用于盾构机的钢套筒的制作方法

1.本实用新型涉及隧道工程技术领域，特别涉及一种用于盾构机的钢套筒。


背景技术：

2.盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构法是将盾构机在地底中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩，防止隧道坍塌的一种机械化施工方法。
3.在盾构区间隧道施工中，盾构始发和接收是整个工程中的关键工序，为了平衡盾构机进入或到达接收洞口开挖面的土压和水压，可以采用钢套筒法。但是，对于大型盾构机始发或接收用的钢套筒还没有太多的案例，如果只是简单的将现有的钢套筒放大用到大型盾构机上，会导致钢套筒的强度不足，基座容易变形。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种用于盾构机的钢套筒，能够用于大型盾构机，且能减少钢套筒的基座变形。
5.根据本实用新型的实施例用于盾构机的钢套筒，包括：
6.筒体，包括多个沿所述筒体的周向延伸的第一弧形板和多个沿所述筒体的轴向延伸的第二弧形板，多个所述第一弧形板沿所述筒体的轴向依次连接，多个所述第二弧形板沿所述筒体的周向依次连接，并且分别连接于多个所述第一弧形板沿所述筒体的周向的两端，以形成容置盾构机的容纳腔；
7.多个基座，与多个所述第一弧形板一一对应设置，所述基座连接于所述第一弧形板的下端，基座包括固定管和若干基板，若干所述基板沿所述筒体的轴线方向间隔设置，所述固定管穿设于若干所述基板，所述固定管的内部形成有作业通道，多个所述固定管相连通；
8.过渡环，固定连接于所述筒体的一端。
9.根据本实用新型实施例用于盾构机的钢套筒，至少具有如下有益效果：
10.筒体包括多块第一弧形板和多块第二弧形板，可以方便筒体的运输和拆装；基座有多个，可以有效分摊对筒体的支撑压力；基座包括多块基板，可以在减轻基座重量，但对基座的承受能力不会有太大的影响；多个基座通过固定管连接，使基座的受力更加稳定，减少基座的变形；过渡环可以将筒体稳定地连接至洞门上，为盾构机的始发或接收提供安全保障。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述第一弧形板设置有多个安装槽，多个所述安装槽沿所述筒体的周向布置，所述安装槽用于方便连接相邻所述第一弧形板。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述基座包括连接组件，所述连接组件包括第一法兰盘和连接管，所述连接管的两端均设置有第一法兰盘，所述连接管与所述第一法兰盘设置有加强筋，所述基座设置有第二法兰盘，所述第一法兰盘与所述第二法兰盘连接，相邻所述基座通过所述连接组件连接。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述第一弧形板和第二弧形板的边缘均固定连接有第一连接板，所述第一连接板间隔设置有多个通孔，所述第一弧形板和所述第二弧形板之间通过所述通孔连接。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述第一连接板沿所述筒体的轴线方向间隔设置有多个第二连接板，相邻的所述第一弧形板和所述第二弧形板通过所述第二连接板连接。
15.根据本实用新型的一些实施例，多块所述基板均设置有定位台阶，所述定位台阶与所述第一连接板配合定位。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述过渡环远离所述筒体的一端的端面自上而下倾斜设置，且所述过渡环沿轴向的宽度自上而下逐渐增大。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述过渡环包括多块环片和多块筋板，多块所述筋板沿所述环片的周向间隔设置，所述环片两端的筋板均设置有连接孔，相邻所述环片之间通过所述连接孔连接。
18.根据本实用新型的一些实施例，所述筒体远离所述过渡环的一端设置有后端盖，所述后端盖包括多块端盖板，多块所述端盖板与所述筒体连接。
19.根据本实用新型的一些实施例，所述后端盖设置有注浆管。
20.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
21.附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。其中：
22.图1为本实用新型实施例提供的钢套筒的整体结构示意图；
23.图2为图1中a处的结构放大示意图；
24.图3为本实用新型实施例提供的钢套筒另一个视角示意图；
25.图4为本实用新型实施例提供的基座示意图；
26.图5为本实用新型实施例提供的第二弧形板结构示意图；
27.图6为本实用新型实施例提供的基板结构示意图；
28.图7为本实用新型实施例提供的钢套筒另一个视角示意图；
29.图8为本实用新型实施例提供的后端盖方向示意图；
30.图9为图8中b处的结构放大示意图；
31.图10为本实用新型实施例提供的筒体内部方向示意图。
32.附图标记：
33.钢套筒1000；
34.筒体100、第一弧形板110、安装槽111、第二弧形板120、第一连接板121、第二连接板122、填料口130；
35.过渡环200、环片210、筋板220、连接孔221、人孔盖板230、第一过人孔240；
36.基座300、基板310、安装孔311、定位台阶312、连接组件320、连接管321、第一法兰盘322、第二法兰盘330、支撑板340、固定管350；
37.后端盖400、法兰盖410、注浆管420、端盖板430、弧形法兰440、第二过人孔450。
具体实施方式
38.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
39.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
40.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
41.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
42.盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构法是将盾构机在地底中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩，防止隧道坍塌的一种机械化施工方法。盾构的始发和到达一般在竖井中操作，是整个工程中的关键工序，也是难度最大、风险最高的环节。由于盾构机进入或到达接收洞门前难以建立起土压以平衡开挖面的土压和水压，尤其是稳定性差的土壤。如果采用从地面用搅拌桩和旋喷桩加固，那么施工质量难以保证，还会有漏水涌沙的风险。因此，为了保证施工质量，盾构机的始发或接收可以采用钢套筒1000工法。
43.参照图1、图3和图4所示，本实用新型实施例提供的钢套筒1000能用于盾构机的始发或接收，尤其是大型盾构机的始发或接收。钢套筒1000包括筒体100、过渡环200、填料口130和基座300。
44.其中，筒体100包括多个沿筒体100周向延伸的第一弧形板110和多个沿筒体100轴向延伸的第二弧形板120，采用多个板可以方便筒体100的运输和拆装；第一弧形板110沿着筒体100的轴向依次连接，第二弧形板120沿着筒体100的周向依次连接，且分别连接于第一弧形板110沿着筒体100的周向两端，因此形成一个腔体，能容纳盾构机。
45.基座300有多个，且与第一弧形板110一一对应设置，基座300连接在第一弧形板110的下端，用来支撑筒体100，固定筒体100的位置。基座300包括固定管350和若干基板310，若干基板310沿着筒体100轴向方向间隔设置，固定管350穿设于若干基板310的安装孔311，多个固定管350连通内部形成作业通道。多个基座300能有效分摊筒体100的压力，使基座300整体受力更加平稳，减少基座300的变形；工作人员通过作业通道将相邻的固定管350进行固定连接或者拆卸，作业通道还可以在狭窄的竖井方便人员的通行。
46.过渡环200固定连接在筒体100的一端，且过渡环200的轴线与筒体100的轴线重合，过渡环200远离筒体100的一端可以将筒体100稳定地连接在竖井侧壁的洞门，为盾构机
的始发或接收提供安全保障。填料口130设置在筒体100上方，用于往筒体100内部填料，例如泥沙、泥浆或水之类的填充物。
47.参照图3和图4所示，可以理解的是，由于第一弧形板110设置在基座300的上方，相邻的第一弧形板110不方便在筒体100外部连接。因此在第一弧形板110上设置多个安装槽111，多个安装槽111沿着筒体100的周向布置，安装槽111用来方便连接相邻的第一弧形板110，还可以用来连接过渡环200和后端盖400。
48.参照图2和图4所示，基座300还通过连接组件320连接，连接组件320包括连接管321和第一法兰盘322。连接管321两端均设置有第一法兰盘322，在连接管321与第一法兰盘322之间还设置有加强筋，以提高连接组件320的强度。基座300设置有第二法兰盘330，连接管321一端的第一法兰盘322与基座300的第二法兰盘330连接，连接管321的另一端的第一法兰盘322与其他相邻基座300的第二法兰盘330连接。
49.参照图4所示，基座300下端设置有支撑板340，支撑板340除了用来增大基座300的受力面积以外，还能起到将多块基板310连接起来的作用。
50.可以理解的是，相邻基座300之间通过固定管350、连接组件320和支撑板340连接，能有效的提高基板310的连接强度，减少基座300的变形。
51.参照图5所示，第二弧形板120的边缘固定连接有第一连接板121，第一连接板121间隔设置有连接孔221。通过在第一连接板121上的连接孔221设置螺栓，以连接相邻的第二弧形板120。需要说明的是，第一弧形板110的边缘同样固定连接有第一连接板121，以便第二弧形板120和第一弧形板110连接。
52.由于本实施例提供的钢套筒1000能用于大型的盾构机，因此组成钢套筒1000的各部件之间的连接强度要求较高。钢套筒1000为拼装式结构，在一些实施例中接缝位置采用螺栓连接，当盾构机完全进入钢套筒1000时，这些接缝位置属于受力最为薄弱的部位。因此，参照图5，沿着套筒轴线方向布置的第一连接板121还间隔设置有第二连接板122，相邻的第一弧形板110或者第二弧形板120之间除了通过第一连接板121连接，还可以通过第二连接板122连接，能进一步提高第一弧形板110和第二连接板122之间的连接强度。
53.参照图6所示，图为本实用新型实施例提供的基板310结构示意图。基板310左上方和右上方均设置有定位台阶312，定位台阶312与弧形板的第一连接板121配合，能够实现对筒体100的定位。
54.相关技术中，有的车站在出站时轨道设置成下坡，到站时设置成上坡，这样设计可以节省动力。因此，盾构机的始发或到达期间，其轴线与水平面不平齐。而钢套筒1000在始发或接收盾构机时要求钢套筒1000的轴线与盾构机的轴线平齐，为此，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：
55.参照图7所示，过渡环200远离筒体100一端的端面自上而下倾斜，且过渡环200沿着筒体100轴线方向的宽度自上而下逐渐增加。因此过渡环200与竖井侧壁存在倾角，通过将钢套筒1000的后端抬高，使过渡环200倾斜的端面与竖井侧壁贴合。根据盾构机的实际掘进情况，合理选择倾角的大小可以使盾构机的轴线与筒体100的轴线基本平齐，能减少盾构机的刀盘触碰钢套筒1000的情况。
56.需要说明的是，将钢套筒1000后端抬高的方式，可以是在钢套筒1000的基座300设置顶升机构和顶推油缸，因此能方便的调整钢套筒1000的倾角。
57.还需要说明的是，钢套筒1000的轴线与盾构机的轴线基本平齐中的基本平齐，指的是可以是完全平齐，也可以存在一些不完全平齐的情况，因为盾构机在运行中不能保持完全平稳，会有震动导致出现不平齐的情况。
58.参照图1和图2所示，可以理解的是，过渡环200由多个环片210组成，采用多个环片210还可以方便过渡环200的拆装。环片210固定连接有多块筋板220，多块筋板220沿着环片210的周向间隔设置，筋板220可以提高过渡环200的整体强度，减少变形。位于环片210两端的筋板220设置有连接孔221，相邻的环片210可以通过连接孔221连接，这样可以合理利用筋板220来连接环片210，既起到增加强度的作用还能起到连接的作用。过渡环200还连接有第一连接板121，过渡环200通过第一连接板121与筒体100连接。
59.参照图1和图2所示，可以理解的是，过渡环200下方设置有第一过人孔240，第一过人孔240覆盖有人孔盖板230，人孔盖板230可拆卸连接于过渡环200。第一人孔用于人员进出钢套筒1000的内部进行检修或观察。
60.参照图8和图10所示，钢套筒1000还包括弧形法兰440和后端盖400，弧形法兰440设置在远离过渡环200的一端，与筒体100的第一连接板121连接；后端盖400与弧形法兰440连接。后端盖400在盾构机的接收时使用，以使钢套筒1000在与洞门连接后形成封闭空间。后端盖400包括多块端盖板430，例如本实施例采用四块端盖板430，分别为上盖板、中上盖板、中下盖板和下盖板。采用多块端盖板430可以方便后端盖400的拆装与运输。
61.参照图9所示，在后端盖400上设置有注浆管420，通过注浆管420往筒体100内部注浆加固。注浆管420上设置有螺纹，通过螺纹连接有球阀(图中未示出)，以实现注浆管420的通断。
62.参照图8和图10所示，在后端盖400上设置有第二过人孔450，第一过人孔240覆盖有法兰盖410，法兰盖410可拆卸连接于后端盖400。在一些实施例中，第二过人孔450可以设置两个，均设置于下盖板。第二过人孔450同样用于人员进出筒体100，也可以用来排水泄压。
63.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。