盾構在急曲線施工時，需要向左急轉彎的時候，將帽檐裝置01旋轉到盾構機體左側并推出帽檐4 ；同理可得，盾構機向右轉彎的時候，將帽檐裝置01旋轉到盾構機體右側并推出帽檐4;
[0086](2)盾構平面糾偏
[0087]如果盾構軸線出現左偏現象，將帽檐裝置01旋轉到盾構機體右側并推出帽檐4;同理可得，如果盾構軸線出現偏右偏現象，將帽檐裝置Ol旋轉到盾構機體左側并推出帽檐4;
[0088](3)盾構垂直糾偏
[0089]如果盾構軸線出現抬頭現象，將帽檐裝置01旋轉到盾構機體下側并推出帽檐4;同理可得，如果盾構軸線出現低頭現象，將帽檐裝置01旋轉到盾構機體上側并推出帽檐4。
[0090]上述方法的工作原理:所述帽檐裝置01未被使用時，所述帽檐裝置01利用所述液壓油缸3收縮到盾構內。當盾構需要轉彎時，所述帽檐裝置01能夠沿著所述固定單元I在所述轉動單元2的帶動下在盾構內部360°旋轉到任意位置。當旋轉到理想位置時，通過控制液壓油缸3把所述帽檐4推到盾構機體外，推出長度的多少根據上軟下硬地層分布情況確定。盾構在掘進過程中，由于所述帽檐4的阻擋作用，土體會對所述帽檐4產生作用力，從而使盾構兩側推力的差距加大，轉彎更加迅速，如圖9所示。所述帽檐4推出長度越大，相互作用越大，兩側推力差越大，盾構轉彎的弧度越大。因此當在上軟下硬地層中急曲線施工時，盾構需要進行連續不斷的向一側轉彎糾偏，而帽檐裝置01也在該側推出，并通過帽檐4推出長度的多少來連續不斷調節糾偏。
[0091]本發明從盾構設備的改裝即設計帽檐裝置，克服了現有施工方法在上軟下硬地層中急曲線軸線控制質量不高、糾偏不及時、超挖量過大導致地面沉降大等缺點和不足。所述帽檐裝置不僅只是在隧道軸線是急曲線的情況下能夠使用，對于盾構掘進過程中隧道軸線出現偏差，需進行糾偏的情況下，也能夠使用。所述帽檐裝置使得盾構的軸線控制和軸線糾偏變得更加靈活自如，增加了軸線控制質量，減少了急曲線糾偏產生的超挖量。
[0092]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
【主權項】
1.一種盾構在上軟下硬地層中急曲線施工的軸線控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步、沿盾構路線進行地層調查: 在隧道軸線兩側各布置一排勘探孔； 通過標準貫入試驗得到勘探范圍內土體的實測標貫擊數N，如果實測標貫擊數N <30，劃分為軟土，如果實測標貫擊數N>30，劃分為硬土 ； 第二步、在盾構機上安裝帽檐裝置，所述帽檐裝置包括至少兩套固定單元、轉動單元、至少三套同步伸縮單元和帽檐，在盾構機殼體的內側安裝固定單元;將轉動單元與固定單元活動連接，使得轉動單元能繞盾構機的軸線實現360度旋轉;將同步伸縮單元的后端與轉動單元的前端固定連接;將每套同步伸縮單元的前端與帽檐的后端固定連接;帽檐沿著固定單元在轉動單元的帶動下在盾構內部旋轉到任意位置，并通過帽檐推出長度的多少來連續不斷調節轉彎糾偏； 第三步、應用帽檐裝置控制盾構及在上軟下硬地層中急曲線施工: (I)、在急曲線施工中，利用第一步獲得上軟下硬地層分布，然后根據上軟下硬地層分布來確定第二步設計的帽檐裝置中帽檐的伸長量； (2 )、帽檐裝置中帽檐的伸出方向根據具體的施工工況: 盾構急曲線調整:當盾構在急曲線施工時，需要向左急轉彎時，將帽檐裝置旋轉到盾構機體左側并推出帽檐;當盾構機向右轉彎時，將帽檐裝置旋轉到盾構機體右側并推出帽檐；盾構平面糾偏:當盾構軸線出現左偏現象時，將帽檐裝置旋轉到盾構機體右側并推出帽檐;當盾構軸線出現偏右偏現象時，將帽檐裝置旋轉到盾構機體左側并推出帽檐； 盾構垂直糾偏:當盾構軸線出現抬頭現象時，將帽檐裝置旋轉到盾構機體下側并推出帽檐;當盾構軸線出現低頭現象時，將帽檐裝置旋轉到盾構機體上側并推出帽檐。2.根據權利要求1所述的一種盾構在上軟下硬地層中急曲線施工的軸線控制方法，其特征在于，第二步中，所述固定單元平行設置且相鄰兩個所述固定單元之間有一間距;所述同步伸縮單元相互平行設置且相鄰間距相等。3.根據權利要求1所述的一種盾構在上軟下硬地層中急曲線施工的軸線控制方法，其特征在于，所述固定單元包括支座底板、支座豎板和鋼軌道，其中:所述支座底板的一面與盾構機殼體的內側固定連接;所述支座豎板的一端焊接在所述支座底板的另一面上、另一端與所述鋼軌道的內側固定連接。4.根據權利要求1所述的一種盾構在上軟下硬地層中急曲線施工的軸線控制方法，其特征在于，所述支座底板兩側設有螺栓孔，螺栓通過螺栓孔實現支座底板與盾構機殼體的固定連接;多塊所述支座底板首尾焊接相連呈環狀，且該環狀的圓心位于盾構機的軸線上。5.根據權利要求4所述的一種盾構在上軟下硬地層中急曲線施工的軸線控制方法，其特征在于，多塊所述支座豎板首尾焊接相連呈環狀，且該環狀的圓心與多塊所述支座底板形成的環狀的圓心重合。6.根據權利要求4所述的一種盾構在上軟下硬地層中急曲線施工的軸線控制方法，其特征在于，所述鋼軌道的橫截面為矩形，多塊所述鋼軌道首尾焊接相連呈環狀，且該環狀的圓心與多塊所述支座底板形成的環狀的圓心重合。7.根據權利要求1-6任一項所述的一種盾構在上軟下硬地層中急曲線施工的軸線控制方法，其特征在于，所述轉動單元包括底盤、導向架、主輪、側輪、底輪和制動夾，其中:所述導向架、所述底輪、所述制動夾均安裝在所述底盤上;所述主輪和所述側輪均安裝在所述導向架上，且所述主輪設置于所述鋼軌道的內側，所述側輪設置于所述鋼軌道的左、右兩側，所述底輪設置于所述鋼軌道的外側，所述制動夾設置于所述鋼軌道的垂直轉角處;通過控制所述制動夾與所述鋼軌道的接觸與否來控制所述轉動單元的轉動。8.根據權利要求1-6任一項所述的一種盾構在上軟下硬地層中急曲線施工的軸線控制方法，其特征在于，所述同步伸縮單元包括液壓油缸、法蘭盤和法蘭墊，其中:所述液壓油缸的后端與所述轉動單元固定連接，所述液壓油缸的前端與所述帽檐連接，并在所述液壓油缸與所述帽檐的連接部位設置所述法蘭盤和所述法蘭墊。9.根據權利要求8所述的一種盾構在上軟下硬地層中急曲線施工的軸線控制方法，其特征在于，所述帽檐由帽檐鋼板和帽檐固定底板組成，其中:所述帽檐固定底板上設置有螺栓孔，螺栓穿過所述螺栓孔和所述法蘭盤上的螺栓孔實現所述同步伸縮單元與所述帽檐的連接固定;所述帽檐鋼板與所述帽檐固定底板焊接在一起，且所述帽檐鋼板與所述帽檐固定底板垂直焊接連接。10.根據權利要求9所述的一種盾構在上軟下硬地層中急曲線施工的軸線控制方法，其特征在于，所述帽檐鋼板彎曲成與盾構刀盤外徑一致的圓弧;所述帽檐鋼板的前端為一刃角、后端與所述帽檐固定底板固定連接。
【專利摘要】本發明提供一種盾構在上軟下硬地層中急曲線施工的軸線控制方法，包括：第一步、沿盾構路線進行地層調查；第二步、在盾構機上安裝帽檐裝置，所述帽檐裝置包括至少兩套固定單元、轉動單元、至少三套同步伸縮單元和帽檐，在盾構機殼體的內側安裝固定單元；帽檐沿著固定單元在轉動單元的帶動下在盾構內部旋轉到任意位置，并通過帽檐推出長度的多少來連續不斷調節轉彎糾偏；第三步、應用帽檐裝置控制盾構及在上軟下硬地層中急曲線施工。本發明將使得盾構的軸線控制和軸線糾偏變得更加靈活自如，增加了軸線控制質量，減少了急曲線糾偏產生的超挖量。
【IPC分類】E02D1/02, E21D9/08, E21D9/093
【公開號】CN105649641
【申請號】
【發明人】高憲民, 周陽宗, 郭銀波, 李曉亮, 武鐵路, 趙守憲, 朱小藻, 沈水龍, 范志高, 蘇周勃, 肖瑞傳, 劉銳, 孫國輝, 韓守初, 吳懷娜, 劉曉雪
【申請人】中鐵十六局集團北京軌道交通工程建設有限公司, 中鐵十六局集團有限公司, 上海交通大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年2月1日