CN218509484U - 一种下穿高速铁路修建防背土效应结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种下穿高速铁路修建防背土效应结构，解决了现有的盾构机在运行时存在不同程度的背土现象的问题。包括机身，机身的左侧面上同轴固定安装有挤压基环，挤压基环的外侧面上同轴开设有挤压环槽，挤压环槽内同轴转动安装有挤压环，挤压环的外侧面上开有挤压板槽，挤压板槽内周向均匀分布并径向滑动安装有呈弧形的挤压板，每个挤压板周向的两端均开有伸缩槽，每两个相互靠近的伸缩槽内均滑动安装有伸缩挤压板。本实用新型通过转动的挤压环带动多个挤压板周向运动，能够将机身前进时作用于土壤上的轴向力转换为旋转的径向力，能够有效避免土壤只在某一处堆积，避免在机身经过时出现背土现象。

Description

一种下穿高速铁路修建防背土效应结构

技术领域

本实用新型涉及防背土技术领域，具体是一种下穿高速铁路修建防背土效应结构。

背景技术

在建设高速铁路的初期往往都会建设在远离城市的郊区，但是随着城市化的发展，城市的边界不断扩大，就使得城市内部的道路规划要与最初的高速铁路产生交叉，城市道路穿越高速铁路一般有三种方式，直接交叉、建设高架桥以及底部下穿，直接建设交叉道路对铁路损伤很大，现在一般很少使用，建设高架桥不仅造价很大，而且还要建设相应的人行道和非机动车道，这就使得桥面更宽，因此底部下穿无疑是最好的选择。

在进行高速铁路底部下穿工程时，通常会采用盾构机，盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建(铺设)隧道之“盾”(指支撑性管片)，它区别于敞开式施工法，用盾构法的机械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地面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理，其基本工作原理就是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。

但是，现有的盾构机在运行时存在不同程度的背土现象，那是由于深层的土壤深埋地下，地下会存在地下水，故而土壤相对潮湿具有一定的粘性，在对土层进行挖掘推进的过程中，土壤会粘黏在盾构机的外表面，增加盾构机前行的负重，同时附着土壤前行，对挖掘出来的洞直径存在影响，容易出现偏差，出现背土效应。

因此，本实用新型提供一种下穿高速铁路修建防背土效应结构来解决此问题。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提供一种下穿高速铁路修建防背土效应结构，有效的解决了现有的盾构机在运行时存在不同程度的背土现象，土壤会粘黏在盾构机的外表面，增加盾构机前行的负重，同时附着土壤前行，对挖掘出来的洞直径存在影响，容易出现偏差，出现背土效应的问题。

一种下穿高速铁路修建防背土效应结构，包括机身，所述机身的左侧面上同轴固定安装有挤压基环，所述挤压基环的左侧面上转动连接有刀盘，所述刀盘的右侧面同轴固定安装有贯穿机身左侧面的驱动轴，所述挤压基环的外侧面上同轴开设有挤压环槽，所述挤压环槽内同轴转动安装有挤压环，所述挤压环的外侧面上开有挤压板槽，所述挤压板槽内周向均匀分布并径向滑动安装有呈弧形的挤压板，每个所述挤压板周向的两端均开有伸缩槽，每两个相互靠近的所述伸缩槽内均滑动安装有伸缩挤压板，每个所述伸缩挤压板周向的两端与两个对应的伸缩槽之间发布连接有复位弹簧。

优选的，所述挤压环槽的左右侧面之间转动安装有多个呈周向均匀分布的同步带辊，所述挤压环的内侧面上设置有与多个同步带辊啮合的同步齿。

优选的，其中一个所述同步带辊同轴固定连接有传动链轮，所述驱动轴上同轴固定连接有驱动链轮，所述挤压环槽与挤压基环的内侧面之间贯穿有与传动链轮的位置对应的链条槽，所述传动链轮与驱动链轮之间连接有穿过链条槽的驱动链条。

优选的，每个所述挤压板的内侧面上均固定安装有贯穿挤压环内侧面的挤压柱，所述挤压柱处于挤压环内侧的一端成半球状。

优选的，每个所述挤压板的外表面上均转动连接有多个挤压圆柱。

优选的，所述机身的外侧面上开有灌浆环槽，所述灌浆环槽内同轴固定安装有灌浆环筒，所述灌浆环筒的外径与机身的外径相等，所述灌浆环筒的内径大于灌浆环槽的内径，使得灌浆环槽与灌浆环筒之间形成空腔，所述灌浆环筒上贯穿有若干个灌浆孔。

优选的，所述灌浆环槽内固定安装有多个呈周向均匀分布且与灌浆环筒的内侧面固定连接的隔板，使得灌浆环槽与灌浆环筒之间的空腔分隔为多个灌浆腔，所述机身的内侧面与多个灌浆腔之间分别贯穿并安装有进液管。

本实用新型通过转动的挤压环带动多个挤压板周向运动，能够将机身前进时作用于土壤上的轴向力转换为旋转的径向力，通过周向运动的挤压板能够将前进时堆积的土壤周向旋转，能够有效避免土壤只在某一处堆积，并通过多个挤压板的径向运动将土壤向外侧挤压，能够使得隧道内壁变得平整，避免在机身经过时出现背土现象；通过多个进液管能够向多个灌浆腔内部注入浆液，到达多个灌浆腔内的浆液能够从若干个灌浆孔流出，并在机身前进时，均匀的涂抹在隧道的内壁上，使得机身与隧道内壁之间的摩擦减小，避免背土现象出现。

附图说明

图1为本实用新型立体示意图。

图2为本实用新型剖面立体示意图。

图3为本实用新型挤压环的剖面立体示意图。

图4为本实用新型灌浆环筒的剖面示意图。

图5为本实用新型图3中B处的放大图。

图6为本实用新型图2中A处的放大图。

图7为本实用新型图4中C处的放大图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图7对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现,以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

实施例一，本实用新型为一种下穿高速铁路修建防背土效应结构，包括机身1，机身1为盾构机，所述机身1的左侧面上同轴固定安装有挤压基环2，挤压基环2的外径与机身1的外径相等，所述挤压基环2的左侧面上转动连接有与机身1外径相等的刀盘3，所述刀盘3与挤压基环2之间能够相对转动，所述刀盘3的右侧面同轴固定安装有贯穿机身1左侧面的驱动轴4，驱动轴4连接有位于机身1内部的驱动结构，从而带动刀盘3转动，使得机身1能够在地底前进，所述挤压基环2的外侧面上同轴开设有挤压环槽5，所述挤压环槽5内同轴转动安装有挤压环6，挤压环6能够在挤压环槽5内自转，当机身1前进时，可通过挤压环6的转动，将堆积在挤压环6外侧的土壤由轴向运动转变为周向旋转运动，使得土壤不会在机身1外侧的某一处堆积，而是被挤压环6的转动力带向机身1的整个外侧，能够防止机身1外侧出现背土现象，所述挤压环6的外径与挤压基环2的外径相等，所述挤压环6的外侧面上开有挤压板槽7，所述挤压板槽7内周向均匀分布并径向滑动安装有呈弧形的挤压板8，挤压板8处于挤压板槽7内部时，其外侧面与挤压环6的外侧面处于同一弧面上，在挤压环6转动时能够带动多个挤压板8做周向运动，在做周向运动的同时，多个挤压板8还能够同时在挤压板槽7内向外侧径向滑动，从而在机身1前进的过程中，对被挤压环6旋转带动至机身周侧的土壤进行挤压，防止土壤粘附在机身1的外侧，每个所述挤压板8周向的两端均开有伸缩槽9，每两个相互靠近的所述伸缩槽9内均滑动安装有伸缩挤压板10，伸缩挤压板10为弹性板，当多个挤压板8向外侧滑动时，两个挤压板8之间的距离变大，此时伸缩挤压板10将会从两个伸缩槽9内向外侧滑出，填补两个挤压板8之间的空隙，每个所述伸缩挤压板10周向的两端与两个对应的伸缩槽9之间分别连接有复位弹簧11，当多个挤压板8在外力作用下向外侧滑动时，两个伸缩槽9之间的距离变大，伸缩挤压板10向外滑出，同时会拉动伸缩挤压板10两端的复位弹簧11，当作用于多个挤压板8上的外力撤销后，多个挤压板8能够在多个复位弹簧11的弹力下向挤压板槽7内复位，多个伸缩挤压板10也向两个伸缩槽9内滑动复位，通过间歇性的对多个挤压板8施加动力，使得多个挤压板8和多个伸缩挤压板10能够对隧道内壁的土壤进行挤压，机身1经过时土壤不会粘附在机身1的外侧，避免了背土现象的出现。

实施例二，在实施例一的基础上，所述挤压环槽5的左右侧面之间转动安装有多个位于挤压环6内侧且呈周向均匀分布的同步带辊12，所述挤压环6的内侧面上设置有与多个同步带辊12啮合的同步齿13，多个同步带辊12能够对挤压环6进行支撑，其多个同步带辊12转动时能够带动挤压环6在挤压环槽5内同轴转动。

实施例三，在实施例二的基础上，其中一个所述同步带辊12同轴固定连接有传动链轮14，传动链轮14 能够与该同步带辊12同步转动，所述驱动轴4上同轴固定连接有驱动链轮15，驱动轴4在带动刀盘3转动的同时能够带动驱动链轮15转动，所述挤压环槽5与挤压基环2的内侧面之间贯穿有与传动链轮14的位置对应的链条槽16，所述传动链轮14与驱动链轮15之间连接有穿过链条槽16的驱动链条17，驱动链轮15转动时能够通过驱动链条17带动传动链轮14主动，从而带动其中一个同步带辊12转动，使得挤压环6和另外的多个同步带辊2同步转动，实现了刀盘3转动时对土壤进行切割的同时，挤压环6转动对外侧的土壤进行周向带动的过程。

实施例四，在实施例三的基础上，每个所述挤压板8的内侧面上均固定安装有贯穿挤压环6内侧面的挤压柱18，所述挤压柱18处于挤压环6内侧的一端成半球状，当挤压环6转动时，能够带动多个挤压柱18周向运动，每当多个挤压柱18运动至每个同步带辊12处时，会被同步带辊12向外侧顶起并带动多个挤压板8向外侧滑动，从而实现了多个挤压板8对周侧土壤的挤压。

实施例五，在实施例一的基础上，每个所述挤压板8的外表面上均转动连接有多个挤压圆柱19，当多个挤压板8周向运动将土壤带向周侧时，挤压圆柱19会贴着隧道内壁转动，从而对隧道内比的土壤进行碾压，而且粘附在多个挤压圆柱19上的土壤也会在其转动时，被挤压圆柱19与挤压板8接触的表面刮下，防止土壤粘附在挤压板8的外表面上。

实施例六，在实施例一的基础上，所述机身1的外侧面上开有灌浆环槽20，所述灌浆环槽20内同轴固定安装有灌浆环筒21，所述灌浆环筒21的外径与机身1的外径相等，所述灌浆环筒21的内径大于灌浆环槽20的内径，使得灌浆环槽20与灌浆环筒21之间形成空腔，所述灌浆环筒21上贯穿有若干个灌浆孔22，在使用的过程中，可向灌浆环槽20与灌浆环筒21之间的空腔内注入触变泥浆，触变泥浆从若干个灌浆孔22流出至隧道内壁上，从而减小与机身1外侧面之间的摩擦力，更加有效地防止背土现象的发生。

实施例七，在实施例六的基础上，所述灌浆环槽20内固定安装有多个呈周向均匀分布且与灌浆环筒21的内侧面固定连接的隔板23，使得灌浆环槽20与灌浆环筒21之间的空腔分隔为多个灌浆腔24，所述机身的内侧面与多个灌浆腔24之间分别贯穿并安装有进液管25，多个进液管25连接有供液泵，使得每个进液管25能够单独为其对应的灌浆腔24提供触变泥浆，多个灌浆腔24的形成，有利于灌浆更加均匀，避免触变泥浆注入空腔内后，全部流向空腔的底部而空腔的顶部则无法得到触变泥浆的情况。

Claims (7)

1.一种下穿高速铁路修建防背土效应结构，包括机身（1），其特征在于，所述机身（1）的左侧面上同轴固定安装有挤压基环（2），所述挤压基环（2）的左侧面上转动连接有刀盘（3），所述刀盘（3）的右侧面同轴固定安装有贯穿机身（1）左侧面的驱动轴（4），所述挤压基环（2）的外侧面上同轴开设有挤压环槽（5），所述挤压环槽（5）内同轴转动安装有挤压环（6），所述挤压环（6）的外侧面上开有挤压板槽（7），所述挤压板槽（7）内周向均匀分布并径向滑动安装有呈弧形的挤压板（8），每个所述挤压板（8）周向的两端均开有伸缩槽（9），每两个相互靠近的所述伸缩槽（9）内均滑动安装有伸缩挤压板（10），每个所述伸缩挤压板（10）周向的两端与两个对应的伸缩槽（9）之间分别连接有复位弹簧（11）。

2.根据权利要求1所述的一种下穿高速铁路修建防背土效应结构，其特征在于，所述挤压环槽（5）的左右侧面之间转动安装有多个位于挤压环（6）内侧且呈周向均匀分布的同步带辊（12），所述挤压环（6）的内侧面上设置有与多个同步带辊（12）啮合的同步齿（13）。

3.根据权利要求2所述的一种下穿高速铁路修建防背土效应结构，其特征在于，其中一个所述同步带辊（12）同轴固定连接有传动链轮（14），所述驱动轴（4）上同轴固定连接有驱动链轮（15），所述挤压环槽（5）与挤压基环（2）的内侧面之间贯穿有与传动链轮（14）的位置对应的链条槽（16），所述传动链轮（14）与驱动链轮（15）之间连接有穿过链条槽（16）的驱动链条（17）。

4.根据权利要求3所述的一种下穿高速铁路修建防背土效应结构，其特征在于，每个所述挤压板（8）的内侧面上均固定安装有贯穿挤压环（6）内侧面的挤压柱（18），所述挤压柱（18）处于挤压环（6）内侧的一端成半球状。

5.根据权利要求1所述的一种下穿高速铁路修建防背土效应结构，其特征在于，每个所述挤压板（8）的外表面上均转动连接有多个挤压圆柱（19）。

6.根据权利要求1所述的一种下穿高速铁路修建防背土效应结构，其特征在于，所述机身（1）的外侧面上开有灌浆环槽（20），所述灌浆环槽（20）内同轴固定安装有灌浆环筒（21），所述灌浆环筒（21）的外径与机身（1）的外径相等，所述灌浆环筒（21）的内径大于灌浆环槽（20）的内径，使得灌浆环槽（20）与灌浆环筒（21）之间形成空腔，所述灌浆环筒（21）上贯穿有若干个灌浆孔（22）。

7.根据权利要求6所述的一种下穿高速铁路修建防背土效应结构，其特征在于，所述灌浆环槽（20）内固定安装有多个呈周向均匀分布且与灌浆环筒（21）的内侧面固定连接的隔板（23），使得灌浆环槽（20）与灌浆环筒（21）之间的空腔分隔为多个灌浆腔（24），所述机身的内侧面与多个灌浆腔（24）之间分别贯穿并安装有进液管（25）。

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