一种用于软弱地层的盾构机及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种用于软弱地层的盾构机及施工方法，包括盾构机本体，所述盾构机本体内的中盾位置处固定有环状的导轨机构，导轨机构连接有行走机构，行走机构能够沿导轨机构移动，行走机构安装有钻孔注浆机，钻孔注浆机的动力机构连接有钻杆，盾构机本体的外壳上设有用于钻杆穿过的注浆通道，注浆通道处固定有止浆件，本发明专利技术的盾构机施工方便，能够对软弱地层进行超前加固，保证地层的稳定性。保证地层的稳定性。保证地层的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于软弱地层的盾构机及施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道工程
，具体涉及一种用于软弱地层的盾构机及施工方法。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]盾构法隧道施工技术由于其施工速度快、工程造价低和掘进过程安全，在各类工程实践中得到迅速发展。在盾构法施工过程中常常遇到软弱地层，因软弱地层稳定性差，沉降不易控制，周围既有建筑物在软弱地层中抵抗地表变形能力弱，如果地层变形控制不当，会影响隧道的稳定和周围建筑的正常使用，尤其对于穿越既有老旧建筑或变形敏感的结构物时，必须进行预处理措施。目前国内外对软弱地层的处理常采用泥水平衡式盾构机施工，通过调节掘进参数平衡土压，减少开挖扰动去保证施工安全，泥水盾构机的施工成本大并且泥浆处理系统需要占据大量土地；此外，还可以通过改变刀盘结构形式及参数，减少刀盘开口率，虽然提高了盾构机对软弱地层的适用性，此种方式对软硬不均地层的适用性差，并且无法从根本上改变地层的抗扰动能力；从地表进行超前注浆加固虽能直接改善了地层条件，克服上述两种处理措施的缺陷，但专利技术人发现，在隧道埋深较深或地面不具备注浆条件时却难以应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为克服现有技术的不足，提供一种用于软弱地层的盾构机，改造成本低，施工方便，能够从多个方向进行超前加固，提高土体力学性能参数，增加软弱地层的稳定性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术的实施例提供了一种用于软弱地层的盾构机，包括盾构机本体，所述盾构机本体内的中盾位置处固定有环状的导轨机构，导轨机构连接有行走机构，行走机构能够沿导轨机构移动，行走机构安装有钻孔注浆机，钻孔注浆机的动力机构连接有钻杆，盾构机本体的外壳上设有用于钻杆穿过的注浆通道，注浆通道处固定有止浆件。
[0007]结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述钻孔注浆机的外壳与行走机构铰接，行走机构与摆动驱动件的一端铰接，摆动驱动件安装在行走机构开设的安装槽中，摆动驱动件的另一端与钻孔注浆机的外壳铰接，摆动驱动件能够驱动钻孔注浆机转动，进而调节钻杆的方向。
[0008]结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述导轨机构包括平行设置的环状的第一钢轨和第二钢轨，行走机构能够沿第一钢轨和第二钢轨运动，第一钢轨和第二钢轨之间设有多个横梁，横梁设有孔道，行走机构安装有伸缩件，伸缩件的伸缩部能够伸入孔道中，实现行走机构在导轨机构的固定。
[0009]结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述行走
机构包括底盘，所述底盘两侧分别连接有第一行走轮和第二行走轮，第一行走轮与第一钢轨及第二钢轨的外弧面接触，第二行走轮与第一钢轨及第二钢轨的内弧面接触。
[0010]结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述底盘的两侧还设有第三行走轮，所述第三行走轮与第一钢轨及第二钢轨的外侧面接触。
[0011]结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述底盘固定有行走驱动件，所述行走驱动件的输出轴与齿轮固定连接，所述齿轮与固定在导轨机构的齿条相啮合。
[0012]结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述止浆件包括基座和由柔性材质制成的封堵塞，封堵塞包括包裹固定在基座外周面的固定部，固定部的外侧面与注浆通道的孔壁固定，固定部一端固定有封堵部，固定部设有用于钻杆穿过的第一通孔，封堵部设有与第一通孔同心且直径小于注浆锚杆直径的第二通孔，钻杆能够通过第一通孔和第二通孔穿过基座和封堵部，并能够使封堵部与基座端面脱离，形成锥形的封堵面。
[0013]结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述注浆通道处的盾构机本体外壳内侧面还固有截止机构，截止机构能够在钻杆沿其轴线方向的作用下打开，使得钻杆伸出盾构机本体的外壳，并能够在钻杆离开时关闭，防止土体进入盾构机本体。
[0014]结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述截止机构包括与盾构机本体的外壳内侧面固定连接的第一固定座和第二固定座，第一固定座弹性连接有第一挡块，第二固定座弹性连接有第二挡块，第一挡块和第二挡块能够封堵注浆通道，第二挡块朝向第一挡块的端面与第二挡块的轴线呈夹角设置，使得第一挡块和第二挡块接触时能够形成用于钻杆伸入第一挡块和第二挡块之间的空间。
[0015]第二方面，本专利技术的实施例提供了第一方面所述的盾构机的施工方法，盾构机本体掘进，到达需要进行超前加固位置时，行走机构沿导轨机构运动，带动钻孔注浆机运动至设定位置，钻孔注浆机驱动钻杆伸出注浆通道和止浆件，对掌子面周边土体进行钻孔，钻孔完成后，钻孔注浆机进行注浆，对土体进行加固，注浆加固完成后，钻孔注浆机带动钻杆收回盾构机本体内部，行走机构带动钻孔注浆机沿导轨机构运动，采用相同的方法进行下一个位置的注浆加固，直至注浆加固完成，盾构机本体继续掘进。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]1.本专利技术的盾构机，在遇到软弱地层时，可以直接利用钻孔注浆机从盾构机内部对掌子面周边土体进行钻孔注浆加固，从而对软弱地层的土体进行超前加固，保证了地层的稳定性，避免了影响隧道的稳定和周围建筑物的正常使用，同时与地面超前注浆加固相比，不受隧道深度等条件的限制，加固效率高。
[0018]2.本专利技术的盾构机，钻孔注浆机安装在行走机构上，行走机构能够沿环状的导轨机构运动，钻孔注浆机的位置能够实现精准定位，注浆加固范围接近360
°
，可以完成全断面的加固。
[0019]3.本专利技术的盾构机，注浆通道处的盾构机本体外壳内侧面设置有截止机构，截止机构能够保证盾构机机头平顺推进时土体不进入盾构机本体内部，避免了土体扰动，注浆通道处设置有止浆件，进行注浆加固时，可以保证浆液不回流入盾构机本体内部。
附图说明
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
[0021]图1为本专利技术实施例1整体结构正视示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例1整体结构侧视示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例1行走机构与导轨机构装配示意图；
[0024]图4为本专利技术实施例1行走机构结构示意图；
[0025]图5为本专利技术实施例1钻孔注浆机与底盘装配示意图；
[0026]图6为本专利技术实施例1钻杆穿过注浆通道示意图；
[0027]图7为本专利技术实施例1止浆件结构示意图；
[0028]图8为本专利技术实施例1钻杆穿过止浆件状态示意图；
[0029]图9为本专利技术实施例1截止机构关闭状态示意图；
[0030]图10为本专利技术实施例1截止机构打开状态示意图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于软弱地层的盾构机，包括盾构机本体，其特征在于，所述盾构机本体内的中盾位置处固定有环状的导轨机构，导轨机构连接有行走机构，行走机构能够沿导轨机构移动，行走机构安装有钻孔注浆机，钻孔注浆机的动力机构连接有钻杆，盾构机本体的外壳上设有用于钻杆穿过的注浆通道，注浆通道处固定有止浆件。2.如权利要求1所述的一种用于软弱地层的盾构机，其特征在于，所述钻孔注浆机的外壳与行走机构铰接，行走机构与摆动驱动件的一端铰接，摆动驱动件安装在行走机构开设的安装槽中，摆动驱动件的另一端与钻孔注浆机的外壳铰接，摆动驱动件能够驱动钻孔注浆机转动，进而调节钻杆的方向。3.如权利要求1所述的一种用于软弱地层的盾构机，其特征在于，所述导轨机构包括平行设置的环状的第一钢轨和第二钢轨，行走机构能够沿第一钢轨和第二钢轨运动，第一钢轨和第二钢轨之间设有多个横梁，横梁设有孔道，行走机构安装有伸缩件，伸缩件的伸缩部能够伸入孔道中。4.如权利要求3所述的一种用于软弱地层的盾构机，其特征在于，所述行走机构包括底盘，所述底盘两侧分别连接有第一行走轮和第二行走轮，第一行走轮与第一钢轨及第二钢轨的外弧面接触，第二行走轮与第一钢轨及第二钢轨的内弧面接触。5.如权利要求4所述的一种用于软弱地层的盾构机，其特征在于，所述底盘的两侧还设有第三行走轮，所述第三行走轮与第一钢轨及第二钢轨的外侧面接触。6.如权利要求4所述的一种用于软弱地层的盾构机，其特征在于，所述底盘固定有行走驱动件，所述行走驱动件的输出轴与齿轮固定连接，所述齿轮与固定在导轨机构的齿条相啮合。7.如权利要求1所述的一种用于软弱地层的盾构...

【专利技术属性】
技术研发人员：李克金，韩健勇，梁尔斌，王志康，李秀东，刘颜磊，陈健，谭相波，徐传东，郭栋，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：