[發明專利]用于強透水砂層大直徑盾構尾盾變形矯正的圓環形工裝及方法

在審

• 申請號: 202010575523.4
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111779492A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 翟世鴻;何源;韓曉明;鐘涵;楊睿;賀創波;楊擎;朱金彭;張飛雷;陳培帥;許超;朱宏欣
• 申請（專利權）人: 中交第二航務工程局有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D11/08;G01B21/20;G01B21/32;G01L5/00;G01M13/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 王瑩

1.一種用于強透水砂層大直徑盾構尾盾變形矯正的圓環形工裝，其特征在于，包括：

反力支撐架，其為圓環形結構，所述反力支撐架的外弧面沿縱向和周向間隔設置有第一支墩，位于反力支撐架縱向的第一支墩之間設置有預緊千斤頂，位于反力支撐架外弧面對應的尾盾變形區域設置若干矯正千斤頂；

墊板，其填塞于第一支墩和尾盾間的間隙；

半月板結構，其安裝于尾盾變形區域對應的反力支撐架內弧面。

2.如權利要求1所述的用于強透水砂層大直徑盾構尾盾變形矯正的圓環形工裝，其特征在于，所述反力支撐架由若干分塊構成。

3.如權利要求2所述的用于強透水砂層大直徑盾構尾盾變形矯正的圓環形工裝，其特征在于，分塊之間通過外法蘭盤固定或焊接固定。

4.如權利要求1或2所述的用于強透水砂層大直徑盾構尾盾變形矯正的圓環形工裝，其特征在于，所述反力支撐架和半月板結構的剖面均為雙矩形截面的箱體結構；

所述反力支撐架的箱體結構內部設置有至少兩道橫隔板，并在橫隔板和反力支撐架的箱體結構之間的四周設置多個第一肋板；

所述半月板結構的箱體結構內部的四周設置有多個第二肋板。

5.如權利要求1所述的用于強透水砂層大直徑盾構尾盾變形矯正的圓環形工裝，其特征在于，還包括：

軌道，其沿縱向延伸，位于反力支撐架的下方，用于反力支撐架的滑移，所述軌道的兩側設置斜支撐，通過所述斜支撐與所述尾盾加固；

第二支墩，用于支撐所述軌道。

6.一種利用圓環形工裝的強透水砂層大直徑盾構尾盾變形矯正方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、確定尾盾變形情況；

S2、反力支撐架、支墩和千斤頂安裝；

S21、根據管片拼裝機載荷能力、反力支撐架拼裝空間的合理性，將反力支撐架分為若干分塊，每1～5組推進油缸之間的間隙的分塊外弧面安裝一組第一支墩，每組第一支墩中的第一支墩沿盾構機縱向布置，且第一支墩間放置預緊千斤頂；在盾尾鋼板局部變形區域對應分塊的外弧面安裝若干矯正千斤頂，并準備不同厚度的墊板用于第一支墩與尾盾間的填塞；

S22、反力支撐架拼裝時拼裝機利用工裝弧形板抓取分塊旋轉至拼裝機正上方，將第一支墩及第一支墩間的預緊千斤頂固定到分塊外弧面；第一支墩和預緊千斤頂分別固定到分塊外弧面；

S23、旋轉分塊到拼裝機上方，利用手拉葫蘆將矯正千斤頂安放到反力支撐架外弧面，固定矯正千斤頂到反力支撐架外弧面的平法蘭上，之后再旋轉拼裝機到反力支撐架的拼裝區域進行分塊安裝；

S3、反力支撐架分塊拼裝；

S31、反力支撐架的分塊從下方開始進行左右對稱拼裝，最后插入頂塊；

S4、半月板結構安裝；

半月板結構采用對稱分塊，利用電容車運輸至臺車處，拆除真空吸盤，抓取吊至喂片機，運輸至環梁下方；此時利用管片拼裝機安裝工裝懸臂，環梁和尾盾焊接掛鉤張掛葫蘆進行翻身和安裝就位；根據變形位置，將半月板安裝至對應變形處，如有多處變形位置，半月板結合矯正千斤頂可以形成全圓矯正；

S5、分級加壓

整圈反力支撐架預緊后，啟用液壓泵站對若干矯正千斤頂同步分級加壓，每級加壓達到設定壓力后穩壓15～30分鐘左右，進行尾盾焊縫、變形處變形監測以及圓形反力支撐架應力監測，同時觀察各結構是否有異常位移等，無異常按照要求進行下一級壓力的加壓；

S6、頂推矯正

設置頂推矯正目標為變形最大處盾尾間隙不少于4cm，在矯正的同時，間歇性排砂減壓；

矯正千斤頂頂推過程，內凹變形的尾盾鋼板向外發展，需逐步夾塞不同厚度的墊板，同時，其周邊外凸的尾盾鋼板會有回縮，此時需逐步抽除對應支墩的墊板，達到尾盾整體矯正整圓的效果；

當頂推變形量達到預期要求的40～70％時應減緩加壓梯度，進行多次頂推矯正，當累積殘余變形達到預期要求后，停止該位置矯正工作，移動反力支撐架進下一位置的矯正；

S7、反力支撐架移動

縮回矯正千斤頂，縱向頂推圓環，使反力支撐架沿軌道前后移動，對前后未矯正的位置進行矯正，未矯正的位置累積殘余變形達到尾盾圓度標準后，停止該位置矯正工作；

S8、多次多輪矯正

圓環形工裝固定位置時，通過對最大變形區域位置或附近進行頂撐矯正作業和尾盾鋼板圓度監測，最大變形區域不斷發生變化，調整半月板位置不斷對變形區域矯正，實現圓環形工裝360°矯正作業；圓環形工裝從近中盾處向尾盾移動，不斷矯正直至覆蓋尾盾全范圍為一輪矯正；繼續移動圓環形工裝至近中盾位置，監測尾盾變形狀況并繼續多次矯正，直至多輪完成尾盾圓度接近裝機狀態。