[发明专利]土压平衡盾构机始发侧滚修正装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于衬砌或不衬砌的隧道或平硐及其掘进的方法或设备技术领域，具体涉及到一种土压平衡盾构机始发侧滚修正装置及方法。

背景技术

土压平衡盾构机在区间内始发，始发端线路纵坡+4.6‰，平曲线为直线，隧道埋设深度19m左右。由于盾构机在始发磨除素墙过程中发生了盾体瞬间侧滚，防侧滚装置失效，侧滚滚动角度为逆时针8°，超过安全限制要求需要进行修正。一般情况下，盾体侧滚角度较小，主要采用反向转动刀盘进行小量纠正，缓慢纠正即可完成，或者采用单侧千斤顶直接顶升进行纠正。第一种纠正方法缺点是纠偏受刀盘前方地质条件影响大，如果刀盘前方存在软弱地层，则在盾构施加顶推力反向转动时，可能会存在推力突变风险，无法达到彻底纠正的目的。第二种纠正方法缺点是存在导轨侧向折断的安全风险，同时由于前桥、负环、盾体的受力状态复杂，单侧强行顶升可能会导致部件受损。在本工况条件下，侧滚角度过大，以上方法已无法实现安全纠偏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述纠偏修正装置及方法的不足，提供一种设计合理、结构简单、可实现安全纠偏的土压平衡盾构机始发侧滚修正装置及方法。

解决上述技术问题采用的技术方案是：该装置包括盾构体，设置在盾构体中心位置的管片拼装机，设置在盾构体上关于盾构体竖直中心面对称的第一连接桥和第二连接桥，所述的第一连接桥和混凝土仰拱之间设置第一连接桥顶升机构，所述的第二连接桥和混凝土仰拱之间设置第二连接桥顶升机构，混凝土弧形导台内侧设置有关于盾构体竖直中心面对称的第一导轨和第二导轨，所述的第一导轨和盾构体之间设置有第一横向钢轨，所述的第二导轨和盾构体之间设置有第二横向钢轨，混凝土弧形导台与盾构体之间设置有关于盾构体竖直中心面对称的第一牛腿顶升机构和第二牛腿顶升机构。

本发明的第一连接桥顶升机构包括工字钢和千斤顶；所述的千斤顶底部固定在混凝土仰拱上、顶部与工字钢的一端相连；所述的工字钢的另一端与第一连接桥相连；所述的千斤顶推动工字钢使第一连接桥向上运动。

本发明的第一连接桥顶升机构和第二连接桥顶升机构结构完全相同。

本发明的第一牛腿顶升机构包括焊接在盾构体上的牛腿和千斤顶；所述的牛腿为箱式结构；所述的千斤顶底部固定在混凝土弧形导台上、顶部与牛腿相连；所述的千斤顶推动所述的牛腿使盾构体向上运动。

本发明的第一牛腿顶升机构和第二牛腿顶升机构结构完全相同。

本发明的第一横向钢轨沿盾构体前进的方向均布排列，所述的相邻第一横向钢轨之间的间距为2～3m。

本发明的第一横向钢轨沿盾构体前进的方向均布排列有4～6根。

本发明的第二横向钢轨与第一横向钢轨关于盾构体的竖直中心面对称设置。

用上述装置进行盾构机始发侧滚修正的方法，包括以下步骤：

S1、焊接牛腿：牛腿分别焊接于盾构机中盾和尾盾两侧，牛腿底部距离地面高度根据千斤顶长度调整；

S2、卸载推进油缸：将全部推进油缸卸载，使撑靴与管片脱离；

S3、顶升第一连接桥和第二连接桥：第一连接桥顶升机构和第二连接桥顶升机构分别顶升第一连接桥和第二连接桥，使第一连接桥和第二连接桥升起并与管片拼装机脱离；

S4、顶升第二牛腿顶升机构：采用两只千斤顶同步顶升左侧牛腿，使盾构体左侧慢慢升起；

S5、插入第二横向钢轨：待盾构体左侧升起合适距离时，将多个第二横向钢轨横向插入盾构体下部，相邻第二横向钢轨之间保持合适间距，千斤顶保持顶升状态；

S6、顶升第一牛腿顶升机构：采用两只千斤顶同步顶升右侧牛腿，使盾构体右侧慢慢升起；

S7、插入第一横向钢轨：待盾构体右侧升起合适距离时，将多个第一横向钢轨横向插入盾构体下部，相邻第一横向钢轨之间保持合适间距，千斤顶保持顶升状态；

S8、顶升发生侧滚一侧牛腿修正盾构体状态：采用2只千斤顶异步控制顶升发生侧滚一侧牛腿，同时微步顶升连接桥，使得连接桥与管片拼装机保持脱离状态，最终调整盾构体体侧向转动至正常状态；

S9、顶升盾构体撤除出第一横向钢轨和第二横向钢轨：修正完成后，两侧千斤顶同时顶升盾构体，撤出第一横向钢轨和第二横向钢轨，调整第一导轨和第二导轨，恢复盾构体正常施工状态。