一种应用于盾构机上的观察窗装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种应用于盾构机上的观察窗装置，该观察窗装置外形为圆盘形，由前至后端依次包括有玻璃罩、镜片、闷盖、安全堵头，其外围还包括有底板法兰、定位法兰、压紧法兰、护套、加强环。所述底板法兰为中空的法兰圈，以舱门为基座与舱门组合焊接；玻璃罩、镜片、闷盖、安全堵头以及定位法兰、压紧法兰由螺丝同轴安装固定，且各结合处均采用橡胶垫圈密封，等等。该装置用于盾构机上，当需要施工人员进入土舱进行人工清除障碍及更换刀具前而观察土舱内土体组织结构状态而设立的专用设备，其能依据观察到的土舱内土体而判断开门进舱是否安全以防止开挖面坍塌或涌水、涌砂等对进舱作业人员及整个施工现场造成灾难。其结构简单，使用方便。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种隧道掘进机上的观察装置，尤其是适用于地下水位很高的含水饱和软弱地层中施工时采用气压法的盾构机上的观察装置。
技术介绍
盾构机，全名叫盾构掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械且具有自动化程度 高，节省人力，施工速度快并一次成洞，在隧道洞线较长、埋的较深的情况下，用盾构机施工 更为经济合理。当盾构机在地下水位很高的含水饱和软弱地层中施工时，由于很难使开挖 面保持稳定，则有可能导致地表严重下沉而影响地面建筑物的安全，以及通过江河或海底 时为防止泥水灌涌等的发生，所以在隧道施工中就有必要采取一些辅助施工方法，常用的 有气压法、降低地下水位法、注浆法、冻结法等，其中使用较多的有气压法与冻结法。目前， 国内外盾构机在地下水位很高的含水饱和软弱地层中施工时一般采用气压法，通常是利用 压縮空气来保持开挖面的稳定，其作用是阻止涌水，防止开挖面的崩坍，此外压縮空气还可 使土层脱水疏干，从而提高地层的强度与稳定性。 现有技术中盾构掘进采用气压法施工存在下列不足由于盾构在掘进过程中地下 土层较复杂，时而会遇到埋于地下的古木树桩、建筑混凝土块、桥梁建筑基础钢筋等，使得 盾构机排土不畅、刀具损坏，则需要施工人员进入土舱进行人工清除障碍及更换刀具，由于 土舱与开挖面之间存在带有开口槽的刀盘而互通，所以开挖面坍塌或涌水、涌砂等都会对 进舱内作业造成很大的危险，而土舱与盾构机后部的土体排出设备系统、驱动设备装置、施 工操作空间是由土舱隔板密封隔离，所以在未知开挖面是否崩坍的情况下一般以缓慢开启 舱门如发现涌喷及时关闭，此方式费时、费力且可靠性较低，既在打开舱门发现土体组织结 构体状态不好而紧急关闭的过程中涌喷现象时会发生，从而危及施工人员和盾构设备的安 全。 经对现有技术检索发现，于2007. 06. 20公开的一种复合式土压平衡盾构机(申 请号200510130590. 0，中国神华能源股份有限公司)，该盾构机安装有气压平衡设备，在遇 到地层中不能破碎的大块石头时，可由人工处理，但是，该专利尚未解决在人工处理时保障 安全的技术问题。 于2008. 03. 19公开的带有刀盘刀具切削排渣状况监视装置的盾构机切削系 统(专利申请号200610107042. 0，中铁隧道股份有限公司)，该系统于盾构机前边，土压舱 切口环顶部设有光源和摄像头，摄像头的下方有透光板，在隔墙上装有射水喷头，主控室内 设置有用通信电缆相连接的滤波装置、放大装置和视频输出装置。该专利涉及的监视排渣 状况的电子装置，仅能解决土压密封舱中的视觉盲区问题，不足以判断施工人员能否安全 进舱作业，给以绝对安全保障。
技术实现思路
本技术目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种应用于盾构机上的3观察窗装置。该装置用于盾构机上，当需要施工人员进入土舱进行人工清除障碍及更换刀 具前而观察土舱内土体组织结构状态而设立的专用设备，其能依据观察到的土舱内土体而 判断开门进舱是否安全以防止开挖面坍塌或涌水、涌砂等对进舱作业人员及整个施工现场 造成灾难。其结构简单，使用方便。 本技术是通过以下技术方案实现的，该观察窗装置外形为圆盘形，由前至后 端依次包括有玻璃罩、镜片、闷盖、安全堵头，其外围还包括有底板法兰、定位法兰、压紧法 兰、护套、加强环，其中 所述底板法兰为中空的法兰圈，以舱门为基座与舱门组合焊接； 玻璃罩、镜片、闷盖、安全堵头以及定位法兰、压紧法兰由螺丝同轴安装固定玻璃 罩与底板法兰的接触面装有玻璃罩密封圈并通过定位法兰、定位法兰螺丝使其与底板法兰 螺孔旋紧密封；定位法兰径向装有定位法兰密封圈，且与玻璃罩接触的端面亦安装有玻璃 罩密封垫，镜片同轴装在定位法兰的凹槽内并前后均安装镜片下密封垫、镜片上密封垫且 由压紧法兰、压紧法兰螺丝与定位法兰螺孔旋紧密封，压紧法兰的后端装有闷盖、闷盖垫， 并通过闷盖螺丝与压紧法兰螺孔旋紧密封； 所述护套为圆形隔圈，其外径与舱门的孔套入焊接，其内径与定位法兰外径配合 密封； 所述加强环亦为圆形隔圈且固定于舱门上； 所述安全堵头旋装在闷盖的端面中心螺孔内。 该观察窗装置边侧还可设有喷水头，所述喷水头为三通管，其进水管安装在隔板 后侧空间并与舱门焊接定位，鸭嘴形出水管安装在隔板前侧空间并紧靠在观察窗底板法兰 端面上。 与现有技术相比，本技术的有益效果为 1.在原舱门上加装观察窗装置以观察到的土舱内的土体组织结构状况而判别能 否开门进舱，操作方法方便，判断结果安全可靠，观察窗结构简单，且维护简单。本技术 的观察窗装置，将之安装改进盾构机，用于适应盾构机在隧道掘进时在气压法施工、开挖切 削土体时观察隧洞开挖面及土舱内土体的结构状况。盾构机切口环内设有隔板，将切口环 分成前后两个密闭空间，保证前土舱空间与后空间的绝对安全隔离，同时，在隔板上安装有 观察窗以及舱门、喷水头等，通过加装观察窗以直接观察到的土舱内的土体组织结构状况 而判别能否开门进舱，以防止开挖面坍塌或涌水、涌砂等对进舱作业人员及整个施工现场 造成灾难，保证施工人员和盾构设备的安全。 2.采用内层镜片加外层玻璃罩的方法以防止作业时损坏观察窗而由压差产生的 泥水、流砂涌入盾构机内部造成灾难，起到安全防范的功用。附图说明图la是盾构机本体的侧视结构示意图，图lb是其最前端的主视图。 图2是图la的A-A视图。 图3是图la的B-B视图。 图4是图3的C向局部剖视图。 图5是喷水头5立体图。图6是本技术观察窗7装置剖视图。标记说明1-刀盘2-切口环3_支撑环4-盾尾环5_喷水头6_舱门7-观察窗8_隔板9_加强环10-闷盖螺丝11-压紧法兰螺丝12--定位法兰13-镜片下密封垫14-镜片15-_安全堵头16-闷盖17-闷盖垫18--镜片上密封垫19-压紧法兰20-玻璃罩密封垫21--护套22-定位法兰密封圈23-定位法兰螺丝24-_玻璃罩密封25-底板法兰26-玻璃罩27--进水管28-出水管具体实施方式现结合具体实施例和附图对本技术作进一步详细说明。0035] 如图1至图4所示，盾构机本体包括刀盘1、切口环2、支撑环3、盾尾环4。刀盘1 外形为圆盘状，其突前部位装有刀排，刀盘1与切口环2、支撑环3、盾尾环4组装成同心圆 柱体形成了盾构机机头壳体。刀盘1端面各两刀排之间开有缺口并与切口环2前空间的土 舱相通，使施工中刀排切削下来的土体进入切口环2前空间的土舱内。切口环2外形为圆 筒，筒内中部直径方向焊接一圆形隔板8使其隔离成前后两个空间，隔板8上安装有舱门6、 观察窗7装置、喷水头5、排土设备安装孔等。舱门6为一矩形中间开孔板，孔内装配观察 窗7、喷水头5，其外缘四周开有等距离的孔便于用螺丝与隔板8上的螺丝孔联结紧固，确保 不渗漏且拆装方便。本实施例的观察窗7，其前端的底板法兰与舱门6组装焊接，而舱门6 又是观察窗7中定位法兰12、镜片14、安全堵头15、闷盖16、压紧法兰19、护套21、底板法 兰25、玻璃罩26等零件的基座，且喷水头5亦在此定位，而装有舱门、观察窗、喷水头等的 隔板在切口环内形成前后两个密闭的舱，即前部为土舱，后部为土体排出设备系统、驱动设 备、控制操作系统等空间。如图5所示，喷水头5是有三通管组成，其进水管27安装在切口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于盾构机上的观察窗装置，其特征在于，该观察窗装置外形为圆盘形，由前至后端依次包括有玻璃罩、镜片、闷盖、安全堵头，其外围还包括有底板法兰、定位法兰、压紧法兰、护套、加强环，　　　　所述底板法兰为中空的法兰圈，以舱门为基座与舱门组合焊接；　　　　玻璃罩、镜片、闷盖、安全堵头以及定位法兰、压紧法兰由螺丝同轴安装固定：玻璃罩与底板法兰的接触面装有玻璃罩密封圈并通过定位法兰、定位法兰螺丝使其与底板法兰螺孔旋紧密封；定位法兰径向装有定位法兰密封圈，且与玻璃罩接触的端面亦安装有玻璃罩密封垫，镜片同轴装在定位法兰的凹槽内并前后均安装镜片下密封垫、镜片上密封垫且由压紧法兰、压紧法兰螺丝与定位法兰螺孔旋紧密封，压紧法兰的后端装有闷盖、闷盖垫，并通过闷盖螺丝与压紧法兰螺孔旋紧密封；　　　　所述护套为圆形隔圈，其外径与舱门的孔套入焊接，其内径与定位法兰外径配合密封　；　　　　所述加强环亦为圆形隔圈且固定于舱门上；　　　　所述安全堵头旋装在闷盖的端面中心螺孔内。

【技术特征摘要】
一种应用于盾构机上的观察窗装置，其特征在于，该观察窗装置外形为圆盘形，由前至后端依次包括有玻璃罩、镜片、闷盖、安全堵头，其外围还包括有底板法兰、定位法兰、压紧法兰、护套、加强环，所述底板法兰为中空的法兰圈，以舱门为基座与舱门组合焊接；玻璃罩、镜片、闷盖、安全堵头以及定位法兰、压紧法兰由螺丝同轴安装固定玻璃罩与底板法兰的接触面装有玻璃罩密封圈并通过定位法兰、定位法兰螺丝使其与底板法兰螺孔旋紧密封；定位法兰径向装有定位法兰密封圈，且与玻璃罩接触的端面亦安装有玻璃罩密封垫，镜片同轴装在定位法兰的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何自强，张恒，
申请(专利权)人：上海地铁盾构设备工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]