CN212105876U - 一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及盾构施工的技术领域，尤其是一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置，包括防护钢板和型钢骨架，防护钢板和型钢骨架均为弧形结构，若干防护钢板可连接成环并安装于盾构的换刀处，若干型钢骨架贴设于防护钢板的内侧并也可连接成环。本发明的优点是：防护钢板和型钢骨架的单个设计，可通过工厂化生产，有效地减少现场制作时间，并且可以减少施工现场噪音等污染；通过将单个防护钢板和单个型钢骨架分别连接组装成闭环结构，刚度较高，可以在浅覆岩层盾构换刀时防止落石的掉落，保证施工人员的安全。

Description

一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置

技术领域

本发明涉及盾构施工的技术领域，尤其是一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置。

背景技术

现阶段我国轨道交通建设蓬勃发展，盾构法作为地下隧道修建的主要可选工法并大量采用，而在砂卵石、岩层等地区盾构长距离掘进过程，刀具磨损不可避免。为保证掘进效率每间隔一定距离便采取换刀，而岩层地区地质稳定性较好，普遍采用常压换刀。但是浅覆岩层地区常压换刀过程落石现象突出，不采取防护措施时对于换刀工作人员危险性较大，伤亡事故时有发生。为了保证浅覆岩层地区常压换刀安全，亟待开发一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置。中国专利CN205370577U公开了一种盾构长距离掘进常压换刀配套的地层加固结构采用地层加固然后在地面施做工作井的方法换刀，中国专利CN207934897U公开了一种盾构换刀地连墙加固机构，通过预先在盾构需要换刀处通过布置加固结构保证换刀安全。但是以上方法投资大且受周边环境限制等问题，并未涉及在浅覆岩层盾构换刀时防止落石的防护。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置，该防护装置通过将单个防护钢板和单个型钢骨架分别连接组装成闭环结构，刚度较高，可以在浅覆岩层盾构换刀时防止落石的掉落，保证施工人员的安全。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置，用于保证在浅覆岩层中盾构常压换刀的安全，其特征在于：包括防护钢板和型钢骨架，所述防护钢板和所述型钢骨架均为弧形结构，若干所述防护钢板可连接成环并安装于所述盾构的换刀处，若干所述型钢骨架贴设于所述防护钢板的内侧并也可连接成环以对成环的所述防护钢板进行支撑。

所述防护钢板沿其弧宽方向的两侧分别对称设置有两第一凸台和两第二凸台，两所述第一凸台和两所述第二凸台均设于所述防护钢板的长度方向上并且两所述第二凸台均设于两所述第一凸台间，相邻的所述第一凸台和所述第二凸台间各设有第一凹口，两所述第二凸台间设有第二凹口；所述型钢骨架为空心结构，所述型钢骨架沿其弧宽方向的两端各设有一接头钢板。

所述第二凸台上开设有螺栓孔，每两相邻的所述防护钢板间通过螺栓固定并连接成封闭的环体结构。

所述第一凹口和所述第二凹口内均安装有所述型钢骨架，每两相邻的所述型钢骨架间通过所述接头钢板连接成封闭的环体结构，所述接头钢板设于所述防护钢板内侧的中部。

所述防护钢板和所述型钢骨架采用错缝拼接，即连接成环的所述防护钢板的拼接缝与连接成环的所述型钢骨架的拼接缝相错布置。

一种涉及上述的适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置的应用方法，其特征在于：所述应用方法包括如下步骤：

按盾构施工中现场掌子面前的宽度加工制作与其相适配弧宽的防护钢板；

在所述防护钢板上按要求加工第一凸台、第二凸台、第一凹口和第二凹口，并在第二凸台上预留螺栓孔；

通过所述盾构的刀盘开口将所述防护钢板运抵所述刀盘前方，利用所述螺栓孔置入螺栓将所述防护钢板连接成环；

通过所述刀盘开口将型钢骨架运抵所述刀盘前方，之后将所述型钢骨架通过所述第一凹口和所述第二凹口沿所述防护钢板的环向布置，并且所述型钢骨架间通过所述接头钢板进行连接；

所述型钢骨架通过焊接与所述防护钢板连接，所述型钢骨架对所述防护钢板进行支撑，所述防护钢板对所述盾构的常压换刀施工进行保护。

本发明的优点是：

1、防护钢板和型钢骨架的单个设计，可通过工厂化生产，有效地减少现场制作时间，并且可以减少施工现场噪音等污染；

2、通过将单个防护钢板和单个型钢骨架分别连接组装成闭环结构，刚度较高，可以在浅覆岩层盾构换刀时防止落石的掉落，保证施工人员的安全；

3、该防护装置在现场通过螺栓和接头钢板分块连接便可施工，操作简单；

4、将接头钢板设于防护钢板内侧的中部，不仅方便两接头钢板间的连接，还增强了型钢骨架与防护钢板间连接稳定性。

附图说明

图1为本发明的总装横断面；

图2为图1中A的放大图；

图3为图2中I-I的横剖面图；

图4为本发明的单块防护钢板的三维示意图；

图5为本发明的单块防护钢板的正视图；

图6为本发明的单块防护钢板的侧视图；

图7为本发明的单块型钢骨架的结构示意图；

图8为本发明的接头钢板的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-8所示，图中标记分别表示为：防护钢板1、第一凸台1-1、第二凸台1-2、第一凹口1-3、第二凹口1-4、螺栓孔1-5、型钢骨架2、接头钢板3、螺栓4、焊缝5。

实施例：本实施例中一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置，主要用于在浅覆岩层盾构开舱换刀时防止落石的掉落，保证施工人员的安全。

如图1-8所示，本防护装置主要包括防护钢板1、型钢骨架2和接头钢板3，防护钢板1和型钢骨架2均为弧形结构，型钢骨架2为空心结构，接头钢板3设于型钢骨架2沿其弧宽方向的两端。单块防护钢板1的厚度为2mm，长度2m。如图4所示，防护钢板1沿其弧宽方向的两侧分别对称设置有两第一凸台1-1和两第二凸台1-2，两第一凸台1-1和两第二凸台1-2均设于防护钢板1的长度方向上并且两第二凸台1-1均设于两第一凸台1-2间。第二凸台1-2的长度为700mm。

结合图2和图4所示，第二凸台1-2上等间距预留2个φ10螺栓孔1-5。通过4个螺栓4，可将两相邻的防护钢板1上的相对的第二凸台1-2连接固定起来，形成闭环结构，即封闭的环体结构。

结合图4、图5和图7所示，相邻的第一凸台1-1和第二凸台1-2间各设有第一凹口1-3，两第二凸台1-2间设有第二凹口1-4。第一凹口1-3和第二凹口1-4的宽度均为100mm。第一凹口1-3和第二凹口1-4的宽度均与型钢骨架2的外轮廓形状、大小相吻合适配，以满足于在第一凹口1-3和第二凹口1-4内分别安装有型钢骨架2的要求。每两相邻的型钢骨架2间通过接头钢板3连接并形成封闭的环体结构。结合图5和图8所示，接头钢板3通过两个M10螺栓连接，型钢骨架2与接头钢板3焊接后通过接头钢板3连接成整体，接头钢板3的结构如图8所示。如图5所示，接头钢板3设于防护钢板1内侧的中部，不仅方便两接头钢板3间的连接，还可以增强型钢骨架2与防护钢板1间连接稳定性。

在防护钢板1与型钢骨架2均连接成环后，型钢骨架2对成环的防护钢板1起到加强支撑作用，保证成环的防护钢板1的整体结构受力及稳定性，从而可对浅覆岩层中盾构常压换刀的作业进行有效保护，即使在换刀时发生落石也会被防护钢板1所遮挡，避免对内部的操作人员造成人身危险。如图8所示，通过焊接将防护钢板1与型钢骨架2连接固定，两者之间形成焊缝5。

此外，结合图1至图8所示，本实施例中的适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置在具体实施时，具有应用方法，步骤如下：

1）防护钢板1的弧宽按现场掌子面前宽度加工制作；

2）按要求加工第一凸台1-1、第二凸台1-2、第一凹口1-3和第二凹口1-4，并在第二凸台1-4上预留螺栓孔1-5；

3）通过盾构的刀盘开口将防护钢板1运抵刀盘前方，利用螺栓4连接成环；

4）型钢骨架2通过刀盘开口运抵刀盘前方后，型钢骨架2通过第一凹口1-3和第二凹口1-4沿防护钢板1环向布置，并且型钢骨架2间通过接头钢板3进行连接；

5）型钢骨架2通过焊接与防护钢板1连接。

本发明防护钢板1和型钢骨架2的单元式设计，可通过工厂化生产，有效地减少现场制作时间，并且可以减少施工现场噪音等污染，尤其是每个防护钢板1和型钢骨架2均满足于穿过盾构的刀盘开口运抵至刀盘前方的要求，从而无需在盾构常压换刀时施作其他额外的加强、加固结构，更无需使盾构位置发生变化。

此外，通过将单个防护钢板1和单个型钢骨架2分别连接组装成闭环结构，刚度较高，可以在浅覆岩层盾构换刀时防止落石的掉落，保证施工人员的安全；防护装置在现场通过螺栓4和接头钢板3分块连接便可施工，操作简单。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (5)

1.一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置，用于保证在浅覆岩层中盾构常压换刀的安全，其特征在于：包括防护钢板和型钢骨架，所述防护钢板和所述型钢骨架均为弧形结构，若干所述防护钢板可连接成环并安装于所述盾构的换刀处，若干所述型钢骨架贴设于所述防护钢板的内侧并也可连接成环以对成环的所述防护钢板进行支撑。

2.根据权利要求1所述的一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置，其特征在于：所述防护钢板沿其弧宽方向的两侧分别对称设置有两第一凸台和两第二凸台，两所述第一凸台和两所述第二凸台均设于所述防护钢板的长度方向上并且两所述第二凸台均设于两所述第一凸台间，相邻的所述第一凸台和所述第二凸台间各设有第一凹口，两所述第二凸台间设有第二凹口；所述型钢骨架为空心结构，所述型钢骨架沿其弧宽方向的两端各设有一接头钢板。

3.根据权利要求2所述的一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置，其特征在于：所述第二凸台上开设有螺栓孔，每两相邻的所述防护钢板间通过螺栓固定并连接成封闭的环体结构。

4.根据权利要求2所述的一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置，其特征在于：所述第一凹口和所述第二凹口内均安装有所述型钢骨架，每两相邻的所述型钢骨架间通过所述接头钢板连接成封闭的环体结构，所述接头钢板设于所述防护钢板内侧的中部。

5.根据权利要求1所述的一种适用于浅覆岩层中盾构常压换刀的防护装置，其特征在于：所述防护钢板和所述型钢骨架采用错缝拼接，即连接成环的所述防护钢板的拼接缝与连接成环的所述型钢骨架的拼接缝相错布置。

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