CN102425424A - 地铁隧道中盾构机顶推调头施工的顶推系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁隧道中盾构机顶推调头施工的顶推系统，其特征是：在端头井中设置底板垫层使上翻梁被覆盖，底板垫层是由碎石辅垫形成下垫层，在下垫层上辅设中粗砂形成上垫层；在上垫层上铺设钢板层，以钢板层作为盾构机载体；设置一盾构机接收架，是在一矩形框架的底部焊接钢底板；设置一顶推机构，是在盾构机接收架的两侧，设置顶推液压油缸；顶推反力架固定设置在钢板层上。本发明能确保在场地受限的情况下快速、安全地进行盾构机调头施工。

Description

地铁隧道中盾构机顶推调头施工的顶推系统

技术领域

本发明涉及一种地铁隧道中盾构机顶推调头施工的顶推系统。

背景技术

随着城市密集度的提高和城市拥堵不断增加，地面可利用空间越来越少，盾构法施工地铁隧道技术快速发展，传统的盾构机调头方法是采用卷扬机，由卷扬机提供拉力直接调头。但在一些场合下，由于受到场地的限制无法通过卷扬机直接进行盾构机调头作业。比如，天津地铁3号线华苑站～王顶堤站区间隧道工程起始端在华苑站，盾构接收井在王顶堤站，采用一台单圆盾构机从华苑站始发井始发掘进右线，到达王顶堤站西端头井后，将盾构机调头进行左线掘进。由于王顶堤站西端头为地下二层结构，车站总长近200m。盾构机端头井的井深约19.5m，井内净空约23m×14m，端头井在中板与底板均有预留孔，预留孔尺寸为5m×7m，预留孔周边结构均设置钢筋接驳器，无甩筋；井底板有两道200mm的上翻梁，盾构机头、螺旋机、拼装机及接收架重约300吨，无法按照已有方法利用卷扬机、盘式轴承等常规设备进行盾构机调头施工。传统的使用卷扬机调头的方式不仅所需施工占地面积大，而且卷扬机在为重达300吨的盾构机提供拉力时，存在相当的安全隐患。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种地铁隧道中盾构机顶推调头施工的顶推系统，以确保在场地受限的情况下能够快速、安全地进行调头施工。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明地铁隧道中盾构机顶推调头施工的顶推系统的结构特点是：在端头井中设置底板垫层使上翻梁被覆盖，所述底板垫层是由碎石辅垫形成下垫层，在下垫层上辅设中粗砂形成上垫层；在所述上垫层上铺设钢板层，以钢板层作为盾构机载体；

设置一盾构机接收架，是在一矩形框架的底部焊接钢底板；

设置一顶推机构，是在所述盾构机接收架的两侧设置顶推液压油缸；顶推反力架固定设置在钢板层上。

本发明地铁隧道中盾构机顶推调头施工的顶推系统的结构特点也在于：在所述顶推液压油缸与顶推反加架之间设置传力架。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明设置液压顶推系统，不断调整顶推位置与顶推量，实现盾构机的平移和回转，完成盾构机调头施工作业，整个施工过程安全、快捷、高效，对于施工场地适应性强。

2、本发明通过在端头井中设置由碎石、中粗砂和钢板层构成的底板垫层，不仅解决了上翻梁对于调头施工的影响，而且在顶推过程中，顶推的反力转化为钢板层与经过碾压由中粗砂构成的上垫层之间的摩擦，钢板层与中粗砂上垫层之间的摩擦力远大于钢板层与盾构机接收架之间的摩擦力，使顶推顺利进行。

附图说明

图1为本发明顶推调头流程图；

图2为本发明中端头井底板垫层示意图；

图3为本发明中盾构机接收架结构示意图；

图4为本发明中顶推机构结构示意图；

图中标号：1下垫层；2上垫层；3钢板层；4盾构机；5盾构机接收架；5a矩型框架；5b钢底板；5c牛腿；6顶推液压油缸；7顶推反力架；7a传力架；8端头井；9接收洞门；10始发洞门；11第一道型钢支架；12第二道型钢支架；13台车。

具体实施方式

本实施例中盾构法施工地铁隧道中盾构机顶推调头法是按如下过程进行：

1、参见图2，在端头井8中设置底板垫层使上翻梁被覆盖，底板垫层是由碎石辅垫形成下垫层1，在下垫层1上辅设中粗砂形成上垫层2；在上垫层2上铺设钢板层3，以钢板层3作为盾构机载体；

2、在端头井8中位于接收洞门9处、在钢板层3上沿盾构机掘进方向方向设置盾构机接收架，由盾构机接收架接收盾构机(图1-1所示)，拆除盾构机与台车间的各管路连接；设置一顶推机构，是在盾构机接收架5的两侧设置顶推液压油缸6，顶推反力架7固定设置在钢板层3上；利用顶推液压油缸通过盾构机接收架将盾构机在钢板层上平移至端头井8的中部(图1-2所示)；

3、位于接收洞门9处沿盾构机掘进方向、并向另一侧延伸安装第一道型钢支架11(图1-3所示)；位于始发洞门处沿调头线路方向、并向另一侧延伸，安装第二道型钢支架12(图1-3所示)；位于当前线路中的各节台车13首先进入第一道型钢支架(11)(图1-4所示)；然后由吊车自末节台车开始依次吊装各节台车，使各节台车依次旋转180度后，放在第二道型钢支架(12)上(图1-5所示)，并退出至延伸在端头井外部的第二道型钢支架(12)上，随后拆除第一道型钢支架(11)和位于端头井内的第二道型钢支架(图1-6所示)；

4、利用各顶推液压油缸的协同顶推，并通过盾构机接收架，使盾构机逆时针回转至180度(图1-7、图1-8、图1-9和图1-10所示)；

5、再次利用顶推液压油缸并通过盾构机接收架使盾构机平移到达始发洞门位置处(图1-11所示)，随后在盾构机与相邻的台车间进行管路连接和前后顺接安装(图1-12所示)，完成施工。

参见图2，因调头井底板梁上翻200mm，为满足盾构机调头需要，需要对调头井底板进行处理。为避免盾构机反复顶升与下降，底板垫层高度设定为350mm；下垫层1为碎石垫层，上垫层2为中粗砂垫层，垫层铺设完毕并整平后，用厚度为30mm的钢板铺设钢板层3，钢板层3为盾构机4的直接载体。

参见图3，盾构机接收架5是在一矩形框架5a的底部焊接有四块厚度5mm的钢底板5b，这样可以增加盾构机接收架5的整体性。

图3所示为顶推液压油缸的平面布置示意；图4所示为顶推液压油缸纵断面示意。

在盾构机进行平移时，首先要确保固定设置在盾构机接收架5上的牛腿5c将盾构机4与盾构机接收架5焊接牢固，选择处在相同一侧的一对顶推液压油缸进行平移顶推；选择处在对角位置上的一对顶推液压油缸进行调头旋转。

在顶推过程中，顶推的反力转化为钢板层3与经过碾压由中粗砂构成的上垫层2之间的摩擦，钢板层3与中粗砂上垫层2之间的摩擦力远大于钢板层3与盾构机接收架5之间的摩擦力，所以顶推液压油缸6的设置是在钢板层3上焊接一能确保刚度的钢构件，作为顶推反力架7，在顶推液压油缸6与顶推反加架7之间设置传力架7a。

在进行顶推之前需沿盾构机运行轨迹在钢板层3上涂抹黄油，以减少平移摩擦力。

Claims (2)

1.地铁隧道中盾构机顶推调头施工的顶推系统，其特征是：

在端头井(8)中设置底板垫层使上翻梁被覆盖，所述底板垫层是由碎石辅垫形成下垫层(1)，在下垫层(1)上辅设中粗砂形成上垫层(2)；在所述上垫层(2)上铺设钢板层(3)，以钢板层(3)作为盾构机载体；

设置一盾构机接收架(5)，是在一矩形框架(5a)的底部焊接钢底板(5b)；

设置一顶推机构，是在所述盾构机接收架(5)的两侧设置顶推液压油缸(6)；顶推反力架(7)固定设置在钢板层(3)上。

2.根据权利要求1所述的地铁隧道中盾构机顶推调头施工的顶推系统，其特征是在所述顶推液压油缸(6)与顶推反加架(7)之间设置传力架(7a)。

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