CN102278131B - 隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于盾构掘进设备，涉及一种隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置及操作方法，其特征在于：隧道内底面上装由吊机组合驱动机构、承载管片辊台和支撑机构组成的管片运输机，其吊机组合驱动机构由葫芦吊、定滑轮组成的前拖动机构和由管片吊机和吊接索具组成的后拉动机构组成，通过其吊机组合驱动机构带动承载管片辊台，实现将管片输送给管片拼装机进行拼装；所述的承载管片辊台采用滑动式承载辊台、轮组式承载辊台或是轨道式承载辊台。本发明不仅设计合理，结构紧凑，既适用于低矮空间管片运输作业，又能调整自身位置；而且具有易于制造，连续运输，运行畅通平稳，安全可靠，效率高，节约能源，投资少以及操作使用十分方便等优点。

Description

隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置及操作方法

技术领域

本发明属于盾构掘进设备，特别涉及适用于隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置及操作方法。

背景技术

目前，现有直径6米及以上的盾构隧道施工中，由于施工直径大，大多采用两级的管片吊机顺次运输方式或者采用管片吊机加喂片机的两级顺次运输方式，以上两种方式的二级管片运送装置结构复杂、外形尺寸较大。经专利检索其一：专利号为ZL200610025190.8的盾构用管片储运机，该管片储运机包括移动平台、支撑平台、牵引机构和顶伸油缸组等部件，结构外形尺寸较大，只适用于大型隧道的盾构施工中，无法应用于小直径盾构机的第二级管片搬运。其二：专利号为ZL200920187074.5的管片吊机，该装置包括轨道上的驱动小车、驱动电机、链轮、齿轮等部件，结构尺寸较大，需求操作空间大，也只适用于大中型隧道的盾构施工中。随着城市化建设的迅猛发展，用于城市管线共同沟开发的直径小于6米的小直径盾构施工工程越来越多，在小型盾构施工中，可供管片运送及拾取位置空间狭小，无法容下二级管片吊机或喂片机等复杂机构，而用人工方式搬运管片效率较低，因此，针对上述技术存在的问题，研究开发一种适用于隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置是十分必要的。

发明内容

本发明旨在为了避免上述技术中存在的缺点和不足之处，而提供采用吊机组合驱动机构驱动管片运输机的一种隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置及操作方法；本发明不仅设计合理，结构紧凑，既适用于低矮空间管片运输作业，又能灵活调整自身位置；而且具有易于制造，连续运输，运行畅通平稳，安全可靠，效率高，节约能源，投资少以及操作使用十分方便等优点。

本发明的目的是采用如下的技术方案实现的：所述的隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置，包括管片吊机、管片拼装机，其特征在于：在管片吊机与管片拼装机之间的隧道内底面上装设由吊机组合驱动机构、承载管片辊台和支撑机构组成的管片运输机，其中该吊机组合驱动机构由前拖动机构和后拉动机构组成，所述的前拖动机构由葫芦吊和定滑轮组成，于所述的承载管片辊台的前端内装设支撑机构，在该承载管片辊台前端居中位置相对应盾构机上装设电动的或是手动的葫芦吊，在该葫芦吊和承载管片辊台前端相对应的居中位置处装设与葫芦吊相接触的定滑轮，通过驱动葫芦吊实现承载管片辊台沿隧道内底面上向前滑动；所述的后拉动机构由管片吊机和吊接索具组成，在承载管片辊台后端面居中处装设吊接索具，将该吊接索具连接在管片吊机的吊具上，通过驱动管片吊机实现承载管片辊台沿隧道内底面上向后滑动；实现将管片不断输送给管片拼装机进行拼装；所述的承载管片辊台采用滑动式承载辊台、轮组式承载辊台或是轨道式承载辊台。

所述的支撑机构由梯子形支腿、拉板和卡杆组成，所述的梯子形支腿的两纵梁顶端通过铰轴铰接在两侧板上，且其梯子形支腿支起时顶端高出辊台架体顶面，所述的拉板的底端通过小轴铰接在梯子形支腿的下部，其拉板顶端内设有卡槽，与该卡槽位置相对应的侧板上连接卡杆，拉板顶端卡槽卡接在卡杆上实现梯子形支腿的固定。

本发明的原理分述于下：

由于本发明是在隧道内底面上装设由吊机组合驱动机构和承载管片辊台和支撑机构组成的管片运输机，所述的吊机组合驱动机构由前拖动机构和后拉动机构组成，通过所述的吊机组合驱动机构适当调整承载管片辊台位置，配合人工推动管片，实现将管片不断输送给管片拼装机进行拼装；所述的承载管片辊台采用滑动式承载辊台、轮组式承载辊台或是轨道式承载辊台。其中辊组和导向轮安装在两侧板的上半部，两侧板由若干加强板连接固定；辊组的辊子和导向轮的间距是根据管片重量和辊子的承载能力决定的，辊子用于承载运送管片，导向轮约束管片径向移动，保证管片沿掘进方向移动，辊子、导向轮的表面和轴都做镀铬处理，采用防水密封轴承以适用隧道有积水的恶劣条件施工；在辊台架体的前端内连接由梯子形支腿、拉板和卡杆组成的支撑机构，支撑机构安装在辊台架体前端起支撑作用，支撑起梯子形支腿后由拉板扣紧固定，且使梯子形支腿支撑时其顶端应高出辊台架体顶面，起到止挡管片滑落的作用。装设在盾体上的葫芦吊在盾构掘进时拖动辊台架体前进，同时在管片拼装时，通过葫芦吊来调整本发明与管片拾取处的相对距离，便于拼装机拾取管片。

所述的一种隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置的操作方法，其特征包括如下步骤：

步骤一：拼装管片过程中，当拼装每环最底部的第一片管片时，用葫芦吊将辊台架体向掘进方向拉进约1.2倍管片宽度的距离，然后支起辊台架体前端内的梯子形支腿，并用拉板将其位置固定，调整辊台架体位置是为了使管片拼装机能够拾取到第一片管片；

步骤二：由管片吊机将管片放置在辊台架体顶面上P₁处，由若干辊子承载管片重量，导向轮约束管片径向移动，操作工人将管片沿着掘进方向推送至管片拼装机能够抓取的位置P₂处；

步骤三：当管片拼装机拾起第一片管片之后，先逆时针收起本发明中的拉板，然后使梯子形支腿顺时针转动90°成水平状态，利用管片吊机通过吊接索具将辊台架体向后拉退回原位；实现本发明空出第一片管片拼装的位置；

步骤四：当第一片管片拼装固定完后，再用葫芦吊将辊台架体拖拉回原来承载管片的位置，并重新支起梯子形支腿，并用拉板将其位置固定；

步骤五：将其余管片依次放在辊台架体上，并从辊台架体后方推至前方的管片拼装机可拾取的位置，管片拼装机依次拾取管片进行每片管片的拼装固定；当采用轨道式承载辊台时，在完成整环管片拼装固定之后，用葫芦吊的吊钩钩住轨道，拖动整个承载管片辊台前进，当准备下一环管片搬运拼装时，再将葫芦吊的吊钩钩住辊台架体；

步骤六：当完成整环管片拼装固定之后，重复执行步骤一～步骤五进行下一环管片搬运。

综合以上所采取的技术方案，实现本发明的目的。

本发明的特点是：

1、结构紧凑，适合低矮空间作业；

2、易于制造，成本低，运送管片效率高；

3、储存管片功能，可以连续运输，提高管片拼装效率；

4、节约能源，操作快捷方便；

5、辊台两侧安装导向轮，可以防止管片滑离辊台，保障安全施工。

因此，本发明不仅设计合理，结构紧凑，既适用于低矮空间管片运输作业，又能灵活调整自身位置；而且具有易于制造，连续运输，运行畅通平稳，安全可靠，效率高，节约能源，投资少以及操作使用十分方便等优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明共有七幅附图。其中：

附图1是本发明的实施例之一的主视结构示意图；

附图2是图1中的Ⅰ处的放大示意图；

附图3是图2中的A向放大示意图。

附图4是本发明的实施例之二中的轮组式承载辊台的主视结构示意图；

附图5是图4中沿B-B线的剖视放大示意图。

附图6是本发明的实施例之三中的轨道式承载辊台的主视结构示意图；

附图7是图6中沿C-C线的剖视放大示意图。

图中：1、管片吊机，2、管片，3、管片拼装机，4、葫芦吊，5、定滑轮，6、梯子形支腿，7、拉板，8、卡杆，9、侧板，10、加强板，11、辊子，12、导向轮，13、后端板，14、吊接索具，15、车轮机构，16、轨道，17、车轮辊子。

具体实施方式

图1、2、3所示是本发明的实施例之一，它是在某市地下电力管线用的φ4.16米隧道盾构施工中装设的隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置，其中承载管片辊台采用滑动式承载辊台；它的结构包括管片吊机1、管片拼装机3，其特征在于：在管片吊机1与管片拼装机3之间的隧道内底面上装设由吊机组合驱动机构、承载管片辊台和支撑机构组成的管片运输机，其中该吊机组合驱动机构由前拖动机构和后拉动机构组成，所述的前拖动机构由葫芦吊4和定滑轮5组成，于所述的承载管片辊台的前端内装设支撑机构，在该承载管片辊台前端居中位置相对应盾构机上装设电动的葫芦吊，于该葫芦吊和承载管片辊台前端相对应的居中位置处装设与葫芦吊相接触的定滑轮，通过驱动葫芦吊实现承载管片辊台沿隧道内底面上向前滑动；所述的后拉动机构由管片吊机1和吊接索具14组成，在承载管片辊台后端面居中处装设钢丝绳式的吊接索具14，将该吊接索具14连接在管片吊机1的吊具上，通过驱动管片吊机1实现承载管片辊台沿隧道内底面上向后滑动；实现将管片2不断输送给管片拼装机3进行拼装。

所述的支撑机构由梯子形支腿6、拉板7和卡杆8组成，所述的梯子形支腿6的两纵梁顶端通过铰轴铰接在两侧板9上，且其梯子形支腿6支起时顶端高出辊台架体顶面，所述的拉板7的底端通过小轴铰接在梯子形支腿6的下部，其拉板7顶端内设有卡槽，与该卡槽位置相对应的侧板9上连接卡杆8，拉板7顶端卡槽卡接在卡杆8上实现梯子形支腿6的固定。

所述的滑动式承载辊台由侧板9、后端板13、加强板10、辊子11和导向轮12组成，由两侧板9、加强版10和后端板13经组合拼装成长方形的辊台架体，通过加强板10将辊台架体内分隔成多个间距相等的辊组框，在每个辊组框内均布装设1～3组其每组由2个辊子11组成的辊组；在每一辊组两端的两侧板9上对称装设两导向轮12。

本发明的实施例之一的操作方法，其操作步骤如下：

步骤一：拼装管片2过程中，当拼装每环最底部的第一片管片2时，用葫芦吊4将辊台架体向掘进方向拉进约1.2倍管片宽度的距离，然后支起辊台架体前端内的梯子形支腿6，并用拉板7将其位置固定，调整辊台架体位置是为了使管片拼装机能够拾取到第一片管片2；

步骤二：由管片吊机1将管片2放置在辊台架体顶面上P₁处，由若干辊子11承载管片2重量，导向轮12约束管片径向移动，操作工人将管片2沿着掘进方向推送至管片拼装机3能够抓取的位置P₂处。

步骤三：当管片拼装机3拾起第一片管片之后，先逆时针收起本发明中的拉板7，然后使梯子形支腿6顺时针转动90°成水平状态，利用管片吊机1通过钢丝绳索具14将辊台架体向后拉退回原位，实现本发明空出第一片管片2拼装的位置；

步骤四：当第一片管片2拼装固定完后，再用葫芦吊4将辊台架体拖拉回原来承载管片的位置，并重新支起梯子形支腿6，并用拉板7将其位置固定；

步骤五：将其余管片依次放在辊台架体上，并从辊台架体的后方推至前方的管片拼装机3可拾取的位置，管片拼装机3依次拾取管片进行每片管片的拼装固定；

步骤六：当完成整环管片拼装固定之后，重复执行步骤一～步骤五进行下一环管片搬运。

图4、5所示是本发明的实施例之二，它是在某市地下电力管线用的φ4.16米隧道盾构施工中装设的隧道直径小于六米盾构施工用管片运输装置，其中承载管片辊台采用轮组式承载辊台；所述的轮组式承载辊台由侧板9、后端板13、加强板10、辊子11、导向轮12、车轮机构15、梯子形支腿6、拉板7和卡杆8组成，由两侧板9和两后端板13经组合拼装成长方形的辊台架体，通过加强板10将辊台架体内分隔成多个间距相等的辊组框，在每个辊组框内均布装设1～3组其每组由2个辊子11组成的辊组；在每一辊组两端的两侧板9上对称装设两导向轮12；沿两侧板9底面装设多个沿隧道底面转动的车轮机构15，所述的每个车轮机构15是在车轮轴的两端对称装设两车轮，车轮的外轮廓形状是与隧道内壁接触弧面相适应的斜面。其余的结构与实施例之一相同。

本发明的实施例之二的操作方法的操作步骤与实施例之一相同。

图6、7所示是本发明的实施例之三，它是在某市地下电力管线用的φ4.16米隧道盾构施工中装设的隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置，其中承载管片辊台采用轨道式承载辊台；所述的轨道式由侧板9、后端板13、加强板10、辊子11、导向轮12成，由两侧板9和后端板13经组合拼装成长方形的辊台架体，通过加强板10将辊台架体内分隔成多个间距相等的辊组框，在每个辊组框内均布装设1～3组其每组由2个辊子11组成的辊组；在每一辊组两端的两侧板9上对称装设两导向轮12；在该管片承载辊台底面装设平行的两轨道16，所述的两轨道16是采用槽钢制成，在槽钢制的轨道16槽内均匀分布若干车轮辊子17，实现管片承载辊台沿两轨道16滑动。

本发明的实施例之三的操作方法与实施例之一的不同之处在于：在执行操作步骤中的步骤五时，在完成整环管片拼装固定之后，用葫芦吊4的吊钩钩住轨道16，拖动整个承载管片辊台前进，当准备下一环管片搬运拼装时，再将葫芦吊4的吊钩钩住辊台架体；其余步骤与实施例之一相同。

以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，根据本发明的技术方案及其本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置，包括管片吊机、管片拼装机，其特征在于：在管片吊机（1）与管片拼装机（3）之间的隧道内底面上装设由吊机组合驱动机构、承载管片辊台和支撑机构组成的管片运输机，其中该吊机组合驱动机构由前拖动机构和后拉动机构组成，所述的前拖动机构由葫芦吊（4）和定滑轮（5）组成，于所述的承载管片辊台的前端内装设支撑机构，在该承载管片辊台前端居中位置相对应盾构机上装设电动或是手动的葫芦吊（4），在该葫芦吊（4）和承载管片辊台前端相对应的居中位置处装设与葫芦吊（4）相接触的定滑轮（5），通过驱动葫芦吊（4）实现承载管片辊台沿隧道内底面上向前滑动；所述的后拉动机构由管片吊机（1）和吊接索具(14)组成，在承载管片辊台后端面居中处装设吊接索具(14)，将该吊接索具(14)连接在管片吊机（1）的吊具上，通过驱动管片吊机（1）实现承载管片辊台沿隧道内底面上向后滑动；实现将管片（2）不断输送给管片拼装机（3）进行拼装；所述的承载管片辊台采用滑动式承载辊台、轮组式承载辊台或是轨道式承载辊台。

2.按权利要求1所述的隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置，其特征在于：所述的支撑机构由梯子形支腿（6）、拉板（7）和卡杆（8）组成，所述的梯子形支腿（6）的两纵梁顶端通过铰轴铰接在两侧板（9）上，且其梯子形支腿（6）支起时顶端高出辊台架体顶面，所述的拉板（7）的底端通过小轴铰接在梯子形支腿（6）的下部，其拉板（7）顶端内设有卡槽，与该卡槽位置相对应的侧板（9）上连接卡杆（8），拉板（7）顶端卡槽卡接在卡杆（8）上实现梯子形支腿（6）的固定。

3.按权利要求1所述的隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置，其特征在于：所述的滑动式承载辊台由侧板（9）、后端板（13）、加强板（10）、辊子（11）和导向轮（12）组成，由两侧板（9）、加强版（10）和后端板（13）经组合拼装成长方形的辊台架体，通过加强板（10）将辊台架体内分隔成多个间距相等的辊组框，在每个辊组框内均布装设1～3组其每组由2个辊子(11)组成的辊组；在每一辊组两端的两侧板（9）上对称装设两导向轮（12）。

4.按权利要求1所述的隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置，其特征在于：所述的轮组式承载辊台由侧板（9）、后端板（13）、加强板（10）、辊子（11）、导向轮（12）、车轮机构（15）组成，由两侧板（9）和后端板（13）经组合拼装成长方形的辊台架体，通过加强板（10）将辊台架体内分隔成多个间距相等的辊组框，在每个辊组框内均布装设1～3组其每组由2个辊子(11)组成的辊组；在每一辊组两端的两侧板（9）上对称装设两导向轮（12）；沿两侧板（9）底面装设多个沿隧道底面转动的车轮机构（15），所述的每个车轮机构（15）是在车轮轴的两端对称装设两车轮，该车轮的外轮廓形状与隧道内壁接触弧面相适应。

5.按权利要求1所述的隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置，其特征在于：所述的轨道式承载辊台由侧板（9）、后端板（13）、加强板（10）、辊子（11）和导向轮（12）组成，由两侧板（9）和后端板（13）经组合拼装成长方形的辊台架体，通过加强板（10）将辊台架体内分隔成多个间距相等的辊组框，在每个辊组框内均布装设1～3组其每组由2个辊子(11)组成的辊组；在每一辊组两端的两侧板（9）上对称装设两导向轮（12）；在该管片承载辊台底面装设平行的两轨道（16），所述的两轨道（16）上均匀分布若干车轮辊子（17），实现管片承载辊台沿两轨道（16）滑动。

6.如权利要求2所述的一种隧道直径小于六米盾构施工用的管片运输装置的操作方法，其特征包括如下步骤：

步骤一：拼装管片（2）过程中，当拼装每环最底部的第一片管片（2）时，用葫芦吊（4）将辊台架体向掘进方向拉进约1.2倍管片宽度的距离，然后支起辊台架体前端内的梯子形支腿（6），并用拉板（7）将其位置固定，调整辊台架体位置是为了使管片拼装机能够拾取到第一片管片（2）；

步骤二：由管片吊机（1）将管片（2）放置在辊台架体顶面上P1处，由若干辊子（11）承载管片（2）的重量，导向轮（12）约束管片径向移动，操作工人将管片（2）沿着掘进方向推送至管片拼装机（3）能够抓取的位置P2处。

步骤三：当管片拼装机（3）拾起第一片管片之后，先逆时针收起本发明中的拉板（7），然后使梯子形支腿（6）顺时针转动90°成水平状态，利用管片吊机（1）通过吊接索具(14)将辊台架体向后拉退回原位，实现空出第一片管片（2）拼装的位置；

步骤四：当第一片管片（2）拼装固定完后，再用葫芦吊（4）将辊台架体拖拉回原来承载管片的位置，并重新支起梯子形支腿（6），并用拉板（7）将其位置固定；

步骤五：将其余管片（2）依次放在辊台架体上，并从辊台架体的后方推至前方的管片拼装机（3）可拾取的位置，管片拼装机（3）依次拾取管片进行每片管片（2）的拼装固定；当采用轨道式承载辊台时，在完成整环管片拼装固定之后，用葫芦吊（4）的吊钩钩住轨道（16），拖动整个承载管片辊台前进，当准备下一环管片搬运拼装时，再将葫芦吊（4）的吊钩钩住辊台架体；

步骤六：当完成整环管片拼装固定之后，重复执行步骤一～步骤五进行下一环管片搬运。

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