一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备，包括地质土层，所述地质土层中水平设置有盾构机，所述盾构机的外侧一周设置有外护盾，所述盾构机的前盾面安装有大刀盘，所述盾构机的前盾底部设置有内开门，所述前盾内部包括气缸，所述气缸的升降杆通过连接套连接L型力臂，所述L型力臂上安装有双头刀盘驱动装置，所述双头刀盘驱动装置的前端部安装有纵向小刀盘。本发明专利技术所述的一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备及施工方法，利用沉降法处理孤石，利用孤石的自重沉降到下方人工开设的空洞中，从而解决盾构机无法正常掘进的技术问题，并且孤石填充后起到支撑上方机器的作用，适用不同工作状况，带来更好的使用前景。带来更好的使用前景。带来更好的使用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备及施工方法


[0001]本专利技术涉及盾构隧道挖掘
，特别涉及一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备及施工方法。

技术介绍

[0002]盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建（铺设）隧道之“盾”（指支撑性管片），它区别于敞开式施工法，盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘，该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面，挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行；在地质层中微风化孤石强度高（孤石的平均直径在30cm以上的），未处理直接掘进将造成盾构机刀盘磨损过度甚至卡死的情况，严重时盾构刀具将被破坏，无法使用，导致盾构机无法正常掘进，所以在施工过程必须对孤石进行探测并处理，为此，我们提出一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备及施工方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备及施工方法，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备，包括地质土层，所述地质土层中水平设置有盾构机，所述盾构机的外侧一周设置有外护盾，所述盾构机的前盾面安装有大刀盘，所述盾构机的前盾底部设置有内开门，所述前盾内部包括气缸，所述气缸的升降杆通过连接套连接L型力臂，所述L型力臂上安装有双头刀盘驱动装置，所述双头刀盘驱动装置的前端部安装有纵向小刀盘，所述双头刀盘驱动装置的底部安装有水平小刀盘，所述前盾内部均匀设置有若干组探测器，探测器穿过大刀盘的间隙向外延伸进入地质土层内，所述探测器包括伸缩装置、螺旋钻孔杆、转向器、气囊和探测伸缩软管，所述伸缩装置驱动整个探测器伸缩，所述螺旋钻孔杆和转向器连接，所述气囊位于探测伸缩软管的端部，并且内部连通。
[0005]优选的，所述地质土层中不规则分布有孤石，盾构机前进到孤石旁停止。
[0006]优选的，所述L型力臂带动双头刀盘驱动装置下降，从内开门位置处向外移动，再向孤石下方移动。
[0007]优选的，所述螺旋钻孔杆上安装有探石传感器，配合转向器向孤石旁移动，所述伸缩软管位于转向器外侧，沿着螺旋钻孔杆钻出的通道前进，伸缩软管的另一端安装有驱动器和供气装置。
[0008]优选的，所述探测器内安装有清洗装置，作用在回收的螺旋钻孔杆、伸缩软管和气囊上。
[0009]一种盾构隧道沉降处孤石地质用的施工方法，先运作盾构机进行隧道的挖掘与支护，前方碰到孤石时停止，先自动打开内开门，利用气缸释放双头刀盘驱动装置，该装置在进入舱外后先利用水平小刀盘挖掘出空间，再向孤石下方移动，在移动的过程中利用纵向小刀盘挖掘出门，直至孤石正下方出现大空洞，再收回，但由于孤石周围的黏土吸附作用，孤石无法沉降，这时用到若干组探测器，探测器先在伸缩装置带动下从大刀盘的间隙向外延伸进入地质土层内，随后让螺旋钻孔杆向孤石方向移动，钻出孔道，直接贴近到孤石周围，这时螺旋钻孔杆回收，让探测伸缩软管顺着刚开出的孔道移动，到孤石位置时停止，开始通过软管内部充气，让不规则的气囊膨胀，压缩孤石周围的土层，使两者分离，若干组气囊从孤石周围的不同位置同时作用，黏土失去了对孤石的限制能力，孤石成功沉降到预定空洞中，从而让盾构机可以直行，之后伸缩软管和气囊回收，用清洗装置进行冲洗清洁。
[0010]本专利技术通过改进在此提供一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备及施工方法，与现有技术相比，具有如下显著改进及优点：（1）利用沉降法处理孤石，利用孤石的自重沉降到下方人工开设的空洞中，从而解决盾构机无法正常掘进的技术问题，并且孤石填充后起到支撑上方机器的作用。
[0011]（2）在处理孤石周围的黏土时，利用不规则的气囊膨胀，压缩孤石周围的土层，使两者分离，若干组气囊从孤石周围的不同位置同时作用，黏土失去了对孤石的限制能力，此种方法一方面可以利用气囊的延展性，更全面的覆盖在孤石的周围，另一方面，其它机构比如挖掘土壤的铲子在铲土时容易与孤石碰撞，造成石头的碎裂或者时铲子的损坏，而用气囊就不会有这种技术问题。
[0012]（3）整个设备与方法设计简单，操作方便，符合实际的使用标准，降低生产成本，提高工作效率，使用的效果相对于传统方式更好。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术刀盘升降结构的内部视图；图3为本专利技术探测器的具体结构图。
[0014]图中：1、地质土层；2、盾构机；3、外护盾；4、大刀盘；5、内开门；6、气缸；7、连接套；8、L型力臂；9、双头刀盘驱动装置；10、纵向小刀盘；11、水平小刀盘；12、探测器；13、伸缩装置；14、螺旋钻孔杆；15、转向器；16、气囊；17、探测伸缩软管；18、孤石；19、清洗装置。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]如图1
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3所示，一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备，包括地质土层1，地质土层1中水平设置有盾构机2，盾构机2的外侧一周设置有外护盾3，盾构机2的前盾面安装有大刀盘4，盾构机2的前盾底部设置有内开门5，前盾内部包括气缸6，气缸6的升降杆通过连接套7连接L型力臂8，L型力臂8上安装有双头刀盘驱动装置9，双头刀盘驱动装置9的前端部安
装有纵向小刀盘10，双头刀盘驱动装置9的底部安装有水平小刀盘11，前盾内部均匀设置有若干组探测器12，探测器12穿过大刀盘4的间隙向外延伸进入地质土层1内，探测器12包括伸缩装置13、螺旋钻孔杆14、转向器15、气囊16和探测伸缩软管17，伸缩装置13驱动整个探测器12伸缩，螺旋钻孔杆14和转向器15连接，起到转向作用，气囊16位于探测伸缩软管17的端部，并且内部连通；地质土层1中不规则分布有孤石18，盾构机2前进到孤石18旁停止；L型力臂8带动双头刀盘驱动装置9下降，从内开门5位置处向外移动，再向孤石18下方移动；螺旋钻孔杆14上安装有探石传感器，配合转向器15向孤石18旁移动，伸缩软管17位于转向器15外侧，沿着螺旋钻孔杆14钻出的通道前进，伸缩软管17的另一端安装有驱动器和供气装置；探测器12内安装有清洗装置19，作用在回收的螺旋钻孔杆14、伸缩软管17和气囊16上，起到清洁作用。
[0017]需要说明的是，本专利技术为一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备及施工方法，在使用时，先运作盾构机2进行隧道的挖掘与支护，前方碰到孤石18时停止，先自动打开内开门5，利用气缸6释放双头刀盘驱动装置9，该装置在进入舱外后先利用水平小刀盘11挖掘出空间，再向孤石18下方移动，在移动的过程中利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备，包括地质土层（1），其特征在于：所述地质土层（1）中水平设置有盾构机（2），所述盾构机（2）的外侧一周设置有外护盾（3），所述盾构机（2）的前盾面安装有大刀盘（4），所述盾构机（2）的前盾底部设置有内开门（5），所述前盾内部包括气缸（6），所述气缸（6）的升降杆通过连接套（7）连接L型力臂（8），所述L型力臂（8）上安装有双头刀盘驱动装置（9），所述双头刀盘驱动装置（9）的前端部安装有纵向小刀盘（10），所述双头刀盘驱动装置（9）的底部安装有水平小刀盘（11），所述前盾内部均匀设置有若干组探测器（12），探测器（12）穿过大刀盘（4）的间隙向外延伸进入地质土层（1）内，所述探测器（12）包括伸缩装置（13）、螺旋钻孔杆（14）、转向器（15）、气囊（16）和探测伸缩软管（17），所述伸缩装置（13）驱动整个探测器（12）伸缩，所述螺旋钻孔杆（14）和转向器（15）连接，所述气囊（16）位于探测伸缩软管（17）的端部，并且内部连通。2.根据权利要求1所述的一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备，其特征在于：所述地质土层（1）中不规则分布有孤石（18），盾构机（2）前进到孤石（18）旁停止。3.根据权利要求2所述的一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备，其特征在于：所述L型力臂（8）带动双头刀盘驱动装置（9）下降，从内开门（5）位置处向外移动，再向孤石（18）下方移动。4.根据权利要求3所述的一种盾构隧道沉降处孤石地质用盾构设备，其特征在于：所述螺旋钻孔杆（14）上安装有探石传感器，配合转向器（15）向孤石（18）旁移动，所述伸缩软管（17）位于转...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐磊，沈维成，姚华彦，刘晓晗，徐先明，
申请(专利权)人：安徽省公路桥梁工程有限公司，
类型：发明
国别省市：