面板侧视图；

图6为本实用新型的上侧的侧面连接板主视图；

图7为本实用新型的立轴剖视示意图；

图8为本实用新型的动力装置与齿轮啮合结构示意图。

附图标记：1-内面板，2-外面板，3-侧面连接板，4-立轴，41-转轴，42-轴承，43-套筒，44-齿轮，5-动力装置，51-千斤顶，52-齿条，53-液压站。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

如图1、2、3所示，一种盾构隧道凿除安全防护装置，固定在盾构隧道洞门处，包括内面板1、外面板2、侧面连接板3、立轴4和动力装置5，所述内面板1固定在洞门墙面上，所述侧面连接板3设置四块，围在内面板1四周，所述外面板2设在侧面连接板3外侧，与内面板1和侧面连接板3围成方形箱体，所述立轴4竖直设在箱体左右两侧，其活动结构和固定结构分别连接外面板2和内面板1，所述动力装置5设在箱体上下表面上，与立轴4的端部活动连接。

本实用新型将内面板1固定在墙体上，将侧面连接板3固定在内面板1上，外面板2可开和的设在侧面连接板3外侧，外面板2打开时，作为通道进行人员出入，外面板3关闭时，封闭洞口起到防护作用。

本实用新型的原理为内面板1和侧面连接板3焊接连接形成箱体的内侧框架，外面板3通过固定在侧面连接板3上的立轴4进行转动，实现开合。立轴4的套筒43与侧面连接板3固定连接，转轴41和外面板2固定连接，通过转轴41在套筒43内转动，带动外面板2相对箱体的内侧框架开合。

如图4所示，所述内面板1为方板，其中部开设有与洞门相同的通孔，所述外面板2竖向分割成左面板和右面板，所述左面板的左侧边与左侧的立轴4连接，所述右面板的右侧边与右侧的立轴4连接。外面板2开合方式为从中间向两侧进行开合。

如图7所示，进一步地，所述立轴4包括转轴41、轴承42、套筒43和齿轮44，所述轴承42间隔套在转轴41上，并位于套筒43内，所述转轴41的两端伸出套筒43外，所述齿轮44设在转轴41的伸出端上；所述转轴41与外面板2连接，所述套筒43与侧面连接板3连接。

如图3、8所示，进一步地，所述动力装置5包括千斤顶51、齿条52和液压站53，所述千斤顶51水平设置，其固定端固定在箱体上，所述齿条52设在千斤顶51的伸缩端上，与齿轮44啮合，所述液压站53统一为千斤顶51供能。

如图3、7、8所示，动力装置5和立轴4的动力传递过程如下：首先控制液压站53启动，带动千斤顶51伸缩运动，进而带动齿条52前进或后退，齿条52和齿轮44啮合，使其转动，进而带动转轴41在套筒43内转动，转轴41和外面板2固定连接，在转轴41转动时，带动外面板2打开或关闭。

如图5所示，进一步地，所述外面板2内表面垂直设有内框和肋板，所述内框围在外面板2的边缘形成方框，所述内框的外侧面上设有密封垫，所述密封垫与侧面连接板3贴合，所述肋板间隔设置，所述外面板2的外表面上下间隔设有横档托架，所述横档托架上设有栓杆。

内框围在外面板2的内侧，呈方形框架，用于和侧面连接板3对接，并在内框上设置橡胶密封垫，起到密封作用。肋板用于加强外面板2的结构强度。横档托架用于放置栓杆，栓杆起到门闩的作用，在土体坍塌时，对外面板2进行限位。

进一步地，所述外面板2上开设有通孔，通孔内设有球阀。通孔作用注浆孔，进行注浆。

如图6所示，进一步地，所述侧面连接板3固定连接在内面板1上，位于上侧的侧面连接板3上开设有方孔，所述方孔内设有透明观察片，位于左右两侧的侧面连接板3的外侧面上设有脚蹬。

如图6、8所示，进一步地，所述千斤顶51固定连接在上下两侧的侧面连接板3上。千斤顶51固定在箱体的顶部，连接在上下两侧的侧面连接板3上。

如图7所示，进一步地，所述套筒43的两端设有密封圈。密封圈起到密封作用，防止杂物进入套筒内。

优选的，所述侧面连接板3焊接连接在内面板1上，所述外面板2与转轴41焊接连接，所述套筒43与侧面连接板3焊接连接。

本实用新型使用方法如下：

一，施工准备，根据盾构隧道尺寸，确定箱体尺寸，选择立轴和动力装置规格，并进行物料的预制及运输就位；

二，安装施工，首先组装立轴4，并将外面板2与转轴41焊接，然后将内面板1及侧面连接板3安装在洞门上，然后立轴4就位，焊接侧面连接板3和套筒43对立轴4进行固定，将千斤顶51固定在上下两侧的侧面连接板3上，并与齿轮44啮合，然后联通千斤顶，使其统一控制；

三，装置打开，启动液压站53，使其驱动千斤顶51伸出，进而通过齿条52带动齿轮44旋转，将外面板2的左右面板向两侧打开，装置处于打开状态；

四，装置关闭，发生坍塌事故时，作业人员及时撤出，然后启动液压站，使其驱动千斤顶51缩回，进而通过齿条52带动齿轮44旋转，将外面板2的左右面板向内侧关闭，装置处于关闭状态；

五，注浆稳定，打开外面板2上的注浆孔，向洞内注入浆液，并静置；

六，险情观察，作业人员通过脚蹬攀爬至顶部，通过观察孔观察洞内险情；

七，作业恢复，洞内土体稳定后，再次打开装置，进行凿除作业。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种盾构隧道凿除安全防护装置，固定在盾构隧道洞门处，其特征是：包括内面板（1）、外面板（2）、侧面连接板（3）、立轴（4）和动力装置（5），所述内面板（1）固定在洞门墙面上，所述侧面连接板（3）设置四块，围在内面板（1）四周，所述外面板（2）设在侧面连接板（3）外侧，与内面板（1）和侧面连接板（3）围成方形箱体，所述立轴（4）竖直设在箱体左右两侧，其活动结构和固定结构分别连接外面板（2）和内面板（1），所述动力装置（5）设在箱体上下表面上，与立轴（4）的端部活动连接；

所述内面板（1）为方板，其中部开设有与洞门相同的通孔，所述外面板（2）竖向分割成左面板和右面板，所述左面板的左侧边与左侧的立轴（4）连接，所述右面板的右侧边与右侧的立轴（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道凿除安全防护装置，其特征是：所述立轴（4）包括转轴（41）、轴承（42）、套筒（43）和齿轮（44），所述轴承（42）间隔套在转轴（41）上，并位于套筒（43）内，所述转轴（41）的两端伸出套筒（43）外，所述齿轮（44）设在转轴（41）的伸出端上；所述转轴（41）与外面板（2）连接，所述套筒（43）与侧面连接板（3）连接。

3.根据权利要求2所述的一种盾构隧道凿除安全防护装置，其特征是：所述动力装置（5）包括千斤顶（51）、齿条（52）和液压站（53），所述千斤顶（51）水平设置，其固定端固定在箱体上，所述齿条（52）设在千斤顶（51）的伸缩端上，与齿轮（44）啮合，所述液压站（53）统一为千斤顶（51）供能。

4.根据权利要求1所述的一种盾构隧道凿除安全防护装置，其特征是：所述外面板（2）内表面垂直设有内框和肋板，所述内框围在外面板（2）的边缘形成方框，所述内框的外侧面上设有密封垫，所述密封垫与侧面连接板（3）贴合，所述肋板间隔设置，所述外面板（2）的外表面上下间隔设有横档托架，所述横档托架上设有栓杆。

5.根据权利要求1所述的一种盾构隧道凿除安全防护装置，其特征是：所述外面板（2）上开设有通孔，通孔内设有球阀。

6.根据权利要求3所述的一种盾构隧道凿除安全防护装置，其特征是：所述侧面连接板（3）固定连接在内面板（1）上，位于上侧的侧面连接板（3）上开设有方孔，所述方孔内设有透明观察片，位于左右两侧的侧面连接板（3）的外侧面上设有脚蹬。

7.根据权利要求6所述的一种盾构隧道凿除安全防护装置，其特征是：所述千斤顶（51）固定连接在上下两侧的侧面连接板（3）上。

8.根据权利要求2所述的一种盾构隧道凿除安全防护装置，其特征是：所述套筒（43）的两端设有密封圈。

9.根据权利要求2所述的一种盾构隧道凿除安全防护装置，其特征是：所述侧面连接板（3）焊接连接在内面板（1）上，所述外面板（2）与转轴（41）焊接连接，所述套筒（43）与侧面连接板（3）焊接连接。

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