固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及土體改良裝置，具體涉及一種固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)法作為一種較為成熟的地鐵施工手段已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國的城市地鐵或過江隧道的修建中。隨著開挖地層土體的日益復(fù)雜，土體性質(zhì)對于盾構(gòu)掘進的影響也越來越大，例如在卵石含量高、粒徑大的砂卵石地層中掘進時，由于土體塑流性差，土體在土艙內(nèi)無法及時排出，時常會出現(xiàn)盾構(gòu)推力、刀盤扭矩異常增大，推進速度緩慢等現(xiàn)象，因此需要對土體進行改良，以使盾構(gòu)能夠在地層中正常掘進。
[0003]目前，國內(nèi)外專家學(xué)者對土體改良劑的選擇及配比進行了大量的研宄，但大多數(shù)研宄均集中在室內(nèi)實驗室中，并沒有與盾構(gòu)掘進特征和現(xiàn)場工程條件有機結(jié)合，理論成果工程實用性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置，該裝置通過固定安裝于盾構(gòu)機內(nèi)，以使土體改良的測試可在工程現(xiàn)場內(nèi)的盾構(gòu)機內(nèi)進行。
[0005]本實用新型目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
[0006]一種固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置，其特征在于所述裝置包括固定底座以及固定于所述固定底座上的地層模擬加壓筒，所述地層模擬加壓筒內(nèi)活動安裝有刀盤和隔板，所述刀盤與所述隔板在所述地層模擬加壓筒中構(gòu)成密封艙；所述地層模擬加壓筒的兩端面上分別固定有端蓋，位于所述隔板一端的所述端蓋中心上固定有反力油缸，所述反力油缸頂桿貫穿所述端蓋中心與所述隔板連接固定；位于所述刀盤一端的所述端蓋中心上固定有軸承，所述軸承內(nèi)設(shè)置有貫穿所述端蓋中心的驅(qū)動轉(zhuǎn)軸，所述驅(qū)動轉(zhuǎn)軸與所述刀盤中心連接固定。
[0007]所述驅(qū)動轉(zhuǎn)軸由固定于所述固定底座上的雙向轉(zhuǎn)動電機驅(qū)動。
[0008]所述驅(qū)動轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置有添加劑注入管，所述添加劑注入管一端經(jīng)所述刀盤的中心孔與所述密封艙連通，另一端與外部的土體改良劑泵送裝置連通。
[0009]位于所述隔板與所述刀盤之間的所述地層模擬加壓筒壁面上開設(shè)有進土口、出土口以及出水口。
[0010]所述隔板上設(shè)置有土壓力傳感器以及孔隙水壓力傳感器。
[0011 ] 所述刀盤上設(shè)置有盾構(gòu)數(shù)據(jù)采集器。
[0012]本實用新型的優(yōu)點是，土體改良裝置結(jié)構(gòu)簡單，可固定安裝于盾構(gòu)機內(nèi)部，在向地層模擬加壓筒內(nèi)注入土體改良添加劑的過程中通過實時監(jiān)測盾構(gòu)刀盤的各項運行參數(shù)，以獲取土體改良添加劑在土體中的最佳添加量。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型中土體改良裝置示意圖；
[0014]圖2為本實用新型中土體改良裝置剖面圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖通過實施例對本實用新型的特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
[0016]如圖1-2，圖中標(biāo)記1-17分別為:雙向轉(zhuǎn)動電機1、驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2、軸承3、端蓋4、進土口 5、端蓋6、反力油缸7、地層模擬加壓筒8、觀察窗9、固定底座10、添加劑注入口 11、添加劑注入管12、刀盤13、隔板14、頂桿15、出土口 16、出水口 17。
[0017]實施例:本實施例具體涉及一種固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置，該土體改良裝置的目的在于通過實時監(jiān)測盾構(gòu)刀盤的運行參數(shù)以獲得在土體中注入土體改良劑的最佳添加量。
[0018]如圖1、2所示，本實施例中的土體改良裝置包括固定底座10以及安裝固定于固定底座10上的地層模擬加壓筒8 ；
[0019]固定底座10為一底部框架，其上具有螺孔用于同盾構(gòu)機固定連接，以便于整個土體改良裝置隨盾構(gòu)機移動，方便在工程現(xiàn)場進行土體改良測試；
[0020]地層模擬加壓筒8為一圓形筒體，其上分別開設(shè)有進土口 5、出土口 16以及出水口 17，該地層模擬加壓筒8經(jīng)支架支撐固定于固定底座10上，在地層模擬加壓筒8內(nèi)活動安裝有刀盤13和隔板14，兩者分別位于筒體內(nèi)的兩端部位置，刀盤13和隔板14在地層模擬加壓筒8內(nèi)構(gòu)成密封艙，也就是說刀盤13和隔板14均呈圓盤狀并與筒體內(nèi)壁面貼合；此夕卜，在地層模擬加壓筒8的兩端面上分別固定安裝有端蓋4和端蓋6作為反力架，端蓋4的中心開孔，其中心開孔內(nèi)安裝有軸承3，驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2經(jīng)軸承3貫穿端蓋4中心開孔并與刀盤13相連接，驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2由固定于固定底座10上的雙向轉(zhuǎn)動電機I驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2再驅(qū)動刀盤13旋轉(zhuǎn)推進，為了能夠?qū)崿F(xiàn)邊推進邊改良土體的目的，驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2為空心結(jié)構(gòu)，其內(nèi)安裝有添加劑注入管12，添加劑注入管12的一端固定于刀盤13的中心開孔內(nèi)，另一端為添加劑主入口 11與外部的土體改良劑泵送裝置相連通；端蓋6的中心開孔，在其中心位置處固定安裝有反力油缸7，反力油缸7內(nèi)的頂桿15貫穿端蓋6的中心孔并與隔板14相連接，在頂桿15的頂推下，隔板14可在地層模擬加壓筒8內(nèi)前后移動；
[0021]需要說明的是，在隔板6上設(shè)置有土壓力傳感器以及孔隙水壓力傳感器，用于實時監(jiān)測密封艙內(nèi)的土體壓力和孔隙水壓力數(shù)據(jù)；在盾構(gòu)刀盤13上同樣設(shè)置有盾構(gòu)數(shù)據(jù)采集器，用于采集在刀盤13推進過程中的刀盤開口力、扭矩、推力以及切削力數(shù)據(jù)。
[0022]如圖1、2所示，本實施例中的固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置的使用方法為:將固定底座10通過螺栓連接安裝于工程現(xiàn)場的盾構(gòu)機內(nèi)，選取工程現(xiàn)場的部分土體并通過進土口 5將其加入地層模擬加壓筒8內(nèi)，關(guān)閉進土口 5處的閥門；通過反力油缸7內(nèi)的頂桿15頂推隔板14以使土體壓力達到工程現(xiàn)場的土壓，土壓具體通過隔板14上的土壓力傳感器進行監(jiān)測，也就是說模擬工程現(xiàn)場土體情況；啟動雙向轉(zhuǎn)動電機1，使驅(qū)動轉(zhuǎn)軸2帶動刀盤13旋轉(zhuǎn)推進，與此同時，通過添加劑注入管12向土體中加入土體改良劑以對土性進行改良，例如可以在土體中加入泡沫潤滑劑以改善土性，避免刀盤與土體中的卵石碰撞，在土體改良劑的加入過程中，通過刀盤13上的盾構(gòu)數(shù)據(jù)采集器采集盾構(gòu)運行數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)侗P開口力、扭矩、推力以及切削力等各項數(shù)據(jù)達到標(biāo)準(zhǔn)值時，則表明此時向土體中注入的土體改良劑的量為最佳添加量；在實際盾構(gòu)掘進過程中，根據(jù)土體改良劑的最佳添加比例向工程現(xiàn)場土體中注入改良劑，以使盾構(gòu)掘進能夠達到標(biāo)準(zhǔn)運行參數(shù)。
[0023]本實施例的有益效果在于，結(jié)構(gòu)簡單，固定于工程現(xiàn)場的盾構(gòu)機內(nèi)，可在施工現(xiàn)場對土體進行改良測試，以獲得土體中土體改良劑的最佳添加比例。
【主權(quán)項】
1.一種固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置，其特征在于所述裝置包括固定底座以及固定于所述固定底座上的地層模擬加壓筒，所述地層模擬加壓筒內(nèi)活動安裝有刀盤和隔板，所述刀盤與所述隔板在所述地層模擬加壓筒中構(gòu)成密封艙；所述地層模擬加壓筒的兩端面上分別固定有端蓋，位于所述隔板一端的所述端蓋中心上固定有反力油缸，所述反力油缸頂桿貫穿所述端蓋中心與所述隔板連接固定；位于所述刀盤一端的所述端蓋中心上固定有軸承，所述軸承內(nèi)設(shè)置有貫穿所述端蓋中心的驅(qū)動轉(zhuǎn)軸，所述驅(qū)動轉(zhuǎn)軸與所述刀盤中心連接固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置，其特征在于所述驅(qū)動轉(zhuǎn)軸由固定于所述固定底座上的雙向轉(zhuǎn)動電機驅(qū)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置，其特征在于所述驅(qū)動轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置有添加劑注入管，所述添加劑注入管一端經(jīng)所述刀盤的中心孔與所述密封艙連通，另一端與外部的土體改良劑泵送裝置連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置，其特征在于位于所述隔板與所述刀盤之間的所述地層模擬加壓筒壁面上開設(shè)有進土口、出土口以及出水口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置，其特征在于所述隔板上設(shè)置有土壓力傳感器以及孔隙水壓力傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置，其特征在于所述刀盤上設(shè)置有盾構(gòu)數(shù)據(jù)采集器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種固定式盾構(gòu)地層土體改良裝置，該裝置包括固定底座以及固定于其上的地層模擬加壓筒，所述地層模擬加壓筒內(nèi)活動安裝有刀盤和隔板，所述刀盤與所述隔板在所述地層模擬加壓筒中構(gòu)成密封艙；所述地層模擬加壓筒的兩端面上分別固定有端蓋，位于所述隔板一端的所述端蓋中心上固定有反力油缸，所述反力油缸頂桿貫穿端蓋中心與隔板連接固定；位于所述刀盤一端的所述端蓋中心上設(shè)置有驅(qū)動轉(zhuǎn)軸，所述驅(qū)動轉(zhuǎn)軸與刀盤中心連接固定。本實用新型的優(yōu)點是，土體改良裝置結(jié)構(gòu)簡單，可固定安裝于盾構(gòu)機內(nèi)部，在向地層模擬加壓筒內(nèi)注入土體改良添加劑的過程中通過實時監(jiān)測盾構(gòu)刀盤的各項運行參數(shù)，以獲取土體改良添加劑在土體中的最佳添加量。
【IPC分類】E21D9-08, E02D3-12
【公開號】CN204591285
【申請?zhí)枴緾N201520297042
【發(fā)明人】彭少杰, 盧禮順, 徐偉忠, 霍曉波, 廖少明, 李懷洪
【申請人】上海城建市政工程（集團）有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月8日