CN215520883U - 压实填土的活塞式钢套筒结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种压实填土的活塞式钢套筒结构，属于隧道盾构施工技术领域，包括外套筒、内套筒、锁止结构以及滑轨，外套筒一端与门洞相接；内套筒与外套筒组成活塞式结构，内套筒在外力推动下能伸入或伸出外套筒；内套筒远离门洞的第一端设有填土口；锁止结构设置在外套筒和内套筒之间，用于锁止伸入外套筒的内套筒；滑轨承托于内套筒的底部，内套筒在外力推动下能沿滑轨往复移动。本实施例提供的外套筒和内套筒构成活塞式结构，当内套筒填满砂土后，利用千斤顶顶压内套筒，即可将砂土压实填满，确保盾构始发或接收时门洞密封可靠及土舱内土压力的建立，避免了盾构始发或接收失败的问题，降低工程事故的发生。

Description

压实填土的活塞式钢套筒结构

技术领域

本实用新型属于隧道盾构施工技术领域，具体涉及一种压实填土的活塞式钢套筒结构。

背景技术

在城市地铁工程隧道盾构下穿技术中，盾构机的接收安全问题一直是一个重点难点，钢套筒盾构始发或接收，是为了在富水沙层或者周边环境复杂时，确保盾构始发时或接收时洞门密封不漏水，土仓内要建立起土压力。

传统的盾构机接收钢套筒在安装完毕后，需要从钢套筒的上端填土口进行填土，通常在填土完毕后，所填砂土并未完全填满，钢套筒的顶部可能存在空隙，不能充分平衡掌子面水土压力以及土舱内土压力泄露。在盾构机接收时，砂土较为松垮，使盾构始发或者接收失败，造成不必要的工程事故。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种压实填土的活塞式钢套筒结构，在盾构接收时，通过活塞的前后伸缩挤压填土，使得填土密实，保证土仓内压力不流失，避免工程事故的发生。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种压实填土的活塞式钢套筒结构，包括：外套筒、内套筒、锁止结构以及滑轨，外套筒一端与门洞相接；内套筒与所述外套筒组成活塞式结构，所述内套筒在外力推动下能伸入或伸出所述外套筒；所述内套筒远离门洞的第一端设有填土口；锁止结构设置在所述外套筒和所述内套筒之间，用于锁止伸入所述外套筒的所述内套筒；滑轨承托于所述内套筒的底部，所述内套筒在外力推动下能沿所述滑轨往复移动。

在一种可能的实现方式中，所述内套筒朝向门洞的第二端设有限位凹槽，所述限位凹槽沿所述内套筒的外圆面周向设置，所述限位凹槽内设有密封环，以使所述内套筒与所述外套筒密封配合。

在一种可能的实现方式中，所述锁止结构包括限位环和限位卡块，所述限位环设置在所述外套筒远离门洞的第一端，所述限位环与所述外套筒通过锁紧件连接，所述限位卡块设置在所述内套筒的第一端；所述限位环包括分体设置的底环和顶环，所述顶环与所述底环通过连接结构相连，所述顶环的内壁设有限位所述限位卡块的限位卡槽；所述顶环的限位卡槽与所述内套筒的限位卡块卡接后，通过与所述外套筒连接，锁止推入所述外套筒的所述内套筒。

在一种可能的实现方式中，所述连接结构包括设于所述底环接口端的卯眼和设于所述顶环接口端的榫头，所述榫头插接在所述卯眼内，使所述顶环与所述底环卡接；或者，所述底环接口端设置榫头，所述顶环接口端设置卯眼。

在一种可能的实现方式中，所述榫头包括与所述底环或所述顶环连接的本体、对称设于所述本体两侧的卡接头；所述卡接头与所述本体之间设有弹簧。

在一种可能的实现方式中，所述外套筒的第一端设有第一法兰盘，所述限位环设有用于与所述第一法兰盘相连的第二法兰盘，所述限位环通过贯穿所述第一法兰盘和所述第二法兰盘的锁紧件与所述外套筒连接。

在一种可能的实现方式中，所述外套筒包括外筒和与所述外筒同轴的内筒，所述外筒与所述内筒之间构成所述内套筒滑动的环形滑道。

在一种可能的实现方式中，所述外套筒沿轴线分为上下两半部分，所述上下两半部分通过螺栓固定连接；所述内套筒沿轴线分为上下两半部分，所述上下两半部分通过螺栓固定连接。

在一种可能的实现方式中，所述压实填土的活塞式钢套筒结构还包括用于承托所述外套筒和所述内套筒的弧形支座，所述滑轨设置在所述弧形支座上。

在一种可能的实现方式中，所述压实填土的活塞式钢套筒结构还包括与所述内套筒适配的弧形底托，所述弧形底托的两端设有能沿所述滑轨滑动的滑轮，所述内套筒通过所述弧形底托沿所述滑轨滑动。

本实用新型提供的压实填土的活塞式钢套筒结构，与现有技术相比，有益效果在于：外套筒和内套筒构成活塞式结构，当内套筒填满砂土后，利用轴向施力的千斤顶顶压内套筒的后端盖，即可将砂土压实填满，避免外套筒或内套筒内顶部存在空隙的问题，确保盾构始发或接收时门洞密封可靠及土舱内土压力的建立，避免了盾构始发或接收失败的问题，降低工程事故的发生。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的压实填土的活塞式钢套筒结构的立体结构示意图；

图2为图1提供的支撑活塞式钢套筒结构的滑轨部位的结构示意图；

图3为图1提供的限位环的立体结构示意图；

图4为图3所示的限位环接口部位的结构示意图；

图5为图1所采用的压实填土的活塞式钢套筒结构的内部结构示意图；

附图标记说明：

1、过渡环；2、外套筒；21、内筒；22、外筒；23、限位挡圈；3、限位环；31、顶环；32、底环；33、限位卡槽；34、卯眼；35、榫头；351、弹簧；352、卡接头；353、导向滑槽；354、本体；36、第二法兰盘；37、限位圆台；4、内套筒；5、填土口；6、后端盖；7、弧形支座；8、滑轨；9、滑轮；10、弧形底托；11、密封环；12、第一密封垫；13、第一法兰盘；14、限位卡块；15、锁紧件；16、第二密封垫。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的压实填土的活塞式钢套筒结构进行说明。所述压实填土的活塞式钢套筒结构，包括外套筒2、内套筒4、锁止结构以及滑轨8，外套筒2一端与门洞相接；内套筒4与外套筒2组成活塞式结构，内套筒4在外力推动下能伸入或伸出外套筒2；内套筒4远离门洞的第一端设有填土口5；锁止结构设置在外套筒2和内套筒4之间，用于锁止伸入外套筒2的内套筒4；滑轨8承托于内套筒4的底部，内套筒4在外力推动下能沿滑轨8往复移动。

本实施例提供的压实填土的活塞式钢套筒结构，与现有技术相比，钢套筒结构包括外套筒2和内套筒4，外套筒2和内套筒4构成活塞式结构，当内套筒4填满砂土后，利用轴向施力的千斤顶顶压内套筒4的后端盖6，即可将砂土压实填满，避免外套筒2或内套筒4内顶部存在空隙的问题，确保盾构始发或接收时门洞密封可靠及土舱内土压力的建立，避免了盾构始发或接收失败的问题，降低工程事故的发生。

现有的盾构法施工盾构机可直接进入到洞口接收架上。而使用钢套筒接收，就是在盾构机外套上一个钢制套子，将盾构机密闭其中，盾构机在钢套筒内掘进完成时，再依次拆解钢套筒和盾构机并吊出。钢套筒接收与往常的盾构接收不同的是，钢套筒式的盾构机接收能有效降低复杂地层带来的涌水涌砂风险，具有安全性能高、节省底面加固空间、施工方便并可以多次重复使用等优点，同样也有定位安装精度高、掘进参数控制、洞门封堵要求严等特点。

由于盾构始发或接收施工时，外套筒2通过过渡环1与门洞连接，内套筒4先伸出到外套筒2外面，从内套筒4的填土口5向内填充砂土，至填满后，通过千斤顶顶推内套筒4向外套筒2内推进，挤压砂土，使砂土在内套筒4和外套筒2内压实，保证钢套筒内预加一定的压力，与土舱切口压力相同，然后，盾构机直接掘进到钢套筒内，通过钢套筒内压实的砂土，才能避免涌水涌砂的风险，避免工程施工事故的发生。

钢套筒内压实填土后，需要借助滑轨8，实现钢套筒的移动；同时，由于内套筒4压实填土后，千斤顶要推出，盾构机跟进，为避免内套筒4受内部填土反作用力而滑出，需要设置锁止结构，避免内套筒4的滑出，而内套筒4向外滑出，会造成钢套筒内填土的松散，起不到压实的效果。

在一些实施例中，参见图5，内套筒4朝向门洞的第二端设有限位凹槽，限位凹槽沿内套筒4的外圆面周向设置，限位凹槽内设有密封环11，以使内套筒4与外套筒2密封配合。以使内套筒4在移动时，与外套筒2始终保持密封状态，一方面可以避免砂土填充在内套筒4与外套筒2之间，而造成内套筒4移动受阻，另一方面，也避免涌水涌砂从两者之间泄露。

具体地，内套筒4设有多个限位凹槽及密封环11，能够提高密封的效果。

如图5所示，针对外筒22和内筒21构成的外套筒2，内套筒4的内壁和外壁均设有限位凹槽，密封环11可以为金属环，在密封环11与内套筒4和外套筒2的接触面均设有第一密封垫12，其中，在限位凹槽内的第一密封垫12随形设置在限位凹槽内，密封垫的设置也避免内套筒与外套筒的硬硬接触造成磨损的问题。其中，当内套筒4向外移动到极限位置时，密封环11与外套筒2第一端设置的限位挡圈23相抵，可实现对内套筒4的限位，以避免内套筒4完全与外套筒2脱离。

在设置密封环11的基础上，参见图1至图5，作为锁止结构的一种实施防水，锁止结构包括限位环3和限位卡块14，限位环3设置在外套筒2的第一端，限位环3与外套筒2通过锁紧件15连接，限位卡块14设置在内套筒4的第一端；限位环3包括分体设置的底环32和顶环31，顶环31与底环32通过连接结构相连，顶环31的内壁设有限位限位卡块14的限位卡槽33；顶环31的限位卡槽33与内套筒4的限位卡块14卡接后，通过与外套筒2连接，锁止推入外套筒2的内套筒4。限位环3对压实填满的钢套筒进行锁止，防止内套筒4退回，而造成压实的填土松散。

由于钢套筒填土后具有很大的重量，限位环3分为底环32和顶环31，底环32在钢套筒放入门洞之前，与外套筒2连接，顶环31在填土压实后，安装在内套筒4上与限位卡块14卡接，然后，再将顶环31与外套筒2连接，即可实现对内套筒4的锁止。

为了提高密封的效果，参见图5，在限位卡块14与顶环31的接触面上设有第二密封垫16。

进一步地，参见图5，限位卡槽33沿顶环31轴向设有多个，对应的内套筒4的外周面设有多个限位卡块14，其中限位卡槽33为沿顶环31圆周方向具有一定的延伸长度，也即限位卡槽33为弧形结构，适配的限位卡块14为弧形结构。通过一定长度的限位卡槽33与限位卡块14的配合，提高锁止的可靠性。

作为限位环3的一种实施方式，参见图3及图4，其连接结构包括设于底环32接口端的卯眼34和设于顶环31接口端的榫头35，榫头35插接在卯眼34内，使顶环31与底环32卡接；或者，底环32接口端设置榫头35，顶环31接口端设置卯眼34。通过设置的榫头35与卯眼34的插接方式，便于顶环31与底环32的连接，也即顶环31的榫头35对准卯眼34插入即可，施工简单方便。

一些可能的实现方式中，如图4所示，榫头35包括与底环32或顶环31连接的本体354、对称设于本体354两侧的卡接头352；卡接头352与本体354之间设有弹簧351。本实施例利用榫头35的弹性与卯眼34卡接，榫头35插入卯眼34时，卯眼34的内壁挤压弹簧351，使卡接头352与卯眼34之间具有一定的弹性压紧。

在一些实施例中，如图4所示，上述的卡接头352为三棱锥结构，其面向本体354的一侧为平直面，卡接头352与本体354之间留设有便于卡接头352挤压滑动的导向滑槽353，对卡接头352起到限位和导向的作用。

可选地，如图5所示，为了提高内套筒4锁止的可靠性，在限位环3远离外套筒2的一端内侧还设有限位圆台37。其中，可以仅在顶环31设有限位圆台37，同理，也可以仅在顶环31内壁设置限位卡槽33，底环32由于需要预先与外套筒2连接，且内套筒4沿底环32内壁滑动，因此底环32的内壁可以设置限位圆台37和限位卡槽33，也可以不设置。

基于上述的限位环3结构，图5所示为外套筒2的一种实施方式，外套筒2包括外筒22和与外筒22同轴的内筒21，外筒22与内筒21之间构成内套筒4滑动的环形滑道。本实施例，在内套筒4推入拉出时，可以避免与填土之间的摩擦，减少内套筒4的滑动摩擦。其中，在外筒22的内壁和内筒21的外壁对应设有限位挡圈23，以对内套筒4向外伸出到极限时进行限位。

如图1及图5所示，限位环3与外套筒2的连接方式为：外套筒2的第一端设有第一法兰盘13，限位环3设有用于与第一法兰盘13相连的第二法兰盘36，限位环3通过贯穿第一法兰盘13和第二法兰盘36的锁紧件15与外套筒2连接。本实施例使用的锁紧件15为螺栓和螺母。

在一些实施例中，如图1所示，为了便于运输及组装等，外套筒2沿轴线分为上下两半部分，上下两半部分通过螺栓固定连接；内套筒4沿轴线分为上下两半部分，上下两半部分通过螺栓固定连接。针对双层结构的外套筒2，其内筒21可以为整体结构，以便于内套筒4的滑动。

作为本实施例的一种改进的实施方式，如图1及图2所示，在限位环3及各分体设置的内套筒4和外套筒2的基础上，压实填土的活塞式钢套筒结构还包括用于承托外套筒2和内套筒4的弧形支座7，滑轨8设置在弧形支座7上。本实施例设有两排适配外套筒2和内套筒4的弧形支座7，对内套筒4和外套筒2起到支撑的作用。

基于上述的弧形支座7，如图1及图2所示，压实填土的活塞式钢套筒结构还包括与内套筒4适配的弧形底托10，弧形底托10的两端设有能沿滑轨8滑动的滑轮9，内套筒4通过弧形底托10沿滑轨8滑动。沿滑轨8设有多个弧形底托10，弧形底托10仅在外套筒2外的内套筒4的底部，滑轨8仅仅设置在内套筒4的底部，内套筒4支撑在弧形底托10上，便于内套筒4滑移。

如图1所示，本实施例中的内套筒4的第一端设有后端盖6，内套筒4与外套筒2均为钢制件，外套筒2的外面设有纵横交错的加强筋，后端盖6的外侧设有纵横交错的加强筋。

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 (10)

1.一种压实填土的活塞式钢套筒结构，其特征在于，包括：

外套筒(2)，一端与门洞相接；

内套筒(4)，与所述外套筒(2)组成活塞式结构，所述内套筒(4)在外力推动下能伸入或伸出所述外套筒(2)；所述内套筒(4)远离门洞的第一端设有填土口(5)；

锁止结构，设置在所述外套筒(2)和所述内套筒(4)之间，用于锁止伸入所述外套筒(2)的所述内套筒(4)；以及

滑轨(8)，承托于所述内套筒(4)的底部，所述内套筒(4)在外力推动下能沿所述滑轨(8)往复移动。

2.如权利要求1所述的压实填土的活塞式钢套筒结构，其特征在于，所述内套筒(4)朝向门洞的第二端设有限位凹槽，所述限位凹槽沿所述内套筒(4)的外圆面周向设置，所述限位凹槽内设有密封环(11)，以使所述内套筒(4)与所述外套筒(2)密封配合。

3.如权利要求1所述的压实填土的活塞式钢套筒结构，其特征在于，所述锁止结构包括限位环(3)和限位卡块(14)，所述限位环(3)设置在所述外套筒(2)远离门洞的第一端，所述限位环(3)与所述外套筒(2)通过锁紧件(15)连接，所述限位卡块(14)设置在所述内套筒(4)的第一端；所述限位环(3)包括分体设置的底环(32)和顶环(31)，所述顶环(31)与所述底环(32)通过连接结构相连，所述顶环(31)的内壁设有限位所述限位卡块(14)的限位卡槽(33)；所述顶环(31)的限位卡槽(33)与所述内套筒(4)的限位卡块(14)卡接后，通过与所述外套筒(2)连接，锁止推入所述外套筒(2)的所述内套筒(4)。

4.如权利要求3所述的压实填土的活塞式钢套筒结构，其特征在于，所述连接结构包括设于所述底环(32)接口端的卯眼(34)和设于所述顶环(31)接口端的榫头(35)，所述榫头(35)插接在所述卯眼(34)内，使所述顶环(31)与所述底环(32)卡接；

或者，所述底环(32)接口端设置榫头(35)，所述顶环(31)接口端设置卯眼(34)。

5.如权利要求4所述的压实填土的活塞式钢套筒结构，其特征在于，所述榫头(35)包括与所述底环(32)或所述顶环(31)连接的本体(354)、对称设于所述本体(354)两侧的卡接头(352)；所述卡接头(352)与所述本体(354)之间设有弹簧(351)。

6.如权利要求3所述的压实填土的活塞式钢套筒结构，其特征在于，所述外套筒(2)的第一端设有第一法兰盘(13)，所述限位环(3)设有用于与所述第一法兰盘(13)相连的第二法兰盘(36)，所述限位环(3)通过贯穿所述第一法兰盘(13)和所述第二法兰盘(36)的锁紧件(15)与所述外套筒(2)连接。

7.如权利要求1所述的压实填土的活塞式钢套筒结构，其特征在于，所述外套筒(2)包括外筒和与所述外筒同轴的内筒，所述外筒与所述内筒之间构成所述内套筒(4)滑动的环形滑道。

8.如权利要求1所述的压实填土的活塞式钢套筒结构，其特征在于，所述外套筒(2)沿轴线分为上下两半部分，所述上下两半部分通过螺栓固定连接；

所述内套筒(4)沿轴线分为上下两半部分，所述上下两半部分通过螺栓固定连接。

9.如权利要求1所述的压实填土的活塞式钢套筒结构，其特征在于，所述压实填土的活塞式钢套筒结构还包括用于承托所述外套筒(2)和所述内套筒(4)的弧形支座(7)，所述滑轨(8)设置在所述弧形支座(7)上。

10.如权利要求1所述的压实填土的活塞式钢套筒结构，其特征在于，所述压实填土的活塞式钢套筒结构还包括与所述内套筒(4)适配的弧形底托(10)，所述弧形底托(10)的两端设有能沿所述滑轨(8)滑动的滑轮，所述内套筒(4)通过所述弧形底托(10)沿所述滑轨(8)滑动。

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