CN104863619A - 矩形隧道管片的拼装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种矩形隧道管片的拼装方法，通过使用安装在盾构机内部两侧的两台管片拼装机先通过同步下移安装底部管片，再分别使用单侧的一台管片拼装机安装侧边管片，接着使用两台管片拼装机通过同步上移安装顶部管片，从而完成对矩形隧道管片的拼装工作。

Description

矩形隧道管片的拼装方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种矩形隧道管片的拼装方法。

背景技术

近年来随着我国社会经济的发展，城市隧道工程数量不断增加，但常因规划及建、构筑物制约、地质情况复杂、地下桩基管网密布等施工条件限制，对施工技术的要求不断提高。

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部的已装管片上加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

在盾构法隧道施工过程中，为了运输方便每环衬砌由数段管片组成，通过在盾构机内部的管片拼装机实现隧道衬砌的施工作业。目前多数盾构机使用的管片拼装机主要为中心回转式拼装机，请参考图1a和图1b，图1a和图1b为中心回转式拼装机的结构示意图，所述中心回转式拼装机由旋转系统3、抓取系统7、提升系统10、平移系统1和微调系统8、9组成。在工作时，中心回转式拼装机的抓取系统7抓取管片(图未示出)并夹紧，由旋转系统3带动管片旋转至需要拼装的位置，通过提升系统10和微调系统8、9安装管片就位。

中心回转式拼装机在圆形盾构中得到了广泛的应用，但在矩形隧道中，特别是高宽比较小和管片分块较少的情况下，大型的中心回转式拼装机在隧道内无法旋转，而小型中心回转式拼装机由于提升行程限制无法拼装距离拼装机较远的管片。特别是由于矩形隧道由于受力条件差，一般管片分块较少，中心回转式拼装方法无法实现在此种矩形隧道条件下的管片拼装工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矩形隧道管片的拼装方法，能够实现对矩形隧道管片的拼装。

为了实现上述目的，本发明提出了一种矩形隧道管片的拼装方法，用于对矩形隧道的整环管片进行拼装，所述方法包括步骤：

提供两台管片拼装机，所述管片拼装机分别安装在盾构机内部两侧；

两台所述管片拼装机同时抓取底部管片，通过同步下移将所述底部管片安装在所述矩形隧道的底部；

两台所述管片拼装机分别单独抓取侧边管片，将所述侧边管片安装在所述矩形隧道的两侧并分别与所述底部管片的两端相连，安装所述侧边管片的步骤包括：

一侧边的侧边管片包括多块，单台管片拼装机一次抓取单个侧边管片进行顺序安装，直至将一侧边的多个侧边管片全部拼装完毕，并使所述侧边管片的下端与所述底部管片的对应端面相连；

两台所述管片拼装机同时抓取顶部管片，通过同步上移将所述顶部管片安装在所述矩形隧道的顶部，所述顶部管片两端分别与两侧边管片的未连接端部相连。

进一步的，在所述的矩形隧道管片的拼装方法中，所述管片拼装机通过抓取、旋转、上下平移以及径向伸缩完成侧边管片的安装。

进一步的，在所述的矩形隧道管片的拼装方法中，安装所述顶部管片的步骤包括：

两台所述管片拼装机同时抓取顶部管片上与管片拼装机对应的一端并将其沿所述盾构机轴线方向向所述盾构机头部方向同步平移预定距离；

两台所述管片拼装机同步顶起所述顶部管片，使所述顶部管片的端部与所述侧边管片的未连接端面处于同一高度；

使用所述盾构机的推进油缸沿所述盾构机轴线方向向所述盾构机尾部同步推动所述顶部管片，使所述顶部管片与两侧的所述侧边管片的企口卡紧。

进一步的，在所述的矩形隧道管片的拼装方法中，所述底部管片、侧边管片和顶部管片均通过螺栓相连。

进一步的，在所述的矩形隧道管片的拼装方法中，所述隧道管片包括多环，相邻环之间均通过螺栓相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：通过使用两台管片拼装机同步安装较大的底部管片，再分别使用一台管片拼装机安装较小的侧边管片，接着使用两台管片拼装机同步安装较大的顶部管片，从而实现对矩形隧道管片的拼装，完成中心回转式拼装机无法实现的管片拼装工作。

附图说明

图1a和图1b为现有技术中中心回转式拼装机的结构示意图；

图2为本发明一实施例中矩形隧道管片的拼装方法的流程图；

图3至图10为本发明一实施例中管片拼装的剖视图；

图11至图12为本发明一实施例中顶部管片安装的俯视图；

图13为本发明一实施例中矩形隧道管片拼装后的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的矩形隧道管片的拼装方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图2，在本实施例中提出了一种矩形隧道管片的拼装方法，用于对矩形隧道的整环管片进行拼装，所述方法包括步骤：

S100：提供两台管片拼装机，所述管片拼装机分别安装在盾构机内部的两侧；

S200：两台所述管片拼装机同时抓取底部管片，通过同步向下移动将底部管片安装在所述矩形隧道的底部；

S300：两台所述管片拼装机分别单独抓取侧边管片，将侧边管片安装在所述矩形隧道的两侧并分别与所述底部管片的两端相连，安装所述侧边管片的步骤包括：一侧边的侧边管片包括多块，单台管片拼装机一次抓取单个侧边管片进行顺序安装，直至将一侧边的多个侧边管片全部拼装完毕，并使所述侧边管片的下端与所述底部管片的对应端面相连；

S400：两台所述管片拼装机同时抓取顶部管片，通过同步向上移动将所述顶部管片安装在所述矩形隧道的顶部，所述顶部管片两端分别与两侧边管片的未连接端相连。

具体的，请参考图3至图9，在本实施例中，适用于对矩形隧道进行隧道管片的拼装，在本实施例以外的其他实施例中，还可以对例如是椭圆形等隧道进行拼装。为了方便拼装，将每环隧道衬砌(隧道衬砌是指隧道形成后的整体部分，由若干环组成，为了实现拼装功能，将每环衬砌分作若干部分，每一部分称作管片)分为6个部分，分别是底部管片11、顶部管片14以及4个侧边管片，其中，所述侧边管片分为两个下侧边管片12和两个上侧边管片13，需要指明的是，在本实施例中为了方便介绍，只将侧边管片分为两个部分，而在其他实施例中，可以将侧边管片分为若干个部分，并不限于两个部分。所有的管片均通过管片喂片机将管片运送至管片拼装机20的拼装头下部，以方便拼装头对管片进行固定抓取。

安装底部管片11的步骤包括：使用两台管片拼装机20同时下移抓取底部管片11，然后采用双机同步抬吊的方式将底部管片11放置到位，如图3和图4所示。

安装所述侧边管片的步骤包括：先使用其中一个管片拼装机20单独抓取其中一个下侧边管片12进行安装，将其安装至底部管片11的一端，再使用另一个管片拼装机20单独抓取另一个下侧边管片12进行安装，将其安装至底部管片11的另一端；并且使用螺栓将所述下侧边管片12与所述底部管片11固定在一起；接着，先使用其中一个管片拼装机20单独抓取其中一个上侧边管片13进行安装，将其安装至其中一个下侧边管片12的一端，再使用另一个管片拼装机20单独抓取另一个上侧边管片13进行安装，将其安装至另一个下侧边管片12的一端，同样使用螺栓将两个上侧边管片13分别与两个下侧边管片12固定在一起，如图5至图8所示。

在本实施例中，所述管片拼装机20可以通过旋转、上下平移以及径向伸缩等动作的配合完成下侧边管片12和上侧边管片13的安装。

安装所述顶部管片14的步骤包括：先使用两台所述管片拼装机20同时抓取顶部管片14将其同步平移预定距离，使所述顶部管片14与所述上侧边管片13在水平位置上错开预定距离L，如图9和图11所示；

同步顶起所述顶部管片14至上侧边管片13的同一高度，保证所述顶部管片14与所述上侧壁管13在水平位置上错开预定距离L；

使用所述盾构机的推进油缸推动所述顶部管片14，使其与所述两个上侧壁管13的企口卡紧，如图10和图12所示。

在图11中，显示出隧道管片10由多组(图11和图12中显示4组)组成，由于上侧边管片13侧壁的企口存在一定倾角，因此不适合将所述顶部管片14直接由低处推进企口内，为了降低难度，因此最佳的选择是先将顶部管片14在水平向平移预定距离L，然后再使用盾构机的推进油缸推动顶部管片14，将其沿图12中箭头方向推入所述上侧壁管13的企口中卡紧，同样的，使用螺栓将顶部管片14和两个上侧边管片13固定在一起。此外，还使用螺栓将相邻组的隧道管片10固定在一起，从而形成牢固的隧道管片10，如图13所示。

安装顶部管片时，两个拼装头从顶部管片的下方同时抓取管片，在拼装头平移油缸作用下向盾构机头部方向同步移动一段距离，然后两个拼装头同步带动顶部管片提升至需要的高度，最后在盾构机推进油缸的推动下，顶部管片从两侧侧上管片组成的企口空隙处插入至正常位置。

综上，在本发明实施例提供的隧道管片拼装方法中，通过使用两台管片拼装机同步安装较大的底部管片，再分别使用一台管片拼装机安装较小的侧边管片，接着使用两台管片拼装机同步安装较大的顶部管片，从而实现对矩形隧道管片的拼装，完成中心回转式拼装机无法实现的管片拼装工作。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种矩形隧道管片的拼装方法，用于对矩形隧道的整环管片进行拼装，所述方法包括步骤：

提供两台管片拼装机，所述管片拼装机分别安装在盾构机内部两侧；

两台所述管片拼装机同时抓取底部管片，通过同步下移将所述底部管片安装在所述矩形隧道的底部；

两台所述管片拼装机分别单独抓取侧边管片，将所述侧边管片安装在所述矩形隧道的两侧并分别与所述底部管片的两端相连，安装所述侧边管片的步骤包括：

一侧边的侧边管片包括多块，单台管片拼装机一次抓取单个侧边管片进行顺序安装，直至将一侧边的多个侧边管片全部拼装完毕，并使所述侧边管片的下端与所述底部管片的对应端面相连；

两台所述管片拼装机同时抓取顶部管片，通过同步上移将所述顶部管片安装在所述矩形隧道的顶部，所述顶部管片两端分别与两侧边管片的未连接端部相连。

2.如权利要求1所述的矩形隧道管片的拼装方法，其特征在于，所述管片拼装机通过抓取、旋转、上下平移以及径向伸缩完成侧边管片的安装。

3.如权利要求1所述的矩形隧道管片的拼装方法，其特征在于，安装所述顶部管片的步骤包括：

两台所述管片拼装机同时抓取顶部管片上与管片拼装机对应的一端并将其沿所述盾构机轴线方向向所述盾构机头部方向同步平移预定距离；

两台所述管片拼装机同步顶起所述顶部管片，使所述顶部管片的端部与所述侧边管片的未连接端面处于同一高度；

使用所述盾构机的推进油缸沿所述盾构机轴线方向向所述盾构机尾部同步推动所述顶部管片，使所述顶部管片与两侧的所述侧边管片的企口卡紧。

4.如权利要求1所述的矩形隧道管片的拼装方法，其特征在于，所述底部管片、侧边管片和顶部管片均通过螺栓相连。

5.如权利要求1所述的矩形隧道管片的拼装方法，其特征在于，所述隧道管片包括多环，相邻环之间均通过螺栓相连。