[发明专利]外置注浆管式盾构

说明书

技术领域

本发明属于盾构，具体涉及一种外置注浆管式盾构。

背景技术

盾构机作为隧道开挖尤其是城市地铁隧道掘进的先进自动化机械，由于其 自动化程度高、安全快捷、劳动强度低且对地层扰动小等诸多优点在隧道开挖 领域逐渐占领主导地位。外置注浆管在盾构隧道施工过程中可以有效减少地层 开挖和同步注浆量，可以既保证安全又降低成本。但是外置注浆管突出在盾构 壳体之外直接与土层摩擦，如果在砂层中，由于摩擦系数增大，很容易磨破注 浆管使之无法继续工作。所以外置注浆管式盾构虽然具有突出的优点，但是还 是无法推广应用在砂层地质中。即使用在粘土层中，在始发接收端通过加固区 时，很容易造成卡管。现行的主要方法是在外置注浆管式盾构通过加固区时打 开超挖刀，进行大范围的超挖，虽然此种方法对始发接收的成功是致命的隐患， 但是现行盾构装置也只能用此种方法完成始发与接收。

发明内容

本发明为了解决现有技术中外置注浆管式盾构无法应用在砂层地质中，粘 土层地质中也容易卡管的问题。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种外置注浆管式盾构，盾构外置若干注浆管，其特征在于盾构的中盾位 置上，与各注浆管的中心轴线的同一线上分别设置有保护刀，各保护刀分别在 盾构的不同纵断面上。

保护刀的形状为直角三角形，直角三角形的两个锐角一个为60°，另一个为 30°，其中30°的锐角指向盾构前进的方向。保护刀宽度比对应的同一线上的注 浆管外围尺寸大1cm，保护刀高度比对应的同一线上的注浆管外围尺寸大 2～4cm。

与注浆管距离最近的保护刀与注浆管外壳边缘的距离为20cm，后续相邻保 护刀之间的间距大于等于50cm。

本发明相对现有技术具有如下有益效果：

1、本发明的保护刀可以在盾构前进过程中，预先犁出一个槽，供对应的注 浆管通过，可以有效减小隧道开挖过程中围岩土体对外置注浆管壁的摩擦与损 坏。

2、本发明解决了现有外置注浆管式盾构穿越端头加固区时的“卡管”现象； 避免了盾构为通过加固区而实行的大量超挖带来的致命工程危害，保证盾构的 接收与始发的顺利完成。

3、在保护刀的先行保护下，外置注浆管式盾构就不仅仅可以运用在粘土层 中，对于我国东部及南部省份的粉砂地层也可以运用，减小的超挖量与节省的 注浆量对于我国整个高速发展的地铁建设意义重大。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为保护刀结构示意图

图1中：1-隧道管片，2-注浆管，3-保护刀，4-刀盘，L1-距离注浆管最近的 保护刀与注浆管外壳边缘的距离，L2-相邻保护刀之间的间距；

图2中：5-中盾钢板，箭头所指方向为盾构前进的方向。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图1所示：保护刀3焊接在盾构中盾位置，其中心轴线与四个注浆管2 的中心轴线在同一线上，具体参数及布置方式如下：

1、保护刀3中心轴线要与注浆管2中心轴线重合，即在同一轴线上。

2、四把保护刀3不在盾构的同一个纵断面上，距离注浆管最近的保护刀与 注浆管外壳边缘的距离L1为20cm，依次后续相邻保护刀之间的间距L2不小于 50cm。如图1所示。既可以保证盾构接收和始发时可以逐个保护刀通过橡胶帘 布又可以保证最大限度保护注浆管。

3、保护刀3本身的形状应该加工成直角三角形，其中的两个锐角一个为 60°，另一个为30°。其中30°的锐角指向盾构前进的方向(即朝前)。如图2所 示。一方面，可以增大保护刀与盾构外壳钢板的焊接面积，另一方面，小角度 朝前可以有效利用梭形减小保护刀带来的阻力，且30°梭形可以有利挤压围岩形 成完整的空隙使得注浆管最大限度的得到保护。

4、保护刀宽度要比对应的注浆管外围尺寸大1cm，保护刀高度要比对应注 浆管外围尺寸大2～4cm。