一种地铁单渡线盾构机空推装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧道工程设备技术领域，尤其涉及一种地铁单渡线盾构机空推装置。


背景技术：

2.地铁在城市交通中扮演着至关重要的角色，地铁建设通常采用盾构法，相比如暗挖法等其他方法，采用盾构法不仅能够较好的控制地表沉降，还能减少隧道施工对地表的影响。而采用盾构法进行地铁建设时，有时需要与暗挖法相结合。暗挖法能够更好适应复杂工程地质环境的需要，如变截面隧道和各种断面形式。但是当盾构机经过已挖好的暗挖隧道段时，需要采用空推装置辅助进行位移，空推装置提供前进反力与支撑盾构机盾体，并约束盾构机前进轨迹。
3.现有盾构机盾体的外轮廓面近似标准圆形曲面，空推装置基本包含最底层的混凝土承台、提供前进动力的组成部分、预制导台、导轨等。有的空推装置提供前进动力的组成部分为牵引设备，绝大部分空推装置提供前进动力的组成部分是盾构机内部液压千斤顶。这种设置方式中，前进动力的提供设备均具有一定的行程，因此需要不断移动作为前进反力承受装置的结构，使其与盾构机的间距位于顶推的行程内。然而在空推每次循环推进时，这一移动过程由人工来完成，而这一结构作为反力承受装置，其必须保证和基体的固定强度，因此一般采用螺栓来固定，移动时就需要不断重复拆卸、移动、安装等操作，过程繁琐不便，延长施工工期，且长期进行繁琐的步骤易导致误操作，造成危险事故。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、设置合理、自动化程度高、加快施工效率和安全性好的地铁单渡线盾构机空推装置。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
6.一种地铁单渡线盾构机空推装置，包括预制导台，盾构机沿预制导台的布置方向滑设在预制导台上，还包括顶推组件，所述顶推组件包括顶推驱动件、承力结构和用于检测盾构机位置的检测结构；所述承力结构沿预制导台的布置方向滑设在预制导台上，承力结构和预制导台之间设有伸缩锁紧装置，所述顶推驱动件连接在承力结构和盾构机之间，检测结构连接在承力结构上，并与伸缩锁紧装置通信连接，向伸缩锁紧装置发送用于控制其锁紧或松开预制导台和承力结构的信号。
7.作为上述技术方案的进一步改进：
8.所述伸缩锁紧装置包括沿预制导台的布置方向均匀排布在预制导台上的多个锁孔，还包括设置在承力结构上的伸缩锁块，所述伸缩锁紧装置通过驱动伸缩锁块进入或退出锁孔实现预制导台和承力结构的锁紧或松开。
9.所述预制导台的截面呈槽形，承力结构呈适配于槽形中部的块状，承力结构中每个与预制导台相对的表面上均设有至少一个伸缩锁块，预制导台的内壁上设有与各伸缩锁
块位置对应的多排锁孔。
10.所述检测结构包括连接杆和传感件，传感件为光电传感器，所述连接杆的一端连接承力结构，另一端连接光电传感器，连接杆的长度小于顶推驱动件达到最大行程时承力结构和盾构机之间的间距，连接杆在竖直方向上位于盾构机的下方。
11.所述检测结构包括连接杆和传感件，传感件为压力传感器，所述连接杆的一端连接承力结构，另一端连接压力传感器，连接杆的长度不小于顶推驱动件达到最小行程时承力结构和盾构机之间的间距，连接杆在竖直方向上位于盾构机的端面处。
12.所述承力结构的底面设有多个行走轮，预制导台上设有与各行走轮位置对应的多条凹槽，行走轮沿凹槽滚动。
13.所述预制导台的两侧设有导轨，导轨沿预制导台的布置方向设置，所述盾构机架设在两条导轨上。
14.所述预制导台的两端面上均设有用于螺栓连接的连接耳，相邻预制导台之间通过连接耳连接。
15.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
16.本实用新型的地铁单渡线盾构机空推装置，其顶推组件包括顶推驱动件、承力结构和用于检测盾构机位置的检测结构。承力结构沿预制导台的布置方向滑设在预制导台上，即与盾构机同方向滑动。承力结构和预制导台之间设有伸缩锁紧装置，通过伸缩锁紧二者或放开二者。顶推驱动件连接在承力结构和盾构机之间，为盾构机前进提供推动力，在顶推驱动件推动盾构机的过程中，承力结构便作为推动反力的承载结构。检测结构连接在承力结构上，并与伸缩锁紧装置通信连接，向伸缩锁紧装置发送用于控制其锁紧或松开预制导台和承力结构的信号。检测结构与承力结构同步移动，因此当盾构机被推动时，检测结构能够检测到盾构机的位置变化，基于此变化便能够知晓顶推驱动件的运动行程，因此可以依据行程驱使伸缩锁紧装置的锁紧状态。
17.当盾构机与承力结构的间距最大时，即顶推驱动件驱动到最大行程时，代表盾构机已经前进到极限点了，所以需要承力结构前进，此时伸缩锁紧装置可以根据信号自动松开，使承力结构可以滑动；当盾构机与承力结构的间距最小时，即顶推驱动件已经完全复位时，代表承力结构已经前进到极限点了，所以需要推动盾构机前进，此时伸缩锁紧装置可以根据信号自动锁紧，使承力结构与预制导台连接承力。这种设置方式中，承力结构完全可以自动化实现解锁、前进、锁定、承力这一循环过程，无需人工干预，大大提高了施工效率，且不易引入人工失误操作，提高空推过程的安全性。
附图说明
18.图1是本实用新型的地铁单渡线盾构机空推装置的结构示意图；
19.图2是本实用新型的地铁单渡线盾构机空推装置中顶推组件的示意图；
20.图3是本实用新型的地铁单渡线盾构机空推装置中预制导台的示意图。
21.图例说明：1、预制导台；11、凹槽；12、导轨；13、连接耳；2、盾构机；3、顶推组件；31、承力结构；311、行走轮；32、检测结构；321、连接杆；322、传感件；4、伸缩锁紧装置；41、锁孔；42、伸缩锁块。
具体实施方式
22.为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体实施例。
23.实施例：
24.如图1和图2所示，本实施例的地铁单渡线盾构机空推装置，包括预制导台1，盾构机2沿预制导台1的布置方向滑设在预制导台1上，还包括顶推组件3，顶推组件3包括顶推驱动件、承力结构31和用于检测盾构机2位置的检测结构32；承力结构31沿预制导台1的布置方向滑设在预制导台1上，承力结构31和预制导台1之间设有伸缩锁紧装置4，顶推驱动件连接在承力结构31和盾构机2之间，检测结构32连接在承力结构31上，并与伸缩锁紧装置4通信连接，向伸缩锁紧装置4发送用于控制其锁紧或松开预制导台1和承力结构31的信号。检测结构32与承力结构31同步移动，因此当盾构机2被推动时，检测结构32能够检测到盾构机2的位置变化，基于此变化便能够知晓顶推驱动件的运动行程，因此可以依据行程驱使伸缩锁紧装置4的锁紧状态。
25.当盾构机2与承力结构31的间距最大时，即顶推驱动件驱动到最大行程时，代表盾构机2已经前进到极限点了，所以需要承力结构31前进，此时伸缩锁紧装置4可以根据信号自动松开，使承力结构31可以滑动；当盾构机2与承力结构31的间距最小时，即顶推驱动件已经完全复位时，代表承力结构31已经前进到极限点了，所以需要推动盾构机2前进，此时伸缩锁紧装置4可以根据信号自动锁紧，使承力结构31与预制导台1连接承力。这种设置方式中，承力结构31完全可以自动化实现解锁、前进、锁定、承力这一循环过程，无需人工干预，大大提高了施工效率，且不易引入人工失误操作，提高空推过程的安全性。
26.本实施例中，检测结构32所实现的检测、发送信号功能，以及伸缩锁紧装置4依据接收的信号进行伸缩锁定解锁功能均可以通过市面上常见的控制电路或装置实现，其具体的控制方法步骤为常规设置，并不是本实施例保护的内容，因此在此不做赘述。顶推驱动件为千斤顶，当承力结构31前进时，可以由千斤顶复位带动承力结构31前进，也可以由单独的行走驱动件驱动承力结构31前进，检测结构32还可以发送信号驱使承力结构31前进。
27.本实施例中，如图2和图3所示，伸缩锁紧装置4包括沿预制导台1的布置方向均匀排布在预制导台1上的多个锁孔41，还包括设置在承力结构31上的伸缩锁块42，伸缩锁块42通过常规的沿伸缩方向布置的直线式驱动件便能够实现伸缩操作。伸缩锁紧装置4通过驱动伸缩锁块42进入或退出锁孔41实现预制导台1和承力结构31的锁紧或松开。伸缩锁块42的截面形状可以为圆形或矩形，锁孔41的设置间距可以根据每次空推的行程距离设定。
28.本实施例中，预制导台1的截面呈槽形，承力结构31呈适配于槽形中部的块状，承力结构31中每个与预制导台1相对的表面上均设有至少一个伸缩锁块42，预制导台1的内壁上设有与各伸缩锁块42位置对应的多排锁孔41，多个伸缩锁块42均与锁孔41配合连接，能够加强承力结构31与预制导台1的连接强度，确保承力稳定性。本实施例中，承力结构31的底面设有两个伸缩锁块42，以防止反力造成扭转；两侧各设一个伸缩锁块42，以增强抗扭与抗转能力。锁孔41在开口处可设置橡胶片，减少碰撞损失，并使应力得以均匀分布，避免造成局部应力集中而脆性破坏。
29.本实施例中，如图2所示，检测结构32包括连接杆321和传感件322，传感件322为光电传感器，连接杆321的一端连接承力结构31，另一端连接光电传感器，连接杆321的长度小
于顶推驱动件达到最大行程时承力结构31和盾构机2之间的间距，连接杆321在竖直方向上位于盾构机2的下方。当盾构机2被顶推至极限点时，连接杆321端部的光电传感器不再受盾构机2遮挡，因此能够发送信号给伸缩锁紧装置4使其解锁，从而让承力结构31得以前进。
30.传感件322还可以是压力传感器，连接杆321的一端连接承力结构31，另一端连接压力传感器，连接杆321的长度不小于顶推驱动件达到最小行程时承力结构31和盾构机2之间的间距，连接杆321在竖直方向上位于盾构机2的端面处。当承力结构31前进到顶推驱动件复位位置时，压力传感器与盾构机2端面接触，因此能够发送信号给伸缩锁紧装置4使其锁定，从而让承力结构31得以承力。
31.本实施例中，检测结构32还可以包括沿导轨12设置的压力传感器，从而获取盾构机2位于导轨12上的位置。
32.本实施例可以设置压力传感器与光电传感器相结合的方式，还可以单独设置二者并结合位移传感器的方式，从而获取承力结构31的移动距离。
33.本实施例中，承力结构31的底面设有多个行走轮311，预制导台1上设有与各行走轮311位置对应的多条凹槽11，凹槽11沿预制导台1的布置方向设置，行走轮311沿凹槽11滚动，凹槽11能够用于限制承力结构31的移动方向。
34.本实施例中，预制导台1的两侧设有导轨12，导轨12沿预制导台1的布置方向设置，盾构机2架设在两条导轨12上。采用两根导轨12可分别位于盾构机2下部两侧，以承载盾构机2自重和提供盾构机2空推步进的通路；导轨12应该选择摩擦系数较小的材料，在盾构机2空推步进时，减少盾构机2盾体与导轨12的滑动摩擦力，必要时可采用润滑材料以减少摩擦阻力；当用于弯曲渡线时，为适应弯曲渡线的具体要求，导轨12的变化曲率应尽量小，否则盾构机2可能有脱轨的风险。
35.本实施例中，预制导台1的两端面上均设有用于螺栓连接的连接耳13，相邻预制导台1之间通过连接耳13连接。预制导台1的下方还设有混凝土承台，混凝土承台为现浇结构，目的是提供一个平整且缓和的盾构机2空推前进支撑平面，同时更好传递盾构机2的自重给基础；且现浇的混凝土承台相较于原有的岩土层，能够更好的传递荷载，不会因为岩土层的松懈造成局部塌陷从而引发工程事故。
36.预制导台1放置于其上且预制导台1直接与之接触。预制导台1为工厂预制件，各段预制导台1运输到现场后通过连接耳13连接，导轨12现场焊接在连接后的预制导台1上。
37.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。