CN105649636B - 大直径盾构机同步混凝土仰拱铺筑装置和方法 - Google Patents

大直径盾构机同步混凝土仰拱铺筑装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种大直径盾构机同步混凝土仰拱铺筑装置和方法。所述装置包括栈桥,栈桥底部设有斜轮对,栈桥上铺装有轨道,栈桥底部安装有仰拱铺筑模具,仰拱铺筑模具前部设有接渣斗,仰拱铺筑模具包括侧封板和顶部封板,左、右的侧封板之间通过张紧调节装置相连,栈桥底部的竖直限位油缸与顶部封板相连,栈桥底部还设有水平油缸,水平油缸与靴板相连,栈桥两侧还设有用于限制侧边封板导向轮的侧边封板限位油缸,侧边封板导向轮与侧封板相连,侧封板与栈桥通过顶部封板导向轮相连。本发明通过针对性设计盾构机的后配套系统及仰拱栈桥,实现隧道掘进施工与仰拱浇筑、填充同步进行,提高仰拱浇筑的机械化程度,缩短隧道施工工程工期,提高施工效率。

Description

大直径盾构机同步混凝土仰拱铺筑装置和方法
技术领域
本发明涉及隧道专用机械设备领域,具体涉及混凝土仰拱填充设备,实现仰拱填充与盾构掘进同步。
背景技术
盾构法具有对周围环境影响小,自动化程度高,施工快速,优质高效,安全环保等优势,适应于地质条件差、沉降要求高的隧道施工。伴随盾构施工技术的发展、成熟,盾构法越来越受到重视和青睐。但一般情况下,盾构机完成隧道掘进及管片拼装后,需要在管片底部浇筑仰拱,为铺设列车通行的道床提供前期条件。目前仰拱填充是在隧道掘进完成后或滞后一段距离才实施的,且大多采用人工立模的方式,机械化程度低。不具备同步性,施工过程中两者协调不好的话,相互会制约,影响施工效率。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足,提供一种大直径盾构机同步混凝土仰拱铺筑装置和方法。
本发明的技术方案是这样实现的:一种大直径盾构机同步混凝土仰拱铺筑装置,包括栈桥,栈桥底部设有斜轮对,栈桥上铺装有轨道,栈桥底部安装有仰拱铺筑模具,仰拱铺筑模具前部设有接渣斗,仰拱铺筑模具包括侧封板和顶部封板,左、右的侧封板之间通过张紧调节装置相连,栈桥底部的竖直限位油缸用于推动顶部封板沿着侧边封板导向轮移动,栈桥底部还设有水平油缸,水平油缸与靴板相连,栈桥两侧还设有用于限制侧边封板导向轮的侧边封板限位油缸,侧边封板导向轮与侧封板相连,侧封板与栈桥通过顶部封板导向轮相连。
所述张紧调节装置是张紧螺栓和螺母。
拖车通过连接装置带动栈桥在隧道内移动,斜轮对支撑在隧道侧壁上,管片运输编组和混凝土浇筑编组可同时独立的通过栈桥的轨道;混凝土浇筑编组通过仰拱栈桥后部连接的上坡轨道装置驶入栈桥,在栈桥前段进行仰拱混凝土填充;管片运输编组为管片拼装提供物料;
仰拱铺筑模具的抹平功能是这样实现的:仰拱铺筑模具前端留有混凝土浇筑口,罐车行驶至栈桥上,将混凝土浇筑入模具内,当栈桥跟随盾构前进时,竖直限位油缸伸出,推动顶部封板沿着侧边封板导向轮移动,实现仰拱铺筑模具随动功能;水平油缸伸出、缩回从而带动前部靴板前后移动,抹平浇筑的混凝土,多余的混凝土则掉入前部接渣斗内;
仰拱铺筑模具的脱模功能是这样实现的:待模具内混凝土填充抹平后,调节张紧调节装置,使模具左右的侧封板与混凝土分离,侧边封板限位油缸向前伸出,使得栈桥向前移动过的时候带动侧封板同步移动,在灌装混凝土的时候,限位油缸缩回。
本发明通过针对性设计盾构机的后配套系统及仰拱栈桥,实现隧道掘进施工与仰拱浇筑、填充同步进行,提高仰拱浇筑的机械化程度,缩短隧道施工工程工期,提高施工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为栈桥的功能示意图。
图2为图1中A-A面剖视图。
图3为图1中B-B面剖视图。
图4为栈桥的底部平台视图。
图5为仰拱铺筑模具的功能示意图。
图6为仰拱铺筑模具的断面视图。
图7为图6中C区域的放大示意图。
其中:1.拖车,2.连接装置,3.栈桥,4.混凝土浇筑编组,5.仰拱铺筑模具,6.下坡轨道,7.斜轮对,8.上坡轨道,9.接渣斗,10.靴板,11.水平油缸,12.顶部封板,13.竖直限位油缸,14.侧封板,15.侧边封板导向轮,16.顶部封板导向轮,17.侧边封板限位油缸,18.张紧调节装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1~7所示,一种大直径盾构机同步混凝土仰拱铺筑装置,包括栈桥3,拖车1与栈桥3通过连接装置2铰接,配合掘进同步施工。栈桥3底部设有斜轮对7,斜轮对为栈桥3前行提供支撑力,栈桥3上铺装有轨道,所述轨道为两道,管片运输编组和混凝土浇筑编组可同时通过栈桥,互不干扰;混凝土浇筑编组4通过仰拱栈桥后部连接的上坡轨道8装置驶入栈桥,在栈桥前段进行仰拱混凝土填充;管片运输编组可前行至拖车前部,为管片拼装提供物料。
栈桥3底部安装有仰拱铺筑模具5,仰拱铺筑模具5前部设有接渣斗9,仰拱铺筑模具5包括侧封板14和顶部封板12,左、右的侧封板14之间通过张紧调节装置18相连,栈桥3底部的竖直限位油缸13用于推动顶部封板12沿着侧边封板导向轮15移动,栈桥3底部还设有水平油缸11,水平油缸11与靴板10相连,栈桥3两侧还设有用于限制侧边封板导向轮15的侧边封板限位油缸17,侧边封板导向轮15与侧封板14相连,侧封板14与栈桥3通过顶部封板导向轮16相连。
本申请中,栈桥3底部平台中部为编组列车轨道铺设及桥下仰拱进行填充施工预留空间,配合掘进同步施工,互不干扰,不产生影响。栈桥3底部安装有仰拱铺筑模具5,可在桥下仰拱进行填充施工,互不干扰,且所述仰拱铺筑模具5与栈桥3可独立运动,不产生影响。
其中,张紧调节装置18是张紧螺栓和螺母。通过调节张紧螺栓,可以调节左右两个侧板之间的距离,当混凝土凝固的时候可以微调张紧调节装置。
一种大直径盾构机同步混凝土仰拱铺筑方法,是按照下述方式进行的:拖车1通过连接装置2带动栈桥3在隧道内移动,斜轮对7支撑在隧道侧壁上,管片运输编组和混凝土浇筑编组4可同时独立的通过栈桥的轨道;混凝土浇筑编组4通过仰拱栈桥后部连接的上坡轨道8装置驶入栈桥,在栈桥前段进行仰拱混凝土填充;管片运输编组为管片拼装提供物料;
仰拱铺筑模具5的抹平功能是这样实现的:仰拱铺筑模具5前端留有混凝土浇筑口,罐车行驶至栈桥上,将混凝土浇筑入模具内,当栈桥3跟随盾构前进时,竖直限位油缸13伸出,推动顶部封板12沿着侧边封板导向轮15移动,实现仰拱铺筑模具随动功能;水平油缸11伸出、缩回从而带动前部靴板10前后移动,抹平浇筑的混凝土,多余的混凝土则掉入前部接渣斗9内;
仰拱铺筑模具5的脱模功能是这样实现的:待模具内混凝土填充抹平后,调节张紧调节装置18,使模具左右的侧封板14与混凝土分离,侧边封板限位油缸17向前伸出,使得栈桥3向前移动过的时候带动侧封板14同步移动,在灌装混凝土的时候,限位油缸缩回。
本发明在盾构机拖车后部合适距离安放仰拱栈桥,配合掘进同步施工,栈桥上安装有轨道,可通行管片编组列车和仰拱浇筑混凝土罐车;同时,桥下仰拱进行填充施工,互不干扰。仰拱栈桥前、后部连接有上、下坡轨道装置,以便于编组列车通行,后配套仰拱浇筑编组列车上坡进入栈桥,在栈桥上进行仰拱混凝土浇筑,以实现仰拱填充同步进行。本发明装置结构简单,拆卸组装方便,设计合理可靠。
由于刚浇筑完毕的混凝土承载能力较弱,为解决列车编组运输物料的问题,在盾构后配套后部针对性设计了栈桥结构,列车编组驶上栈桥运输物料至盾构前端,且所述栈桥与盾构机后配套拖车相连接,底部设置混凝土仰拱铺筑的模具,实现盾构机掘进与后续仰拱填充同步进行,优化隧洞成型方式,提高混凝土仰拱填充质量,缩短工程工期,提高效率。由于浇筑混凝土后,仰拱前后形成高度差,为解决列车编组运输物料的问题(编组通过混凝土仰拱形成的高度差),栈桥应具备以下几个功能:
1.栈桥前后两端设置轨道上、下坡过渡平台,栈桥上安装有轨道,实现隧道轨道与盾构编组轨道联通,满足盾构机物料运输编组列车的通行。
2.同步混凝土仰拱浇筑的实现需要罐车将混凝土运至栈桥处,在栈桥上进行仰拱混凝土浇筑,因此,栈桥设计应具备足够的承载能力及浇筑空间。
3.栈桥底部设置有浇筑空间,首先满足浇筑模具的布置,长度满足30m混凝土浇筑冷凝等强时间。以保证仰拱有足够的强度满足物料编组等设备通行轨道布置的要求。
本发明针对上述特点要求设计的滑动模具,具备以下几个特点:
1.滑模为步进式,静止状态下满足混凝土浇筑完成后,在到达起模条件前对稳定模具支护的要求;
2.脱模后,栈桥提供反力支撑,通过油缸实现模具前移,完成下一循环浇筑距离的需求;
3.滑模顶部设置有滑板、棍子等,满足平面的需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种大直径盾构机同步混凝土仰拱铺筑装置,包括栈桥(3),栈桥(3)底部设有斜轮对(7),栈桥(3)上铺装有轨道,其特征在于:栈桥(3)底部安装有仰拱铺筑模具(5),仰拱铺筑模具(5)前部设有接渣斗(9),仰拱铺筑模具(5)包括侧封板(14)和顶部封板(12),左、右的侧封板(14)之间通过张紧调节装置(18)相连,栈桥(3)底部的竖直限位油缸(13)用于推动顶部封板(12)沿着侧边封板导向轮(15)移动,栈桥(3)底部还设有水平油缸(11),水平油缸(11)与靴板(10)相连,栈桥(3)两侧还设有用于限制侧边封板导向轮(15)的侧边封板限位油缸(17),侧边封板导向轮(15)与侧封板(14)相连,侧封板(14)与栈桥(3)通过顶部封板导向轮(16)相连。
2.根据权利要求1所述大直径盾构机同步混凝土仰拱铺筑装置,其特征在于:所述张紧调节装置(18)是张紧螺栓和螺母。
3.一种大直径盾构机同步混凝土仰拱铺筑方法,其特征在于是按照下述方式进行的:拖车(1)通过连接装置(2)带动栈桥(3)在隧道内移动,斜轮对(7)支撑在隧道侧壁上,管片运输编组和混凝土浇筑编组(4)可同时独立的通过栈桥的轨道;混凝土浇筑编组(4)通过仰拱栈桥后部连接的上坡轨道(8)装置驶入栈桥,在栈桥前段进行仰拱混凝土填充;管片运输编组为管片拼装提供物料;
仰拱铺筑模具(5)的抹平功能是这样实现的:仰拱铺筑模具(5)前端留有混凝土浇筑口,罐车行驶至栈桥上,将混凝土浇筑入模具内,当栈桥(3)跟随盾构前进时,竖直限位油缸(13)伸出,推动顶部封板(12)沿着侧边封板导向轮(15)移动,实现仰拱铺筑模具随动功能;水平油缸(11)伸出、缩回从而带动前部靴板(10)前后移动,抹平浇筑的混凝土,多余的混凝土则掉入前部接渣斗(9)内;
仰拱铺筑模具(5)的脱模功能是这样实现的:待模具内混凝土填充抹平后,调节张紧调节装置(18),使模具左右的侧封板(14)与混凝土分离,侧边封板限位油缸(17)向前伸出,使得栈桥(3)向前移动过的时候带动侧封板(14)同步移动,在灌装混凝土的时候,限位油缸缩回。
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