[发明专利]一种用于调节类矩形盾构土压力的土压自动补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及类矩形盾构施工领域，尤其涉及一种用于调节类矩形盾构土压力的土压自动补偿装置。

背景技术

土压平衡盾构是在开挖面土仓及螺旋输送机内部充满的土砂所产生的压力与开挖面的土压保持平衡。施工中主要控制掘进千斤顶推力、掘进速度、刀盘扭矩和转速、螺旋输送机扭矩和转速以及闸门的开口度等技术参数，使之与开挖面的土压保持动态平衡。土压平衡盾构是以充满土仓内的刚开挖下来的土体对开挖面提供连续的支护，隧道开挖面的稳定，是通过土仓内土体的压力传递来起到与外界水土压力相平衡的作用，土仓内的土体压力减小外界水土压力的压力梯度，于是开挖面在有压力的土体的直接支护以及土中渗漏力的减小的条件下得以稳定。

类矩形盾构因其断面空间利用率高，正逐渐成为城市地下空间开发的重要手段。但类矩形盾构隧道在施工过程中与常规圆形盾构隧道相比较面临诸多困难与挑战，例如大断面类矩形盾构正面土压力的平衡控制，常规圆形盾构隧道施工的土压平衡控制方法难以满足，具体表现在以下几点：

1.大断面类矩形盾构开挖断面尺寸相对较大，土压平衡传导区域大；

2.类矩形盾构断面不规则，不同区域土压差异大，且相比圆形盾构无线性规律可循；

3.为保证类矩形盾构的全断面切削，一般均布置多个刀盘，为防止刀盘直接互相干扰或触碰，类矩形盾构土仓内搅拌棒布置受到局限，加剧了土压力控制的难度。

一般盾构施工中，除了使用传统的结合盾构推力、刀盘扭矩、推进速度、螺旋机转速等施工参数来控制开挖面的稳定性，特别是在整个管片拼装阶段，正面土仓土压力值下降严重，致使盾构切口位置地面沉降较大，为更好控制开挖面的稳定性，有必要在盾构中提供一种土压自动补偿装置，通过改变土仓的体积来实现土压的调节，维持土压平衡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够通过改变土仓的体积来实现土压的调节，维持土压平衡的用于调节类矩形盾构土压力的土压自动补偿装置。

为实现上述技术效果，本发明公开了一种用于调节类矩形盾构土压力的土压自动补偿装置，包括：

外圈桶体，安装于类矩形盾构的土仓壳体上；

推进桶体，设于所述外圈桶体内并通过伸缩油缸与所述外圈桶体连接，所述土仓壳体上开设有供所述推进桶体穿设的推进口；以及

密封结构，设于所述外圈桶体的内壁上且封堵于所述外圈桶体的内壁与所述推进桶体的外壁之间的间隙。

本发明进一步的改进在于，

所述外圈桶体的第一端设有第一开口，所述第一开口与所述土仓壳体连接，所述外圈桶体的第二端设有密封底板，所述伸缩油缸的第一端与所述密封底板连接；

所述推进桶体的第一端设有第二开口，所述第二开口插入至所述外圈桶体内，所述推进桶体的第二端设有推进端板，所述伸缩油缸的第二端穿过所述第二开口并与所述推进端板连接。

本发明进一步的改进在于，所述伸缩油缸的第一端通过螺栓与所述密封底板固定连接；所述伸缩油缸的第二端为液压推抵端，所述液压推抵端通过螺栓与所述推进端板固定连接。

本发明进一步的改进在于，所述密封底板向外延伸形成延伸底板，所述外圈桶体的外壁上设有加强筋板，所述加强筋板的第一端与所述延伸底板连接，所述加强筋板的第二端与所述土仓壳体连接。

本发明进一步的改进在于，所述密封结构包括密封圈和密封圈压板，所述密封圈的一侧通过所述密封圈压板压设于所述外圈桶体的内壁上，所述密封圈的另一侧设有贴紧于所述推进桶体的外壁的齿形棱。

本发明进一步的改进在于，所述密封圈和所述密封圈压板设于临近所述外圈桶体的第一端的位置。

本发明进一步的改进在于，在所述类矩形盾构的土仓壳体的两侧对称安装多个所述土压自动补偿装置。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

采用外圈桶体及通过伸缩油缸安装于外圈桶体中的推进桶体构成本发明的土压自动补偿装置，外圈桶体安装在类矩形盾构的土仓壳体上，土仓壳体上开设有供推进桶体穿设并进入到土仓内的推进口，通过伸缩油缸带动推进桶体做前后运动，向土仓内推进或收缩，改变土仓的体积，从而起到调节土仓内的土压力的作用；

同时，通过在外圈桶体的内壁和推进桶体的外壁之间设置密封结构，可以起到阻止外部泥水侵入的作用。

附图说明

图1为本发明用于调节类矩形盾构土压力的土压自动补偿装置的剖面结构示意图。

图2为图1中密封结构的放大结构示意图。