一種盾構(gòu)機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及的是一種盾構(gòu)機，屬于盾構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)格擠壓式盾構(gòu)的原理是通過對土體的擠壓而產(chǎn)生的網(wǎng)格與土體間的摩擦力達到與土壓力和水壓力的平衡，地面易產(chǎn)生較大的隆陷變化，對地層土體的擾動較大。
[0003]壓縮空氣平衡盾構(gòu)的原理是壓縮空氣壓力與土壓力和水壓力保持平衡，壓縮空氣的壓力高于或等于隧道工作面底部的土壓力和水壓力之和，由于水壓有明顯的梯度，因此，在頂部過剩的壓力會使空氣進入地層，當土壤顆粒由于氣流失去平衡時，覆土層較淺的隧道工作面就有泄露而引起“噴發(fā)”，并可能導致災難性的后果。
[0004]土壓平衡盾構(gòu)的原理是刀盤旋轉(zhuǎn)切削開挖面的泥土，破碎的泥土通過刀盤開口進入土倉，泥土落到土倉底部后，通過螺旋輸送機運到皮帶輸送機上。
[0005]泥水盾構(gòu)是將一定濃度的泥漿，栗入泥水盾構(gòu)的泥水倉中，隨著刀盤切下來的土渣與地下水順著刀槽流入開挖室中，泥水倉中的泥漿濃度和壓力逐漸增大，并平衡于挖面的土壓力和水壓力，在開挖面上形成泥膜或泥水壓形成的滲透壁，對開挖面進行穩(wěn)定挖掘。
[0006]上述土壓平衡盾構(gòu)和泥水平衡盾構(gòu)法的共同原理是通過前部端面刀盤切削土體，且刀盤的主軸都垂直于開挖面，刀盤的結(jié)構(gòu)復雜，成本極高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型提出的是一種盾構(gòu)機，其目的旨在解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷，具有對表層土地擾動小、結(jié)構(gòu)簡單、造價低、安全可靠等特點。
[0008]本實用新型的技術(shù)解決方案:一種盾構(gòu)機，包括前盾，該前盾包括盾殼1、土體輸送機3、階梯網(wǎng)格4、氣壓平衡室5、封板6、土壓平衡室7、噴嘴9、泥水倉10和泥水平衡室11，其中土體輸送機3、階梯網(wǎng)格4、封板6、土壓平衡室7、噴嘴9、泥水倉10和泥水平衡室(11)安裝在盾殼I內(nèi)，土體輸送機3安裝在階梯網(wǎng)格4的下方和泥水倉10的上方，土體輸送機3的后部安裝有土壓平衡室7，封板6、盾殼1、土體輸送機3、階梯網(wǎng)格4和前端最底層橫向格柵4-1上方的土體共同圍成氣壓平衡室5，噴嘴9安裝在階梯網(wǎng)格4的底部，土體輸送機3的底部、盾殼1、封板6、前端最底層橫向格柵4-1下方的土體共同圍成泥水倉10，泥水平衡室11安裝在泥水倉10的后部，噴嘴9通過水力將盾殼I內(nèi)下方的土體變?yōu)槟嗨旌衔?，泥水混合物?jīng)泥水平衡室11輸送至后盾，該盾構(gòu)機在行進過程中，底部已挖空的不同高度的上部土體經(jīng)階梯網(wǎng)格4分層后，在重力或壓力作用下分區(qū)域落入下方的土體輸送機3上，并由土體輸送機3運走。
[0009]本實用新型的優(yōu)點:集成了網(wǎng)格擠壓式盾構(gòu)、壓縮空氣平衡盾構(gòu)、土壓平衡盾構(gòu)和泥水平衡盾構(gòu)的優(yōu)點，克服了網(wǎng)格擠壓盾構(gòu)對地層土體擾動大、壓縮空氣盾構(gòu)可能導致“噴發(fā)”事故、土壓平衡盾構(gòu)和泥水平衡盾構(gòu)結(jié)構(gòu)復雜造價高的缺點。
【附圖說明】
[0010]圖1是螺旋式掘進刀矩形盾構(gòu)機主視圖(實施例1)；
[0011]圖2是圖1中I處的局部放大圖；
[0012]圖3是圖1中A-A的截面圖；
[0013]圖4是圖3中II處的局部放大圖；
[0014]圖5是圖1中B-B的截面圖；
[0015]圖6是圖5中III處的局部放大圖；
[0016]圖7是圖3中C-C的截面圖；
[0017]圖8是圖7中IV處的局部放大圖；
[0018]圖9是盾構(gòu)機內(nèi)的土體受力圖；
[0019]圖10是圖9中D-D截面的受力圖；
[0020]圖11是現(xiàn)有壓縮空氣盾構(gòu)土體的受力圖；
[0021]圖12是刮板式掘進刀矩形盾構(gòu)機主視圖(實施例1)；
[0022]圖13是圖12中V處的局部放大圖；
[0023]圖14是圖12中E-E的截面圖；
[0024]圖15是圖14中VI處的局部放大圖；
[0025]圖16是圖12中F-F的截面圖；
[0026]圖17是圖16中VII處的局部放大圖；
[0027]圖18是圖14中G-G的截面圖；
[0028]圖19是圖18中VID處的局部放大圖；
[0029]圖20是矩形盾構(gòu)機主視圖(實施例2)；
[0030]圖21是圖20中IX處的局部放大圖。
[0031]圖中，I是盾殼、2是掘進刀、3是土體輸送機、3-1是橫向輸送機、3-2是縱向輸送機、4是階梯網(wǎng)格、4_1是橫向格棚.、4_2是縱向格棚.、5是氣壓平衡室、6是封板、7是土壓平衡室、8是過渡艙、9是噴嘴、10是泥水倉、11是泥水平衡室。
【具體實施方式】
[0032]一種盾構(gòu)法，包括如下步驟:
[0033]I)將盾構(gòu)機盾殼I內(nèi)的土體底部挖空；
[0034]2)盾構(gòu)機在行進的過程中，底部已挖空的上部土體在重力或壓力作用下落入下方的土體輸送機3上，并由土體輸送機3運走。
[0035]所述步驟I)將盾構(gòu)機盾殼I內(nèi)的土體底部挖空的方法可以是使用機械挖掘的方法或使用水力將土體變?yōu)槟嗨旌衔镞\走的方法。
[0036]如圖1所不，一種盾構(gòu)機，包括前盾，該前盾包括盾殼1、掘進刀2、土體輸送機3、階梯網(wǎng)格4、氣壓平衡室5、封板6和土壓平衡室7，其中掘進刀2、土體輸送機3、階梯網(wǎng)格4、封板6和土壓平衡室7安裝在盾殼I內(nèi)，土體輸送機3安裝在階梯網(wǎng)格4的下方，土體輸送機3的后部安裝有土壓平衡室7，盾殼1、土體輸送機3、階梯網(wǎng)格4、封板6和前端土體共同圍成氣壓平衡室5，或封板6、盾殼1、土體輸送機3、階梯網(wǎng)格4、前端土體和掘進刀2共同圍成氣壓平衡室5，盾殼I底的上平面、土體輸送機3的前方和網(wǎng)格4的下方安裝有掘進刀2，掘進刀2對盾殼I內(nèi)底部的土體挖掘，并輸送至土體輸送機3上，該盾構(gòu)機在行進過程中，底部已挖空的不同高度的上部土體經(jīng)階梯網(wǎng)格4分層后，在重力或壓力作用下分區(qū)域落入下方的土體輸送機3上，并由土體輸送機3運走。
[0037]所述土體輸送機3包括橫向輸送機3-1和縱向輸送機3-2，橫向輸送機3_1布置在縱向輸送機3-2的側(cè)面，縱向輸送機3-2的后部為土壓平衡室7，橫向輸送機3-1可將其上方落下的土體輸送到縱向輸送機3-2上，縱向輸送機3-2可將土體經(jīng)土壓平衡室7輸送到后盾。
[0038]所述橫向輸送機3-1是上部開口的螺旋輸送機。
[0039]所述掘進刀2可以是螺旋式結(jié)構(gòu)，掘進刀2的主軸是平行于開挖面，掘進刀2外圓上的刀頭是螺旋狀的。
[0040]所述掘進刀2也可以是刮板式結(jié)構(gòu)，刮板上安裝有用于破碎孤石的動力刀。
[0041]所述掘進刀2處安裝有氣壓、土壓或水壓平衡裝置，用于平衡掘進刀2處前方土體的壓力。
[0042]所述階梯網(wǎng)格4包括橫向格柵4-1和縱向格柵4-2，所述橫向格柵4-1呈倒階梯狀，縱向格柵4-2連接各層橫向格柵4-1和盾殼I。
[0043]橫向格柵4-1的橫截面底部帶有向下傾斜角。
[0044]該盾構(gòu)機的前盾還包括過渡艙8，過渡艙8設置有兩扇密封門，兩扇密封門分別連接后盾和氣壓平衡室5。
[0045]如圖20所不，一種盾構(gòu)機，包括前盾，該前盾包括盾殼1、土體輸送機3、階梯網(wǎng)格
4、氣壓平衡室5、封板6、土壓平衡室7、噴嘴9、泥水倉10和泥水平衡室11，其中土體輸送機
3、階梯網(wǎng)格4、封板6、土壓平衡室7、噴嘴9、泥水倉10和泥水平衡室11安裝在盾殼I內(nèi)，土體輸送機3安裝在階梯網(wǎng)格4的下方和泥水倉10的上方，土體輸送機3的后部安裝有土壓平衡室7，封板6、盾殼1、土體輸送機3、階梯網(wǎng)格4和前端最底層橫向格柵4-1上方的土體共同圍成氣壓平衡室5，噴嘴9安裝在階梯網(wǎng)格4的底部，土體輸送機3的底部、盾殼1、封板6、前端最底層橫向格柵4-1下方的土體共同圍成泥水倉10，泥水平衡室11安裝在泥水倉10的后部，噴嘴9通過水力將盾殼I內(nèi)下方的土體變?yōu)槟嗨旌衔铮嗨旌衔锝?jīng)泥水平衡室11輸送至后盾，該盾構(gòu)機在行進過程中，底部已挖空的不同高度的上部土體經(jīng)階梯網(wǎng)格4分層后，在重力或壓力作用下分區(qū)域落入下方的土體輸送機3上，并由土體輸送機3運走。
[0046]該盾構(gòu)機的前盾還包括過渡艙8，過渡艙8設置有兩扇密封門，兩扇密封門分別連接后盾和氣壓平衡室5。
[0047]實施例1
[0048]如圖1一圖19所示，該盾構(gòu)機的前盾包括盾殼1、掘進刀2、土體輸送機3，階梯網(wǎng)格4、氣壓平衡室5、封板6和土壓平衡室7，其中掘進刀2、土體輸送機3、階梯網(wǎng)格4、封板6和土壓平衡室7安裝在盾殼I內(nèi)，土體輸送機3安裝在階梯網(wǎng)格4的下方，土體輸送機3的后部安裝有土壓平衡室7，盾殼1、土體輸送機3、階梯網(wǎng)格4、封板6和前端土體共同圍成氣壓平衡室5，盾殼I底的上平面、土體輸送機3的前方和網(wǎng)格4的下方安裝有掘進刀2，掘進刀2對盾殼I內(nèi)底部的土體挖掘，并輸送至土體輸送機3上，該盾構(gòu)機在行進過程中，底部已挖空的不同高度的上部土體經(jīng)階梯網(wǎng)格4在重力或壓力作用下分區(qū)域落入下方的土體輸送機3上，并由土體輸送機3運走。
[0049]掘進刀2處安裝有氣壓、土壓或水壓平衡裝置，用于平衡掘進刀2處前方土體的壓力。也可以將掘進刀2與氣壓平衡室5連通，利用氣壓平衡室5的壓力平衡掘進刀2處前方土體的壓力。此時，盾殼1、土體輸送機3、階梯網(wǎng)格4、封板6、前端土體和掘進刀2共同圍成氣壓平衡室5。
[0050]掘進刀2的作用是挖掘盾殼I內(nèi)底部的土體并輸送至輸送機3，盾構(gòu)機行進過程中，由于盾殼I內(nèi)底部的土體被掘進刀2