[发明专利]大直径便于盾构转弯且凹槽封闭式盾构机

说明书

本发明公开了大直径便于盾构转弯且凹槽封闭式盾构机，其包括形成活动凹槽的盾构前端和盾构后端、油缸、环形接头、及填充在环形接头和活动凹槽所形成内部空间的盾尾油脂，其中环形接头的前端部与盾构前端的尾部固定连接、后端部与盾构后端的前端多焊点式固定连接，多焊点绕着环形接头的周向均匀间隔分布，盾构机在转弯时，焊点断开；盾构前端和盾构后端齐平穿过洞门时，止水橡胶帘布板能够密封抵触在环形接头的外周。本发明不仅确保盾构机经过洞口时保持止水密封，而且断开后的盾尾油脂能够有效地推动盾构前端和盾构后端相对转弯，因此，避免止水失效，降低洞门处发生漏水和洞门坍塌发生概率，同时更有利于实施盾构掘进的小半径转弯。

技术领域

本发明属于盾构隧道施工技术领域，具体涉及一种大直径便于盾构转弯且凹槽封闭式盾构机。

背景技术

近年来，随着国家发展战略及基础设施建设的持续推进，以及高铁路网、高速公路路网、城市道路路网结构的进一步完善，盾构隧道技术已成为我国重大交通等基础设施建设中不可或缺的关键技术。

目前，盾构施工中，为了实现盾构机能够转弯，在盾构机上设置了主动铰接装置和铰接油缸实施盾构机前部和后部相对转动，因此，盾构机前部和后部之间形成转动的活动凹槽，这样一来，在盾构始发开始，盾构机的活动凹槽进入洞门后，洞门处的止水钢环无法贴合活动凹槽处的盾构机外壳，致使止水失效，同时洞门处发生漏水，严重的会导致洞门坍塌。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新的大直径便于盾构转弯且凹槽封闭式盾构机。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种大直径便于盾构转弯且凹槽封闭式盾构机，其包括相铰接的盾构前端和盾构后端、以及油缸，其中盾构前端和盾构后端之间形成活动凹槽，且在油缸的伸缩下，盾构前端相对盾构后端转动，盾构机还包括设置在活动凹槽处的环形接头、以及填充在环形接头和所述活动凹槽所形成内部空间的盾尾油脂，其中环形接头的前端部与盾构前端的尾部固定连接、环形接头的后端部与盾构后端的前端多焊点式固定连接，多焊点绕着环形接头的周向均匀间隔分布，盾构机在转弯时，焊点断开，并假设伸出油缸数量为X，油缸设计最大推力为T_max，实际推力折减系数为K，盾构机转弯时对多个焊点的总拉力为N；盾构机外壳钢板点焊焊点数量为Y，盾构机外壳周长为C，每个焊点承受的最大拉力为F，每个相邻两个焊点之间形成的弧长为L，

X×T_max×K＝N 式(1)

N/F＝Y 式(2)

C/Y＝L 式(3)

上述式中，X、T_max、K、C均为盾构机参数的已知量，其中K取0.2～0.5，F能够通过抗拉试验得出；且盾构前端和盾构后端齐平穿过洞门时，止水橡胶帘布板能够密封抵触在所述环形接头的外周。

优选地，在上述F数值的获取中，采用两块钢板进行三点点焊连接，对两块钢板进行对拉直至其焊点破坏，取试验所得拉力1/3为F。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，环形接头为厚度2～5mm的环形钢板。本例中，钢板采用3mm厚，如果钢板太薄会在过洞门的时候，容易被止水钢板压弯，产生凹槽，一样会使洞门止水环失效；如果钢板太厚、强度会较大，转弯时给盾体的阻力会增大。

优选地，环形接头的前端部与盾构前端的尾部满焊连接，且满焊处的表面要打磨形成光滑面。这样一来，在不影响密封的前提下，防止钢板过洞门时划伤止水橡胶帘布板。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，满焊的厚度大于环形钢板的厚度，焊点处的厚度为环形钢板的1/3～2/3。不仅能够确保固定端的牢固性，又方便在外力下实施焊点断开，有助于转弯。