[发明专利]自进式圆面盾构体

说明书

本发明属于土进施工机具，主要应用于隧道暗挖施工上。

城市地下铁道隧道的建造，一类是明挖隧道，另一类是暗挖隧道，盾构是地下铁道隧道暗挖的主要施工机具，在施工上亦称为盾构隧道，根据施工掘进的方式不同，可分为水力盾构和机械盾构，其构造为一个圆形钢壳体，（称盾构体）、在壳体内，在头部装有水力或机械掘进设备，中心部位装有螺旋输送机出土石，尾部装有管片衬砌拼装机械和用于推动盾构体前进的千斤顶（油顶），边掘进边出土石，在盾构体的保护下，拼装装配式管片衬砌，当一环衬砌安装完毕后，以它为后座，用千斤顶（油顶）将盾构体向前推进，这时衬砌与地层之间的空隙则可以用压浆来填补，以后继续循环作业，当衬砌环达到一定数量后，进行内层整体钢筋混凝土或混凝土衬砌，以达到防水目的，如此循环作业施工下去。上述盾构法施工有着施工速度快和对城市干扰少的优点，但由于盾构体是一个整体，其向前推进要靠一个牢固的后座，即要靠管片装配式衬砌环作为后座，用千斤顶（油顶）顶进，因反作用力大，需衬砌环达到一定数量后才能作为后座将盾构体整体推进，盾构体前进的灵活性差，造价贵，采用管片装配式衬砌的防水性差和整体性不够，因而存在不足。

本发明的目的是提供一种自进式圆面盾构体，采用分体式结构，施工作业时，盾构体自身能分体相互推进，不需要利用衬砌环作后座，同时能采用整体钢筋混凝土衬砌，从而解决了现有盾构的不足。

下面叙述本发明的结构和自进原理。

图1为本发明结构图。

图2、3、4为本发明断面视图。

见图1，本发明包括由圆形盾构壳体和油顶组成，圆形盾构壳体分成三节，包括有前壳体（1）、中壳体（2）、后壳体（3）及连接在后壳体（3）尾部的防护壳（4），它们之间采用承插式连接，为了便于掘进，前壳体（1）等分分成三层，包括有前上壳（1a）、前中壳（1b）、前下壳（1c），它们之间采用支承式连接，中壳体（2）及后壳体（3）是圆形整体结构，为了便于从工厂运输到施工地点，自其中心线处分开，然后再用螺栓连接成整体，防护壳（4）是一个半圆顶，可以装有压浆导管，在防护壳（4）的保护下，可以灌注整体钢筋混凝土衬砌，在前壳体（1）与中壳体（2）及中壳体（2）与后壳体（3）之间，分别装有张拉油顶（5）和油顶（6），张拉油顶（5）为300吨，油顶（6）为200吨，在中壳体（2）上装有油顶（6）10个，其中3个用于推进前上壳（1a）、4个用于推进前中壳（1b）、3个用于推进前下壳（1C），在后壳体（3）上对称装有油顶（6）4个，用于推顶中壳体（2）向前移动，张拉油顶（5）两个对称装在前上壳（1a）上，两个对称装在前下壳（1c）上，拉杆（7）通过张拉油顶（5）中心空间并连接在后壳体（3）上，通过拉杆（7），张拉油顶（5）可将后壳体（3）拉向前移动。整个盾构壳体由两层钢板制成，两层间用钢板骨架连接加固，从而减轻了盾构壳体的重量并增大了抗压程度。

下面叙述盾构体的自行前进的原理：

盾构体的前进是分节前进的，前壳体（1）的前进是依靠中壳体（2）及后壳体（3）与地层的摩擦力为后座，用装在中壳体（2）上的油顶（6）推动前壳体（1）向前移动，首先推动前上壳（1a），随后推动前中壳（1b）、再后推动前下壳（1c），一个行程约40～50厘米，因此，前壳体（1）与中壳体（2）之间就有一个行程间隙，为中壳体（2）前进创造了条件，中壳体（2）的前进是依靠后壳体（3）与地层的摩擦力和前壳体（1）与地层的摩擦力通过拉杆（7）传递结合在一起作为后座，用装在后壳体（3）上的油顶（6）推动中壳体（2）向前移动一个行程，后壳体（3）是依靠前壳体（1）及中壳体（2）与地层的摩擦力为基座，通过装在前壳体（1）上的张拉油顶（5）及拉杆（7）将后壳体（3）及防护壳（4）拉向前移动一个行程，这样整个盾构体就完成了一个行程的前进，如此反复循环作业，盾构体可不断往起移动，当向前挖进的长度达到一个钢筋混凝土节段长度时（即150厘米）在防护壳（4）下的空间即可进行整体钢筋混凝土衬砌，铺防水层、主模、绑扎钢筋、浇注混凝土后，盾构体又可继续推进。

本发明使用时，通过竖井将盾构体及相应的采握机械及运输机械安装完毕进入区间开始施工作业，先挖运土方，盾构体用油顶推顶向前移动，其尾部中线以下暴露出地层及时填入15厘米厚的混凝土，边前进边填、抹平，循环作业至盾构体尾部防护壳（4）内达到长150厘米的空间时，即可进行铺设防水层、接长纵向筋并铺设环向筋、架设跳模、灌注混凝土、压浆，完成整体钢筋混凝土衬砌，以后再循环作业下去至隧道建造完毕。

本发明的优点是盾构体的灵敏度高，拐弯灵活方便，结构简单，重量轻，加工制造运输容易方便，能采用整体钢筋混凝土衬砌整体性强，防水性能好，因盾构的开挖面直接与土层接触，可多个工作面同时施工，遇到障碍物容易采用多种方式处理。