專利名稱：一種盾構(gòu)管片的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及盾構(gòu)施工領域，更具體地說，涉及一種盾構(gòu)管片。
背景技術(shù)：
目前，隧道施工方法有明挖法、暗挖法等，其中，暗挖法中的盾構(gòu)法(ShieldMethod)是一種全機械化施工方法，由于盾構(gòu)法具有開挖安全、不影響地面的設施等優(yōu)點，被普遍應用于隧道建設，例如:鐵路隧道、公路隧道、水底隧道、地下鐵道等，下面簡單介紹一下盾構(gòu)機的結(jié)構(gòu)及盾構(gòu)施工的過程:
盾構(gòu)機包括主機和后配套的三個車架，主機的最前端是刀盤，刀盤上安裝有不同的刀具，馬達驅(qū)動刀盤的旋轉(zhuǎn)，若干組液壓千斤頂推進刀盤前進，從而實現(xiàn)對土層的切屑，通過管道將切屑后的渣土運輸?shù)剿淼劳獠?，當?shù)侗P向前推進一定的距離后，液壓千斤頂臨時向刀盤的方向回縮，管片拼裝機吊起盾構(gòu)管片拼裝到已回縮的液壓千斤頂與已安裝好的盾構(gòu)管片之間，然后液壓千斤頂?shù)暮蠖伺c盾構(gòu)管片的前端壓緊，最后幾個管片拼裝為圓環(huán)，完成拼裝后液壓千斤頂伸長，繼續(xù)將刀盤向前推進。由上可以看出，盾構(gòu)管片是盾構(gòu)施工中的主要裝配構(gòu)件，是隧道的最外層屏障，承擔者抵抗土層壓力、地下水壓力以及一些特殊和在的作用，然而由于巖土材料的蠕變、地下水的變化、施工擾動、一些不確定的特殊因素會對地層產(chǎn)生變形影響，而隧道在長度范圍內(nèi)和隧道的周向這些因素不能完全確定，因此，圍巖作用在同一個盾構(gòu)管片的不同位置的圍巖壓力往往不相同，不同位置的盾構(gòu)管片所承受的圍巖壓力也往往不同，并且圍巖壓力在不同時期內(nèi)還會發(fā)生不確定的改變，因此為了保證盾構(gòu)管片能夠滿足不同位置的需要，具有抵抗圍巖變化的能力，本領域技術(shù)人員往往會將盾構(gòu)管片做的很厚，鋼筋和混凝土的用量較大，這較大程度的浪費了原材料，并且也使得盾構(gòu)管片的運輸量較大。因此，如何減小盾構(gòu)管片的厚度，降低盾構(gòu)管片的運輸量是本領域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種盾構(gòu)管片，減小了盾構(gòu)管片的厚度，降低了盾構(gòu)管片的運輸量，進而取得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種盾構(gòu)管片，包括頂片、底片和中部油缸，所述頂片與所述底片之間通過至少兩排所述中部油缸連接，所述中部油缸的前油腔與后油腔之間通過油路連通，且所述油路上設置有壓力控制閥。優(yōu)選的，所述中部油缸的一端與所述頂片固定，另一端與所述底片固定。
優(yōu)選的，所述油路上設有上壓力控制閥和下壓力控制閥。優(yōu)選的，每排所述中部油缸均延所述頂片或底片的周向布置。優(yōu)選的，每排所述中部油缸均勻分布。優(yōu)選的，所述底片的內(nèi)側(cè)具有貫通的軸向連接孔，并且相鄰的兩個底片的軸向連接孔通過直螺栓連接。優(yōu)選的，所述軸向連接孔的一個端口位于所述底片的內(nèi)側(cè)，另一個端口位于所述底片軸向側(cè)面。優(yōu)選的，所述底片的內(nèi)側(cè)具有貫通的周向連接孔，并且相鄰的兩個底片的周向連接孔通過弧形螺栓連接。優(yōu)選的，所述周向連接孔的一個端口位于所述底片的內(nèi)側(cè)，另一個端口位于所述底片周向側(cè)面。優(yōu)選的，所述頂片與所述底片均為弧形片。相對上述背景技術(shù)，本發(fā)明提供的盾構(gòu)管片，包括頂片、底片和中部油缸，所述頂片與所述底片之間通過至少兩排所述中部油缸連接，所述中部油缸的前油腔與后油腔之間通過油路連通，且所述油路上設置有壓力控制閥。將本發(fā)明所提供的盾構(gòu)管片拼裝到隧道中后，隨著險道圍巖收斂變形，頂片跟隨圍巖一起移動并擠壓中部油缸，中部油缸內(nèi)的油壓逐漸增大，即傳遞給底片的壓力逐漸增大，當中部油缸內(nèi)的油壓增大到壓力控制閥所設定壓力后，壓力控制閥打開，中部油缸的后油腔內(nèi)液壓油通過油路流入前油腔，即不管圍巖如何收斂變形，頂片都隨圍巖一起移動，但中部油缸和底片受力始終不超過壓力控制閥的設定值，因此本發(fā)明所提供的盾構(gòu)管片在滿足強度和剛度的前提下可以做的較薄，也就是說減少了盾構(gòu)管片的鋼筋和水泥用量，從而較大程度的節(jié)約了原材料，進而也就降低了盾構(gòu)管片的運輸量。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的一種盾構(gòu)管片的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種盾構(gòu)管片頂片的結(jié)構(gòu)示意；
圖3為本發(fā)明實施例提供的一種盾構(gòu)管片底片的上側(cè)示意 圖4為本發(fā)明實施例提供的一種盾構(gòu)管片底片的下側(cè)示意 圖5為本發(fā)明實施例提供的一種盾構(gòu)管片軸向連接螺栓的結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明實施例提供的一種盾構(gòu)管片周向連接螺栓的結(jié)構(gòu)示意 圖7為本發(fā)明實施例提供的若干盾構(gòu)管片拼裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明的目的是提供一種盾構(gòu)管片，能充分利用圍巖的自承能力，減小作用在盾構(gòu)管片上的力，并使盾構(gòu)管片受力較均勻，進而減小了盾構(gòu)管片的厚度，降低了盾構(gòu)管片的
運輸量。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。如圖1所示，本發(fā)明所提供的盾構(gòu)管片包括頂片1、底片3和中部油缸2，頂片I與底片3之間通過至少兩排中部油缸2連接，中部油缸2的前油腔與后油腔之間通過油路連通，且所油路上設置有壓力控制閥(圖中未示出)。將本發(fā)明所提供的盾構(gòu)管片拼裝到隧道中后，隨著險道圍巖收斂變形，頂片I跟隨圍巖一起移動并擠壓中部油缸2,中部油缸2內(nèi)的油壓逐漸增大，即傳遞給底片3的壓力逐漸增大，當中部油缸2內(nèi)的油壓增大到壓力控制閥所設定壓力值后，壓力控制閥打開，中部油缸2的后油腔內(nèi)液壓油通過油路流入前油腔，即不管圍巖如何收斂變形，頂片I都隨圍巖一起移動，也就是說頂片1、中部油缸2和底片3所承受的壓力在達到壓力控制閥所設定壓力值后將不隨圍巖變形而變化，因此本發(fā)明所提供的盾構(gòu)管片在滿足強度和剛度的前提下，可以做的較薄，也就是說減少了盾構(gòu)管片的鋼筋和水泥用量，從而較大程度的節(jié)約了原材料，進而也就降低了盾構(gòu)管片的運輸量。施工時，通常會將盾構(gòu)管片在其他位置預制好，然后通過運輸車將預制好的盾構(gòu)管片運輸?shù)剿淼乐?，因此為了方便拼裝盾構(gòu)管片，本領域技術(shù)人員優(yōu)選將中部油缸2的一端與頂片I固定，中部油缸2另一端與底片3固定。在上述實施例的基礎上，通常在油路上可以設置一個壓力控制閥，也可以設置兩個壓力控制閥，還可以設置多個壓力控制閥，本發(fā)明實施例中優(yōu)選設置兩個壓力控制閥，分別為上壓力控制閥和下壓力控制閥。施工時，還可以根據(jù)實際情況選用不同剛度的彈簧，這樣就可以根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)壓力控制閥所設定的壓力值。另外，為了保證盾構(gòu)管片的穩(wěn)定性，可以將每排中部油缸2延頂片I或底片2的周向(這里所指的周向是指拼裝完畢后圓形隧道的周向，軸向是指拼裝完畢后圓形隧道的軸向)布置，可以是兩排，也可以是三排，只要滿足相同的技術(shù)要求即可，本發(fā)明實施例中優(yōu)選將中部油缸2延頂片I或底片2的周向分兩排布置，這樣既可以保證頂片I與底片3之間的穩(wěn)定性，也保證了中部油缸2布置簡單。此外，在上述實施例的基礎上，本領域技術(shù)人員還可以將每排均勻分布多個中部油缸2，這樣就可以更加合理保證頂片I與底片3之間間距的變化，本發(fā)明實施例中優(yōu)選每排均勻分布三個中部油缸2 (如圖3所示)。為了保證拼裝好的盾構(gòu)管片之間連接較為可靠，本領域技術(shù)人員可以在底片3的內(nèi)側(cè)設置貫通的軸向連接孔32 (如圖4所示)，并且相鄰的兩個底片3的軸向連接孔32通過直螺栓4 (如圖5所示)連接，本領域技術(shù)人員還可以在底片3的內(nèi)側(cè)設置貫通的周向連接孔31 (如圖4所示)，并且相鄰的兩個底片3的周向連接孔31通過弧形螺栓6 (如圖6所示)連接，這樣進一步增加了相鄰的盾構(gòu)管片之間連接的可靠性。此外，為了拼裝好的隧道內(nèi)表面較為光滑，本領域技術(shù)人員還可以將軸向連接孔32的一個端口設置于底片3的內(nèi)側(cè)，將軸向連接孔32的另一個端口設置于底片3軸向側(cè)面，這里所說的軸向側(cè)面是指相鄰兩個盾構(gòu)管片之間延伸方向與拼裝好的隧道的延伸方向相同的接觸面。在上述實施例的基礎上，也可以將周向連接孔31的一個端口設置于底片3的內(nèi)偵牝?qū)⒅芟蜻B接孔31的另一個端口設置于底片3周向側(cè)面，這里所說的周向側(cè)面是指相鄰兩個盾構(gòu)管片之間延伸方向與拼裝好的隧道的周向相同的接觸面，這樣進一步使得拼裝好的隧道內(nèi)表面光滑。一般情況，本領域技術(shù)人員會將隧道設置為圓形，因此通常也就將盾構(gòu)管片設置為弧形，即頂片I與底片3均為弧形片，一般情況在隧道的周向會通過五六片盾構(gòu)管片拼裝，因此也可根據(jù)實際情況設置盾構(gòu)管片的半徑，為了安裝方便安裝一般會將安裝在隧道頂部的盾構(gòu)管片6設置的較小(如圖7所示)，當然安裝完畢后，要保證周向相鄰的兩個底片3之間接觸，也就是說形成一個閉合的隧道內(nèi)表面，而周向相鄰的兩個頂片I之間則具有縫隙，這保證了頂片I隨圍巖收斂的過程中不會被相互擠壓而損壞，本發(fā)明實施例中優(yōu)選中部油缸2的行程完全被壓縮完后，周向相鄰的兩個頂片I之間接觸、閉合，當然也可以是不閉合，只要滿足相同的技術(shù)效果即可。在上述實施例的基礎上，為了保證相鄰的兩個盾構(gòu)管片之間具有較好的防水功能，本領域的技術(shù)人員還可以在相鄰的兩個底片3之間設置密封圈，以保證隧道具有較好的防水性。另外，還可以根據(jù)實際情況將盾構(gòu)管片設置為矩形或者菱形，本發(fā)明實施例中優(yōu)選將盾構(gòu)管片設置為矩形，也就是說將頂片I和底片3設置為矩形，當然也可以是其他形狀，只要滿足相同的技術(shù)要求即可。以上對本發(fā)明所提供的盾構(gòu)管片進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種盾構(gòu)管片，其特征在于，包括頂片、底片和中部油缸，所述頂片與所述底片之間通過至少兩排所述中部油缸連接，所述中部油缸的前油腔與后油腔之間通過油路連通，且所述油路上設置有壓力控制閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)管片，其特征在于，所述中部油缸的一端與所述頂片固定，另一端與所述底片固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)管片，其特征在于，所述油路上設有上壓力控制閥和下壓力控制閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盾構(gòu)管片，其特征在于，每排所述中部油缸均延所述頂片或底片的周向布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的盾構(gòu)管片，其特征在于，每排所述中部油缸均勻分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的盾構(gòu)管片，其特征在于，所述底片的內(nèi)側(cè)具有貫通的軸向連接孔，并且相鄰的兩個底片的軸向連接孔通過直螺栓連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的盾構(gòu)管片，其特征在于，所述軸向連接孔的一個端口位于所述底片的內(nèi)側(cè)，另一個端口位于所述底片軸向側(cè)面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盾構(gòu)管片，其特征在于，所述底片的內(nèi)側(cè)具有貫通的周向連接孔，并且相鄰的兩個底片的周向連接孔通過弧形螺栓連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的盾構(gòu)管片，其特征在于，所述周向連接孔的一個端口位于所述底片的內(nèi)側(cè)，另一個端口位于所述底片周向側(cè)面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的盾構(gòu)管片，其特征在于，所述頂片與所述底片均為弧形片。
全文摘要
本發(fā)明涉及盾構(gòu)施工領域，特別涉及一種盾構(gòu)管片，包括頂片、底片和中部油缸，頂片與底片之間通過至少兩排中部油缸連接，中部油缸的前油腔與后油腔之間通過油路連通，且油路上設置有壓力控制閥。將盾構(gòu)管片拼裝到隧道中后，隨著圍巖變形，頂片移動并擠壓中部油缸，中部油缸內(nèi)的油壓逐漸增大，當油壓增大到壓力控制閥所設定的壓力值后，壓力控制閥打開，中部油缸的后油腔內(nèi)液壓油流入前油腔，即不管圍巖如何收斂變形，頂片都隨圍巖一起移動，但中部油缸和底片受力始終維持不變且中部油缸和底片受力始終不超過壓力控制閥的設定值，因此本發(fā)明所提供的盾構(gòu)管片在滿足強度和剛度的前提下可以做的較薄，因而既能節(jié)約原材料，又能降低盾構(gòu)管片的運輸量。
文檔編號E21D11/04GK103206225SQ201210064979
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者應國剛, 陳立平 申請人:應國剛, 陳立平