一种抵抗围岩扰动的盾构隧道管片抗浮装置的制作方法

1.本发明涉及盾构隧道施工技术领域，更具体地涉及一种抵抗围岩扰动的盾构隧道管片抗浮装置。


背景技术：

2.盾构法是建设城市轨道交通常用的施工方法，盾构隧道掘进施工完毕之后，由于上覆土体大范围开挖、周围大型建筑物的修建及基坑降水，易受到较大的扰动，因此需要提前在盾构隧道管片上设置约束装置。以往的施工做法是通过在地面施作高压旋喷桩的方式加固盾构隧道周围土体，以减小扰动，但是使用上述方法施工时容易对管片造成扰动，并且由于未在管片与周围土体之间建立牢靠的连接，其所具有的限制隧道扰动的能力极为有限，不能有效地控制隧道管片由于周围土体扰动所产生的位移和变形，容易导致发生事故，需要二次修复，增加劳动成本和维护成本，并且由于隧道为地下线性结构，扰动后再修复的技术难度、工程量及作业条件局限性都非常大，比如公开号cn216741536u公开了一种抵抗围岩扰动的盾构隧道管片抗浮装置，包括抗浮组件，所述抗浮组件包括管片、锚杆和抗扰结构，所述管片上设有管片预留孔，所述锚杆位于管片预留孔中，所述抗扰结构设在管片预留孔中，位于锚杆和管片预留孔壁的间隙中，通过加固泥浆与土体连接为一体，同时通过抗扰浆料将锚杆与管片连接为一体，进而将管片与土体连接为一体式结构，提升周围土体的自身强度，也增强了土体与管片的整体性，有效对抗围岩对管片的扰动，保证管片的整体性和稳定性，减少后期维护成本，该方法通过多次撞击锚杆插入于泥土内，然后进行注浆加固，加强了管片和泥土之间的整体性，虽然可以起到抗浮沉作用，通过撞击的方式将长度较长的锚杆撞击至泥土内，在多次撞击的过程中，当撞击角度发生偏移后，容易造成锚杆的偏移断裂，对施工人员的作业要求较高，且安装施工过程过于繁琐，因此亟需设计一种抵抗围岩扰动的盾构隧道管片抗浮装置。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种抵抗围岩扰动的盾构隧道管片抗浮装置，以解决上述背景技术中存在通过多次撞击锚杆插入于泥土内，然后进行注浆加固，加强了管片和泥土之间的整体性，虽然可以起到抗浮沉作用，通过撞击的方式将长度较长的锚杆撞击至泥土内，在多次撞击的过程中，当撞击角度发生偏移后，容易造成锚杆的偏移断裂，对施工人员的作业要求较高，且安装施工过程过于繁琐的问题。
4.本发明提供如下技术方案：一种抵抗围岩扰动的盾构隧道管片抗浮装置，包括装置本体，装置本体包括盾构管片；
5.抗浮沉机构，包括铆孔，所述铆孔均匀贯穿开设于盾构管片的外侧，所述盾构管片的内侧均匀固定安装有多个安装板，所述安装板上皆开设有与盾构管片直径相同的固定孔，所述固定孔的内部皆插入安装有锚杆，所述锚杆的底端皆固定安装有螺杆，所述螺杆的外侧皆通过螺纹活动安装有加强杆，所述加强杆的外侧皆固定安装有连接架，所述连接架
的底端两侧皆为倾斜状，所述盾构管片的顶端设有纠偏机构，所述锚杆的顶端皆均匀固定安装有多个定位片，所述锚杆的外侧固定安装有第二安装架，所述加强杆的外侧固定安装有第一安装架，所述第一安装架的内侧通过转轴活动安装有连接杆，所述第二安装架的内侧皆通过转轴活动安装有压土板，所述压土板的外侧皆开设有滑槽，所述滑槽的内部皆滑动安装有滑块，所述滑块的一端皆固定安装有第三安装架，所述连接杆远离第一安装架的一端皆与第三安装架内部铰接连接，使用时，当盾构管片铺设完成后，通过握住锚杆旋转，由于加强杆之间通过连接架连接，当转动锚杆后，加强杆在螺杆外侧做远离的运动，在加强杆做远离螺杆的运动过程中，连接杆在第一安装架内部的铰接角度发生改变，带动压土板在第一安装架内部做旋转运动，随着加强杆的不断行程，直至滑槽翻转至水平状态，对附近的土壤进行，加固与附近泥土之间的连接，通过转动前进的方式在盾构管片附近的泥土内做扩张运动，直至加强杆运动至行程极限，即可完成对管件的稳定限位，通过这种方式，避免了撞击式安装锚杆的过程中，当角度发生偏移以后容易造成锚杆断裂的情况。
6.进一步的，纠偏机构包括纠偏气囊，所述纠偏气囊安装于盾构管片的外侧，所述纠偏气囊的底端活动安装有充气口，所述充气口贯穿延伸至盾构管片的内部，所述纠偏气囊的底端活动安装有排气口，所述排气口贯穿延伸至盾构管片的内部，所述纠偏气囊的底端活动安装有注浆管，所述注浆管贯穿延伸至盾构管片的内部，所述充气口、排气口和注浆管上皆安装有控制阀门，使用时，当盾构管片整体高度高于安装预设位后，通过充气口向纠偏气囊内注入气体，通过反推的方式将盾构管片整体下推，直至盾构管片的位置符合预设位置后，停止向充气口内注入气体，此时通过注浆管向纠偏气囊内注入泥浆，待泥浆固化完成后，将充气口、排气口和注浆管拆除，通过这种方式，当盾构管片上浮以后也可进行及时纠偏，且通过填充泥浆，保证了盾构管片和附近泥土之间的稳定性。
7.进一步的，所述锚杆的外侧皆均匀固定安装有多个定位杆，所述锚杆的外侧皆设有皮带轮，所述皮带轮的顶端皆贯穿开设有与锚杆和定位杆相适配的通槽，多个所述皮带轮的外侧皆套接安装有连接带，通过皮带轮和连接带将多个锚杆连接成整体，使得当转动一个锚杆后，连接带带动带动所有皮带轮做同步旋转的运动，进而使得所有加强杆做同步的扩张运动，进一步简化了操作流程，便于工作人员进行施工作业。
8.进一步的，所述加强杆的外侧均匀固定安装有多个固定块，所述固定块的形状皆为三角状，当加强杆运动至指定位置后，由于固定块为三角状，可起到辅助加固的作用，增加了加强杆在泥土内的稳固效果。
9.进一步的，所述锚杆的顶端皆贯穿开设有圆形空腔，所述锚杆的表面皆均匀开设有多个第二注浆孔，所述锚杆的表面皆均匀开设有多个第一注浆孔，当锚杆和螺杆运动至行程极限后，通过锚杆顶端的圆形空腔向锚杆内注浆，浆液通过第一注浆孔和第二注浆孔流出，第二注浆孔附近的浆液可对锚杆在铆孔和固定孔内的孔隙进行填充，从而完成固定，而第一注浆孔附近流出的浆液与锚杆外侧的泥土之间填充，也起到辅助加固的作用。
10.进一步的，所述锚杆上圆形空腔的内壁底端皆固定安装有导流块，所述导流块的形状皆为圆锥形，在注浆的过程中，由于导流块为倾斜状，可在注浆的时候起到引导的作用，使得浆液更好的从第一注浆孔等孔位排出。
11.进一步的，所述安装板的一端皆固定安装有对接块，所述安装板远离对接块的一端皆开设有与对接块相适配的对接槽，在盾构管片铺设中，可将多个盾构管片之间的对接
块和对接槽互相对准插入，通过对接块和对接槽之间的连接，可保证多个盾构管片之间处于同一水平面，从而方便铺设。
12.进一步的，所述纠偏气囊的顶端皆均匀固定安装有多个加强筋，提升了纠偏气囊整体的稳定效果。
13.本发明的技术效果和优点：
14.1.本发明带来了使用时，锚杆和螺杆处于未扩张状态，整体长度较短，少次敲击即可完全插入于泥土内，当插入完成后，通过转动锚杆，由于加强杆之间采用连接架进行连接，因此当锚杆旋转时带动加强杆做远离安装板的运动，通过转动的方式使得加强杆逐渐扩张伸长，直至加强杆形成至最长端以后，完成锚杆和加强杆与泥土之间的固定，进而完成对盾构管片的锁定，通过这种方式，加固了盾构管片和附近泥土之间的稳定性，避免盾构管片在泥土内上浮。
15.2.本发明带来了使用时，当盾构管片整体高度高于安装预设位后，通过充气口向纠偏气囊内注入气体，通过反推的方式将盾构管片整体下推，直至盾构管片的位置符合预设位置后，停止向充气口内注入气体，此时通过注浆管向纠偏气囊内注入泥浆，待泥浆固化完成后，将充气口、排气口和注浆管拆除，通过这种方式，当盾构管片上浮以后也可进行及时纠偏，且通过填充泥浆，保证了盾构管片和附近泥土之间的稳定性。
16.3.本发明带来了使用时，通过皮带轮和连接带将多个锚杆连接成整体，使得当转动一个锚杆后，连接带带动带动所有皮带轮做同步旋转的运动，进而使得所有加强杆做同步的扩张运动，进一步简化了操作流程，便于工作人员进行施工作业。
17.4.本发明带来了使用时，当锚杆和螺杆运动至行程极限后，通过锚杆顶端的圆形空腔向锚杆内注浆，浆液通过第一注浆孔和第二注浆孔流出，第二注浆孔附近的浆液可对锚杆在铆孔和固定孔内的孔隙进行填充，从而完成固定，而第一注浆孔附近流出的浆液与锚杆外侧的泥土之间填充，也起到辅助加固的作用
附图说明
18.图1为本发明的连接状态结构立体示意图。
19.图2为本发明的第一结构立体示意图。
20.图3为本发明的第二结构立体示意图。
21.图4为本发明的安装板结构立体示意图。
22.图5为本发明的锚杆结构立体示意图。
23.图6为本发明的锚杆结构爆炸立体示意图；
24.图7为本发明的锚杆结构正视示意图。
25.附图标记为：100、装置本体；110、盾构管片；111、铆孔；112、安装板；113、固定孔；114、锚杆；115、定位杆；116、皮带轮；117、定位片；118、通槽；119、螺杆；120、加强杆；121、固定块；122、第一注浆孔；123、连接带；124、对接块；125、对接槽；126、导流块；127、连接架；128、第二注浆孔；129、第一安装架；130、连接杆；131、第二安装架；132、压土板；133、滑槽；134、滑块；135、第三安装架；200、纠偏机构；210、纠偏气囊；211、充气口；212、排气口；213、注浆管。
具体实施方式
26.下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种抵抗围岩扰动的盾构隧道管片抗浮装置并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
27.实施例一：参照图1-7，本发明提供了一种抵抗围岩扰动的盾构隧道管片抗浮装置，包括装置本体100，装置本体100包括盾构管片110；
28.抗浮沉机构，包括铆孔111，铆孔111均匀贯穿开设于盾构管片110的外侧，盾构管片110的内侧均匀固定安装有多个安装板112，安装板112上皆开设有与盾构管片110直径相同的固定孔113，固定孔113的内部皆插入安装有锚杆114，锚杆114的底端皆固定安装有螺杆119，螺杆119的外侧皆通过螺纹活动安装有加强杆120，加强杆120的外侧皆固定安装有连接架127，连接架127的底端两侧皆为倾斜状，盾构管片110的顶端设有纠偏机构200，锚杆114的顶端皆均匀固定安装有多个定位片117，，锚杆114的外侧固定安装有第二安装架131，加强杆120的外侧固定安装有第一安装架129，第一安装架129的内侧通过转轴活动安装有连接杆130，第二安装架131的内侧皆通过转轴活动安装有压土板132，压土板132的外侧皆开设有滑槽133，滑槽133的内部皆滑动安装有滑块134，滑块134的一端皆固定安装有第三安装架135，连接杆130远离第一安装架129的一端皆与第三安装架135内部铰接连接，锚杆114的外侧皆均匀固定安装有多个定位杆115，锚杆114的外侧皆设有皮带轮116，皮带轮116的顶端皆贯穿开设有与锚杆114和定位杆115相适配的通槽118，多个皮带轮116的外侧皆套接安装有连接带123，加强杆120的外侧均匀固定安装有多个固定块121，固定块121的形状皆为三角状，锚杆114的顶端皆贯穿开设有圆形空腔，锚杆114的表面皆均匀开设有多个第二注浆孔128，锚杆114的表面皆均匀开设有多个第一注浆孔122，锚杆114上圆形空腔的内壁底端皆固定安装有导流块126，导流块126的形状皆为圆锥形。
29.工作原理：使用时，锚杆114和螺杆119处于未扩张状态，整体长度较短，少次敲击即可完全插入于泥土内，当插入完成后，通过转动锚杆114，由于加强杆120之间采用连接架127进行连接，因此当锚杆114旋转时带动加强杆120做远离安装板112的运动，通过转动的方式使得加强杆120逐渐扩张伸长，直至加强杆120形成至最长端以后，完成锚杆114和加强杆120与泥土之间的固定，进而完成对盾构管片110的锁定，在加强杆120运动的过程中，连接杆130在第一安装架129内做翻转运动，并带动滑槽133在第二安装架131内旋转，直至压土板132旋转至垂直状态后，可进一步提升与泥土之间的接触面积，起到稳固的效果，通过这种方式，加固了盾构管片110和附近泥土之间的稳定性，避免盾构管片110在泥土内上浮。
30.实施例二：
31.实施例二与实施例一的区别在于：安装板112的一端皆固定安装有对接块124，安装板112远离对接块124的一端皆开设有与对接块124相适配的对接槽125，纠偏机构200包括纠偏气囊210，纠偏气囊210安装于盾构管片110的外侧，纠偏气囊210的底端活动安装有充气口211，充气口211贯穿延伸至盾构管片110的内部，纠偏气囊210的底端活动安装有排气口212，排气口212贯穿延伸至盾构管片110的内部，纠偏气囊210的底端活动安装有注浆管213，注浆管213贯穿延伸至盾构管片110的内部，充气口211、排气口212和注浆管213上皆
安装有控制阀门，纠偏气囊210的顶端皆均匀固定安装有多个加强筋，使用时，当盾构管片110整体高度高于安装预设位后，通过充气口211向纠偏气囊210内注入气体，通过反推的方式将盾构管片110整体下推，直至盾构管片110的位置符合预设位置后，停止向充气口211内注入气体，此时通过注浆管213向纠偏气囊210内注入泥浆，待泥浆固化完成后，将充气口211、排气口212和注浆管213拆除，通过这种方式，当盾构管片110上浮以后也可进行及时纠偏，且通过填充泥浆，保证了盾构管片110和附近泥土之间的稳定性。
32.最后应说明的几点是：首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
33.其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
34.最后：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。