CN104806250B - 一种掘进机始发牵引方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掘进机始发牵引方法，该牵引方法包括如下步骤：在工作井地面和隧道地面铺设始发台轨，并将所述掘进机吊装于始发台轨上；在所述掘进机前方设置至少一套连接掘进机的卷扬机组；开启所述卷扬机组牵引所述掘进机自所述工作井向所述隧道掌子面处移动；当所述掘进机前端面靠近所述隧道掌子面后，拆除所述卷扬机组，在所述掘进机后方设置反力架，并于所述反力架和所述掘进机尾端之间设置负环管片，以使所述掘进机进行负环始发直至完全抵达所述隧道掌子面处。本发明的优点是，通过利用卷扬机组对掘进机进行牵拉滑动始发，可减少掘进机始发负环管片的使用，在节约施工成本的同时，极大提高了掘进机的始发移动速度，缩短了施工工期。

Description

一种掘进机始发牵引方法

技术领域

本发明属于掘进机始发技术领域，具体涉及一种掘进机始发牵引方法。

背景技术

铁路、公路、大型水利工程等通常需要在岩石山体内进行施工，山体是由不同软、硬，不同层理的岩石所组成。随着工程规模加大，施工速度要求加快，许多长度大于 6Km，横断面大于80㎡的隧道，已经不适应采用粗放的钻爆法施工。为了加快工程进度，减少二次衬砌工序，目前都采用全断面岩石隧道掘进机铣挖隧洞。

掘进机在隧洞口前安装场安装调试，由于主机始发位置处于隧道始发洞段之外，因此需要将掘进机主机段与后部配套设施等由洞外安装场移动至洞内掌子面掘进位置。目前，掘进机始发形式一般采取步进措施，如图1、2所示，地铁隧道掘进机始发一般采用负环始发，且技术较为成熟。掘进机步进始发通过一个一个步进循环向前推进，始发速度慢，且负环始发系统适用于始发隧道掌子面距离较短的情况，当掌子面距离较长时，负环始发施工成本加大，且始发速度较低。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种掘进机始发牵引方法，该牵引方法首先通过卷扬机组对掘进机进行牵引以使其快速移动至靠近隧道掌子面处，之后在掘进机末端设置反力架以对掘进机实现负环推进直至完全与隧道掌子面相贴合。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种掘进机始发牵引方法，其特征在于所述牵引方法包括如下步骤：在工作井地面和隧道地面铺设始发台轨，并将所述掘进机吊装于所述始发台轨上；在所述掘进机前方设置至少一套连接所述掘进机的卷扬机组；开启所述卷扬机组牵引所述掘进机自所述工作井向所述隧道掌子面处移动；当所述掘进机前端面靠近所述隧道掌子面后，拆除所述卷扬机组，在所述掘进机后方设置反力架，并于所述反力架和所述掘进机尾端之间设置负环管片和盾构千斤顶，以使所述掘进机进行负环始发直至完全抵达所述隧道掌子面处。

所述卷扬机组由卷扬机、定滑轮组、动滑轮组以及钢丝绳组成，所述定滑轮组经预埋件固定于所述隧道内的始发台轨上，所述动滑轮组与所述掘进机前端的吊耳相连接，所述钢丝绳始端绕设固定于所述卷扬机上，之后依次途经所述定滑轮组和所述动滑轮组后，最终固定于所述耳环上。

各套所述卷扬机组中，所述钢丝绳在所述定滑轮组与所述动滑轮组之间绕设至少两圈。

所述预埋件沿所述隧道轴线间隔设置，且位于最前端的所述预埋件紧贴所述隧道掌子面设置；当所述卷扬机组将所述掘进机牵引移动至第一个所述预埋件位置后，拆除第一个所述预埋件，并将所述定滑轮组安装于下一个所述预埋件上，再次通过所述卷扬机组将所述掘进机牵引移动至下一个所述预埋件位置；重复上述步骤，直至抵达位于最前端的所述预埋件位置处。

所述掘进机由两套左、右对称设置的所述卷扬机组牵引。

本发明的优点是，通过利用卷扬机组对掘进机进行牵拉滑动始发，可减少掘进机始发负环管片的使用，在节约施工成本的同时，极大的提高了掘进机的始发移动速度，可有效缩短施工工期。

附图说明

图1为现有技术中掘进机采用负环始发的示意图；

图2为现有技术中掘进机采用负环始发进入隧道掌子面的示意图；

图3为本发明中掘进机始发牵引系统示意图；

图4为本发明中掘进机始发牵引系统正视图；

图5为本发明中掘进机被牵引至靠近隧道掌子面的示意图；

图6为本发明中掘进机被牵引至靠近掌子面后采用负环推进的示意图；

图7为本发明中动滑轮组细部构造示意图；

图8为本发明中定滑轮组细部构造示意图；

图9为本发明中只采用一对预埋件的示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-9，图中标记1-11分别为：反力架1、负环2、掘进机3、隧道4、始发台轨5、耳环6、动滑轮组7、钢丝绳8、定滑轮组9、预埋件10、卷扬机11。

实施例1：如图3-8所示，本实施例具体涉及一种掘进机的始发牵引方法，该方法包括如下步骤：

（1）如图3所示，首先在施工地面铺设供掘进机3滑动的始发台轨5，该始发台轨5自工作井地面延伸至隧道4内的掌子面处；如图4所示，始发台轨5上具有与掘进机3形状相适配的内凹部，且掘进机3的底部对称设置有滑轮以实现其在始发台轨5上的滑移；

（2）如图3、4所示，由于本实施例中的隧道4长度较长，因此在始发台轨5上沿隧道4的轴向间隔设置有两对预埋件10，每对包括左右对称设置的预埋件10，第一对预埋件10位于隧道4内中部位置处的始发台轨5上，第二对预埋件10位于隧道4内靠近掌子面处的始发台轨5上；通过间隔设置两组预埋件10可避免后续设置的钢丝绳长度设置过长，造成牵引不稳定；需要说明的是，预埋件10与始发台轨5之间采用可拆卸式结构；

（3）如图3、4所示，经吊具将掘进机3吊装于工作井内的始发台轨5上并安装；

（4）如图3、4所示，在掘进机3前方设置两套左右对称且结构完全相同的卷扬机组，每套卷扬机组均由卷扬机11、预埋件10、定滑轮组9、耳环6、动滑轮组7以及钢丝绳8所组成；

其中，卷扬机11固定于掘进机3的外侧工作井内；定滑轮组9固定于第一个预埋件10上（位于隧道4的中部）；耳环6焊接于掘进机3的前端面上，动滑轮组7同耳环6相连接；钢丝绳8的一端固定在耳环6上，另一端则由卷扬机11牵引，即钢丝绳8的始端绕设固定于卷扬机11上，之后依次途经定滑轮组9和动滑轮组7，末端最终固定于耳环6上，由于前述的动滑轮组7和定滑轮组9均为具有多导线槽的轮体结构，因此将钢丝绳8在定滑轮组9和动滑轮组7之间绕行多圈，钢丝绳8在定滑轮组9和动滑轮组7之间每绕行一圈可增加两倍的牵引力，通过增加绕行圈数，可增加定滑轮组9对动滑轮组7的牵引力，以此提高卷扬机组对掘进机3的牵引力；在本实施例中，定滑轮组9和动滑轮组7均为具有三个导线槽的轮体结构，因此钢丝绳8具体在定滑轮组9和动滑轮组7之间绕行三圈，以向掘进机3提供六倍的钢丝绳牵引力进行牵引滑动；

（5）如图3、4、5所示，待卷扬机组安装完毕后，同时开启掘进机3前方两侧的卷扬机组，两台卷扬机11分别卷拉钢丝绳8，在卷扬机11的牵引力作用下钢丝绳8在定滑轮组9和动滑轮组7之间的长度逐渐缩短，使动滑轮组7相对定滑轮组9移动，实现掘进机3在始发台轨5上的滑动，掘进机3自工作井处向隧道4内部的第一对预埋件10快速始发；

（6）如图5所示，当掘进机3前方的动滑轮组7移动靠近至第一对预埋件10的位置后，关闭卷扬机11停止牵引，将定滑轮组9从第一对预埋件10上拆卸下，并将第一对预埋件10也拆卸下；之后将该定滑轮组9再次安装固定至下一对预埋件10上；安装完毕后，再次启动两侧卷扬机11分别卷拉钢丝绳8，直至掘进机3被牵引靠近至下一个预埋件10，此时掘进机3的前端面同隧道4内部掌子面之间存有较小距离的间隙，由于预埋件10需要一定的设置空间，因此卷扬机组的牵拉无法实现掘进机3同隧道4掌子面之间的完全贴合；

（7）如图5、6所示，当掘进机3抵达至下一对预埋件10之后，拆除掘进机3前方两侧的卷扬机组，即卷扬机11、预埋件10、定滑轮组9、耳环6、动滑轮组7以及钢丝绳8等；

（8）如图6所示，之后采用负环始发方式，在掘进机3的后方设置反力架1，并在反力架1与掘进机3尾端之间设置负环2和盾构千斤顶，由反力架1提供负环掘进反力，以使掘进机3正常移动，直至完全同隧道4内的掌子面相贴合。

本实施例中的掘进机位置距隧道掌子面距离较长，若掘进机始发位置到隧道掌子面之间的距离全部使用传统的负环始发方法，则施工成本较大且始发速度较低；若掘进机始发位置到隧道掌子面之间的距离全部由卷扬机组牵引，虽然施工成本和移动速度较快，但是由于预埋件的阻挡，掘进机前端面无法完全抵达隧道掌子面并贴合；因此本实施例将卷扬机组牵引方式同负环始发方式相结合使用，利用卷扬机组牵引掘进机完成主要距离的始发，并利用反力架负环始发方式完成掘进机最后一段距离的始发掘进，既有效降低了施工成本，也确保了掘进机的始发速度。

实施例二：如图9所示，本实施例具体涉及一种掘进机的始发牵引方法，由于本实施例中掘进机3同隧道4内掌子面之间的距离较短，因此直接在靠近隧道4内掌子面处的始发台轨5上设置一对预埋件10即可，当卷扬机组牵拉掘进机3抵达该对预埋件10的位置后，对预埋件10及卷扬机组进行拆除；其余步骤均同实施例一中相同，在此不再赘述。

Claims (4)

1.一种掘进机始发牵引方法，其特征在于所述牵引方法包括如下步骤：在工作井地面和隧道地面铺设始发台轨，并将所述掘进机吊装于所述始发台轨上；在所述掘进机前方设置至少一套连接所述掘进机的卷扬机组；开启所述卷扬机组牵引所述掘进机自所述工作井向所述隧道掌子面处移动；当所述掘进机前端面靠近所述隧道掌子面后，拆除所述卷扬机组，在所述掘进机后方设置反力架，并于所述反力架和所述掘进机尾端之间设置负环管片和盾构千斤顶，以使所述掘进机进行负环始发直至完全抵达所述隧道掌子面处；其中，所述卷扬机组的定滑轮组经预埋件固定于所述隧道内的始发台轨上，所述预埋件沿所述隧道轴线间隔设置，且位于最前端的所述预埋件紧贴所述隧道掌子面设置；当所述卷扬机组将所述掘进机牵引移动至第一个所述预埋件位置后，拆除第一个所述预埋件，并将所述定滑轮组安装于下一个所述预埋件上，再次通过所述卷扬机组将所述掘进机牵引移动至下一个所述预埋件位置；重复上述步骤，直至抵达位于最前端的所述预埋件位置处。

2.根据权利要求1所述的一种掘进机始发牵引方法，其特征在于所述卷扬机组由卷扬机、定滑轮组、动滑轮组以及钢丝绳组成，所述动滑轮组与所述掘进机前端的吊耳相连接，所述钢丝绳始端绕设固定于所述卷扬机上，之后依次途经所述定滑轮组和所述动滑轮组后，最终固定于所述吊耳上。

3.根据权利要求2所述的一种掘进机始发牵引方法，其特征在于各套所述卷扬机组中，所述钢丝绳在所述定滑轮组与所述动滑轮组之间绕设至少两圈。

4.根据权利要求1所述的一种掘进机始发牵引方法，其特征在于所述掘进机由两套左、右对称设置的所述卷扬机组牵引。