一种盾构机钢套筒接收防栽头装置及其施工方法与流程

本发明涉及盾构施工领域，尤其涉及一种盾构机钢套筒接收防栽头装置及其施工方法。

背景技术：

在城市地铁盾构施工中，盾构机掘进完成的接收工作广泛使用钢套筒接收。但是由于钢套筒内的泥水具有很大的流动性，导致盾构机机头驶出洞口后容易向下倾斜，从而导致刀盘与钢套筒内壁的剧烈刮擦，会引发严重的工程事故。并且由于钢套筒内泥水流动性大，与盾构机外壳的摩擦力小，导致盾构掘进过程中机体会发生自转，存在严重的安全隐患。

本发明巧妙地设置了一种盾构机钢套筒接收防栽头装置及其施工方法，可随盾构机头一起掘进的稳定承台，有效地解决了盾构机栽头的隐患，并且通过四角油压调整，可以在掘进过程中时刻保持盾构机有一个良好的掘进姿态，通过钢承台与盾构机外壳的巨大贴合力，有效防止了盾构机机体的自转。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种盾构机钢套筒接收防栽头装置及其施工方法，可随盾构机头一起掘进的稳定承台，有效地解决了盾构机栽头的隐患，并且通过四角油压调整，可以在掘进过程中时刻保持盾构机有一个良好的掘进姿态，通过钢承台与盾构机外壳的巨大贴合力，有效防止了盾构机机体的自转。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种盾构机钢套筒接收防栽头装置，包括钢承台、油压仓、顶子、滑道破土锥、矩形槽式滑道，所述钢承台呈圆弧形结构，其上表面曲率与盾构机外表面的曲率相同；所述油压仓呈三棱柱形结构，其上表面中部设有用于所述顶子的底端插入的顶子孔，所述顶子的顶端与所述钢承台的下表面固定连接；所述滑道破土锥呈锥形结构，其一端与所述油压仓的底部连接，形成纵截面呈“l”形的结构；所述滑道破土锥设置于所述矩形槽式滑道内，所述矩形槽式滑道固结于钢套筒的内侧壁上；所述油压仓的外壁上设有与所述顶子孔侧壁下方连通的进油孔。

所述钢承台的底部设有四个与之连接的顶子，所述顶子的轴线垂直于滑道破土锥的底面，且均通过所述钢承台所在圆弧的圆心。

所述油压仓的上设有密封圈，所述密封圈紧密嵌合于所述油压仓上表面与顶子接触处，所述密封圈底面与所述油压仓的顶面紧密嵌合，且内环部分紧密贴合顶子的侧壁。

所述油压仓其壁厚最小处厚度大于所述顶子半径的一半。

所述滑道破土锥与棱柱形油压仓一体成型。

所述矩形槽式滑道其两侧钢板壁厚不小于其两侧钢板高度的1/5。

所述进油孔的内径不大于所述顶子外径的2/3。

所述顶子的外径不小于2cm。

一种盾构机钢套筒接收防栽头装置的施工方法，包括如下步骤：

步骤一，将两条矩形槽式滑道对称焊接在与钢套筒竖向中心线夹角30°的位置；

步骤二，外部油压设备与油压仓下部的进油孔连接；

步骤三，将由滑道破土锥、棱柱形油压仓、顶子、钢承台、密封圈组成的整体结构平稳放置在矩形槽式滑道靠近盾构机出口位置一侧；

步骤四，控制外部油压设备的油压力，保证四个顶子的顶面中心到钢套筒内壁的垂直距离不大于5cm；

步骤五，调整外部设备油压力，从而使顶子的轴线均通过钢承台所在圆弧的圆心；

步骤六，用传统施工工艺安装钢套筒并且灌注泥浆，保证泥水压力；

步骤七，当盾构机机头驶入钢套筒且刚好驶过钢承台上方时，给装置均匀加压，使钢承台平稳升起，当钢承台上表面与盾构机外壳紧密贴合时稳定油压不变；

步骤八，动态观察盾构机掘进姿态，通过调整四个油压仓压力，及时调整盾构机可能产生的不良掘进姿态。

本发明的有益效果在于：

1）本发明可随盾构机头一起掘进的稳定承台，有效地解决了盾构机栽头的隐患，并且通过四角油压调整，可以在掘进过程中时刻保持盾构机有一个良好的掘进姿态；

2）本发明通过钢承台与盾构机外壳的巨大贴合力，有效防止了盾构机机体的自转。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是钢承台下顶子的布置示意图；

图3是装置工作时钢套筒横截面示意图；

图4是装置工作时钢套筒立面图。

在图中：1钢承台，2油压仓，3顶子，4滑道破土锥，5矩形槽式滑道，6密封圈，7进油孔，8顶子孔，9钢套筒。

具体实施方式

下面对本发明进一步说明：

请参阅图1-4，

本发明公开了一种盾构机钢套筒接收防栽头装置，包括钢承台1、油压仓2、顶子3、滑道破土锥4、矩形槽式滑道5，所述钢承台1呈圆弧形结构，其上表面曲率与盾构机外表面的曲率相同；所述油压仓2呈三棱柱形结构，其上表面中部设有用于所述顶子3的底端插入的顶子孔8，所述顶子3的顶端与所述钢承台1的下表面固定连接；所述滑道破土锥4呈锥形结构，其一端与所述油压仓2的底部连接，形成纵截面呈“l”形的结构；所述滑道破土锥4设置于所述矩形槽式滑道5内，所述矩形槽式滑道5固结于钢套筒9的内侧壁上；所述油压仓2的外壁上设有与所述顶子孔8侧壁下方连通的进油孔7，可随盾构机头一起掘进的稳定承台，有效地解决了盾构机栽头的隐患，并且通过四角油压调整，可以在掘进过程中时刻保持盾构机有一个良好的掘进姿态，通过钢承台与盾构机外壳的巨大贴合力，有效防止了盾构机机体的自转。

所述钢承台1的底部设有四个与之连接的顶子3，所述顶子3的轴线垂直于滑道破土锥4的底面，且均通过所述钢承台1所在圆弧的圆心，提高钢承台1与盾构机外壳更为贴合。

所述油压仓2的上设有密封圈6，所述密封圈6紧密嵌合于所述油压仓2上表面与顶子3接触处，所述密封圈6底面与所述油压仓2的顶面紧密嵌合，且内环部分紧密贴合顶子3的侧壁，具有良好的密封性。

所述油压仓2其壁厚最小处厚度大于所述顶子3半径的一半，可以保证油压仓仓体具有一定的安全系数。

所述滑道破土锥4与棱柱形油压仓2一体成型。

所述矩形槽式滑道5其两侧钢板壁厚不小于其两侧钢板高度的1/5，为了安全，主要是参考直径与高度之比小于1/5的柱子很稳定。

所述进油孔7的内径不大于所述顶子3外径的2/3，保证进油孔比内仓口径小，另一方面也是考虑结构的稳定性，这是一个竖向受压构件，不宜开口过大。

所述顶子3的外径不小于2cm，因为最终升起的最大高度一般为10cm，构件为竖向承压构件，为避免压杆失稳现象，采用了1/5的比例为界限，是顶子呈矮粗状。

一种盾构机钢套筒接收防栽头装置的施工方法，包括如下步骤：

步骤一，将两条矩形槽式滑道5对称焊接在与钢套筒9竖向中心线夹角30°的位置；

步骤二，外部油压设备与油压仓2下部的进油孔7连接；

步骤三，将由滑道破土锥4、棱柱形油压仓2、顶子3、钢承台1、密封圈6组成的整体结构平稳放置在矩形槽式滑道5靠近盾构机出口位置一侧；

步骤四，控制外部油压设备的油压力，保证四个顶子3的顶面中心到钢套筒9内壁的垂直距离不大于5cm；

步骤五，调整外部设备油压力，从而使顶子3的轴线均通过钢承台1所在圆弧的圆心；

步骤六，用传统施工工艺安装钢套筒并且灌注泥浆，保证泥水压力；

步骤七，当盾构机机头驶入钢套筒且刚好驶过钢承台1上方时，给装置均匀加压，使钢承台1平稳升起，当钢承台1上表面与盾构机外壳紧密贴合时稳定油压不变；

步骤八，动态观察盾构机掘进姿态，通过调整四个油压仓2压力，及时调整盾构机可能产生的不良掘进姿态。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。