CN105822320A - 推进型电力隧道及其推进型电力隧道的推进机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种推进型电力隧道，包括电力隧道本体，其特征是：所述电力隧道本体呈预制构件，所述电力隧道本体外围及其内腔的横截面形状有上部半圆形和下部方形构成电力隧道本体。电力隧道的推进机，包括切削刀盘，所述旋转的切削刀盘包括主切削刀盘和两个副切削刀盘构成电力隧道的推进机头，所述主切削刀盘通过三台减速机及传动齿轮箱与三台调速驱动电机连接，所述副切削刀盘通过一台减速机及传动齿轮箱与两台调速驱动电机连接，构成三个切削刀盘的整体驱动结构。有益效果：实现工厂化制作钢筋混凝土预制构件，隧道预制构件到场后，采用电力隧道的推进机推进施工，施工进度提高10倍以上。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工设备，尤其涉及一种推进型电力隧道及其推进型电力隧道的推进机。
背景技术
目前，电力隧道传统施工工艺采取三种方式，分别为：直埋管道施工法、明开槽现浇施工法、浅埋暗挖施工法。其中明开槽现浇施工法：城市中有条件可以开挖明槽时，采用明槽开挖，现场支模浇筑混凝土电力方沟施工，优点是：方便快捷，工程造价低；缺点：对城市交通影响较大，对环境影响较大，不利做到节能减排，同时绿色文明施工难度较大。浅埋暗挖施工法：城市中没有条件明开挖的，采用浅埋暗挖方法施工，全断面注浆止水，隧道采用拱顶+直墙，由钢格栅+喷射混凝土的初期支护+模筑混凝土二次衬砌构成，两道衬砌间设柔性防水层。根据地质水文情况还要采取超前支护、注浆止水等措施，优点：对城市交通影响较小；缺点：工艺复杂，进度缓慢，造价较高，止水施工中，化学浆液会对地下水造成一定的污染。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种推进型电力隧道及其推进型电力隧道的推进机，实现了混凝土隧道预制构件工厂预制，标准化生产，改进电力隧道传统施工为机械化顶进的施工工艺，以达到安全，环保，节约，高效的目的。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种推进型电力隧道，其特征是：包括电力隧道本体，所述电力隧道本体呈预制构件，所述电力隧道本体外围及其内腔的横截面形状由上部半圆形和下部方形构成异形电力隧道本体。
所述推进型电力隧道本体的内腔底部两角部沿其纵向设有加强倒角,所述推进型电力隧道本体外围底部沿其纵向设有圆弧。
所述推进型电力隧道本体内腔的上部半圆圆弧半径为1000mm，下部方形宽度为2000mm。
所述管道本体推进形内腔内壁设有防腐涂层。
所述管道本体两端面呈光滑平整端面，管道本体两端面分别设有插接企口和承接企口，所述插接企口低于管道本体端面呈阴式插接企口端，所述插接企口端内侧自管道本体壁厚中心线到管口设有内凹的插接圆锥面；所述承接企口呈阳式承接企口端，所述承接企口端外侧自管道本体壁厚中心线到管口设有外凸的插接圆锥面，所述承接企口上设有异型凹槽，所述异型凹槽内置有密封圈。
所述密封圈纵向剖面形状由两个空心圆及和两个直角梯形豁口构成的四道密封结构。
所述推进型电力隧道本体沿其纵向设有施工通风预留孔，所述施工通风预留孔中贯穿钢绞线。
所述通风预留孔优选设置三个，分别置于推进型电力隧道本体底部两个及顶部一个，所述通风预留孔直径为100-150mm。
一种推进型电力隧道的推进机，包括推进机底座、切削刀盘以及传动装置，传动装置的电机带动减速机及传动齿轮箱带动切削刀盘中心主轴，使切削刀盘旋转，其特征是：所述旋转的切削刀盘包括主切削刀盘和两个副切削刀盘构成推进型电力隧道的推进机头，所述主切削刀盘和副切削刀盘上分别固接若干块切削刀头，所述切削刀盘的轴承支撑座以及传动装置固接在连接板上，所述连接板固接在推进机底座上，所述主切削刀盘通过三台减速机及传动齿轮箱与三台调速驱动电机连接，所述副切削刀盘通过一台减速机及传动齿轮箱与两台调速驱动电机连接，构成三个切削刀盘的整体驱动结构。
所述主切削刀盘与两个副切削刀盘不在同一加工平面上，主切削刀盘凸出，两个副切削刀盘低于主切削刀盘加工平面。
有益效果：实现工厂化制作钢筋混凝土预制构件，隧道预制构件到场后，采用机械推进施工工艺组织施工。施工工艺简单，施工进度提高10倍以上，施工周期短；施工过程中不需要降水，有效的保护水资源的平衡及降低施工成本；构件工厂化预制生产后，提高了质量保证；做到节能减排，有利于环境保护；机械化施工，效率更高，隐患最小，施工更安全。
附图说明
图1是推进型电力隧道的横截面结构示意图；
图2是密封圈的结构示意图；
图3是推进型电力隧道推进机的施工示意图；
图4是主切削刀盘和两个副切削刀盘的主视图；
图5是三个切削刀盘的整体驱动结构示意图；
图6是推进型电力隧道的对接示意图。
图中：1、电力隧道本体，1-1、上部半圆形，1-2、下部方形，2、加强倒角，3、圆弧，4、企口，5、密封圈，5-1、空心圆，5-2、直角梯形豁口，6、通风预留孔，7、聚氨酯密封膏，8、推进机底座，9、减速机及传动齿轮箱，10、主切削刀盘，11、副切削刀盘，12、切削刀头，13、驱动电机。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
详见附图，一种推进型电力隧道，包括电力隧道本体1，所述电力隧道本体呈预制构件，所述电力隧道本体外围及其内腔的横截面形状有上部半圆形1-1和下部方形1-2构成推进型电力隧道本体。
所述推进型电力隧道本体的内腔底部两角部沿其纵向设有加强倒角2,所述推进型电力隧道本体外围底部沿其纵向设有圆弧3。
所述推进型电力隧道本体内腔的上部半圆圆弧半径为1000mm，下部方形宽度为2000mm。本实施例，电力暗挖推进施工预制构件标准断面为2000mm×2500mm，长度2500mm，断面可根据需要及运输吊装方便进行调整。
所述管道本体推进形内腔内壁设有防腐涂层(图中未示)，增强预制构件的耐腐蚀性，提高了隧道的使用年限，同时进一步还起到防水作用。
所述管道本体两端面呈光滑平整端面，管道本体两端面设有企口4，企口分为插接企口和承接企口，所述插接企口低于管道本体端面呈阴式插接企口端，所述插接企口端内侧自管道本体壁厚中心线到管口设有内凹的插接圆锥面；所述承接企口呈阳式承接企口端，所述承接企口端外侧自管道本体壁厚中心线到管口设有外凸的插接圆锥面，所述承接企口上设有异型凹槽，所述异型凹槽内置有密封圈5，构件顶进完成，构件外填充置换浆后，在该凹槽填充聚氨酯密封膏7，从而进一步提高预制构件的密闭及防水性。所述推进型电力隧道本体沿其纵向设有施工通风预留孔6，所述通风预留孔中贯穿钢绞线，通风预留孔作用为：在预制构件机械顶进施工过程中，用做于电力隧道内的通风孔，使隧道内空气对流，给机械设备散热；每段预制构件推进施工完成后，在预留孔内穿钢绞线，微力涨拉后，注入水泥浆，对隧道起到加强稳定的作用。所述通风预留孔优选设置三个，分别置于异形电力隧道本体底部两个及顶部一个，所述通风预留孔直径为100-150mm。本实施例，通风预留孔直径为120mm。
所述密封圈纵向剖面形状由两个空心圆5-1及和两个直角梯形豁口5-2构成的四道密封结构。本实施例，密封圈宽度为60mm，厚度为20mm，该密封圈设计两个圆心及两个豁口，从功能上相当于4道密封，从而提高了构件接口的柔性结合，避免构件接口受损。密封圈的材质采用性能较好的橡胶材料，具有耐久的防腐性能及较好的弹性。密封圈通过预制构件企口的挤压，确保相邻预制构件接口紧密衔接，起到防水作用。
一种推进型电力隧道的推进机，包括推进机底座8、切削刀盘以及传动装置，传动装置的电机带动减速机及传动齿轮箱9带动切削刀盘中心主轴，使切削刀盘旋转，所述旋转的切削刀盘包括主切削刀盘10和两个副切削刀盘11构成异形电力隧道的推进机头，所述主切削刀盘和副切削刀盘上分别固接若干块切削刀头12，所述切削刀盘的轴承支撑座以及传动装置固接在连接板(图中未示)上，所述连接板固接在推进机底座上，所述主切削刀盘通过三台减速机及传动齿轮箱与三台调速驱动电机13连接，所述副切削刀盘通过一台减速机及传动齿轮箱与两台调速驱动电机连接，构成三个切削刀盘的整体驱动结构。切削刀盘的整体驱动结构共有7台调速驱动电机，使其具有足够的推进功率。所述主切削刀盘与两个副切削刀盘不在同一加工平面上，主切削刀盘凸出，两个副切削刀盘低于主切削刀盘加工平面。
设备优点
第一，独特的外形设计，上部为半径1280的半圆顶部，下部为2560mm的方形，经磨具挤压，滚圆，切割，焊接成型，内部有三台独立的齿轮箱作为传动，由7台调速电机作为驱动，进排泥水管分上下两个部分，使泥土仓内的泥土顺利排出。
第二，三刀盘的设计，定心好，施工精度高，刀盘的转述由两台变频器作为启动和调速，控制大刀盘和小刀盘的转述，增加推进的速度，控制推进的方向，刀盘上的切削刀头采用硬质合金和刀体经过特殊工艺焊接成型，在按照螺旋角度布局在整个刀盘上，使切削率达到95％以上。
第三，采用PE进排泥水管，无堵塞，施工速度快，节省了工人在连接管线的时间。PE进排泥水管的两端采用特制的快速链接管头热压成型。比现有泥水管的连接方式：使用消防卡子，用螺丝紧固，每个接头用时在15分钟左右。本发明PE进排泥水管的连接采用快速接头连接，两管对插之后用两边的挂钩挂上既可，用时不到3分钟，管材重量轻，运输方便。
第四，独特内部方向修正油缸的设计，采用三点式链接，上部采用球头连杆链接，下部采用两条油缸纠偏，现有的顶管机都是采用四点链接，即占用的机内空间，又浪费的成本，同时也可以达到多方位多角度的方向纠偏。
设备参数
外形尺寸，长5000(mm)x宽2560(mm)x高3080(mm)
驱动电机功率，134kw，其中30KW3台，5.5KW1台，11KW4台
刀盘转述，2rpm
纠偏角度，2.5度
刀盘转矩，98T/m
纠偏泵站功率，5.5kw
机内泥浆泵，11kw
施工工艺
首先要在设计管线检查井位置，先按设计要求开挖钢筋砼的工作竖井，竖井长8米，宽6米，深按照设计施工管线的深度要求，竖井制作完成后。开始制作后靠背，制作轨道，设备安装，等前期的一切准备工作安装就绪，就可以开始顶进，顶进前由工人把推进机前方的混凝土挖开和推进机大小的洞，在洞的周边安装好防渗漏的止水圈，顶进过程中需要操机手1名，坑内工作人员4名，地面工作人员1名，吊车一部，吊装管材用，首先由操机手启动推进机刀盘旋转，刀盘由机内7台电机带动，通过电机带动减速机传动齿轮箱带动中心主轴，使刀盘旋转，之后操机手启动液压泵站，开动油缸往顶进，坑内工作人员把机内和坑外的进排泥管链接好，开始往里顶进，刀盘旋转切削下来的泥土进入推进机内的泥土仓，再由刀盘上的搅拌棒把泥土搅拌成泥浆，由机内的泥浆泵排出，经泥水管线排到坑外事先挖好的泥浆池内，(如果城市内没有空地，可制作一套钢制的泥浆分离池，把分离好的泥土运输到别的地方。)当推进机完全的顶进泥土，由坑内工人把机内和机外的泥水管线断开，操机手把顶进油缸全部缩回，就可以把事先预制好的水泥隧道用吊车放到坑底的轨道上，链接好进排水管线，开始了二次顶进，一般的顶进长度100米---200米为一段，如需顶进的距离长，在中间可加上中继间来缓解后靠背的压力，保护水泥管因距离长吨位大对水泥管的损坏，顶进方向的控制，在油缸架中间部位放置一台激光定位仪，调整好角度，激光束打到机内的接受标靶中心位置，操机手在操作台上的显示器中随时的观察激光点的偏离方向，在操作机内的方向纠偏油缸来纠正方向。
本发明与现有的泥水平衡顶管机不同，它是按照电力隧道的外形而设计研发，上部是半圆形，下部为方形的顶管机，采用的是机械切削泥土，采用水力输送弃土，同时利用泥水的压力来平衡地下水的压力和土压力，独特的三刀盘设计，上部有一个凸出的大刀盘，下部有两个内藏式小刀盘，断面切削率达95％以上，全断面的切削刀头布局，凸出的大刀盘起到了定心的作用，内藏的两个小刀盘用来切削下部的泥土，切削下来的泥土进入泥土仓，与机械内部进水管进入泥土仓的清水经刀盘的搅拌棒搅拌成泥浆，再由机内泥浆泵把泥浆排出。
上述参照实施例对该一种推进型电力隧道及其推进型电力隧道的推进机进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种推进型电力隧道，包括电力隧道本体，其特征是：所述电力隧道本体呈预制构件，所述电力隧道本体外围及其内腔的横截面形状有上部半圆形和下部方形构成推进型电力隧道本体。
2.根据权利要求1所述的推进型电力隧道，其特征是：所述推进型电力隧道本体的内腔底部两角部沿其纵向设有加强倒角,所述推进型电力隧道本体外围底部沿其纵向设有圆弧。
3.根据权利要求1或2所述的推进型电力隧道，其特征是：所述推进型电力隧道本体内腔的上部半圆圆弧半径为1000mm，下部方形宽度为2000mm。
4.根据权利要求3所述的推进型电力隧道，其特征是：所述管道本体推进形内腔内壁设有防腐涂层。
5.根据权利要求4所述的推进型电力隧道，其特征是：所述管道本体两端面呈光滑平整端面，管道本体两端面分别设有插接企口和承接企口，所述插接企口低于管道本体端面呈阴式插接企口端，所述插接企口端内侧自管道本体壁厚中心线到管口设有内凹的插接圆锥面；所述承接企口呈阳式承接企口端，所述承接企口端外侧自管道本体壁厚中心线到管口设有外凸的插接圆锥面，所述承接企口上设有异型凹槽，所述异型凹槽内置有密封圈。
6.根据权利要求5所述的推进型电力隧道，其特征是：所述密封圈纵向剖面形状由两个空心圆及和两个直角梯形豁口构成的四道密封结构。
7.根据权利要求1所述的推进型电力隧道，其特征是：所述推进型电力隧道本体沿其纵向设有施工通风预留孔，所述施工通风预留孔中贯穿钢绞线。
8.根据权利要求7所述的推进型电力隧道，其特征是：所述通风预留孔优选设置三个，分别置于推进型电力隧道本体底部两个及顶部一个，所述通风预留孔直径为100-150mm。
9.一种根据权利要求1所述的推进型电力隧道的推进机，包括推进机底座、切削刀盘以及传动装置，传动装置的电机带动减速机及传动齿轮箱带动切削刀盘中心主轴，使切削刀盘旋转，其特征是：所述旋转的切削刀盘包括主切削刀盘和两个副切削刀盘构成异形电力隧道的推进机头，所述主切削刀盘和副切削刀盘上分别固接若干块切削刀头，所述切削刀盘的轴承支撑座以及传动装置固接在连接板上，所述连接板固接在推进机底座上，所述主切削刀盘通过三台减速机及传动齿轮箱与三台调速驱动电机连接，所述副切削刀盘通过一台减速机及传动齿轮箱与两台调速驱动电机连接，构成三个切削刀盘的整体驱动结构。
10.根据权利要求9所述的推进型电力隧道的推进机，其特征是：所述主切削刀盘与两个副切削刀盘不在同一加工平面上，主切削刀盘凸出，两个副切削刀盘低于主切削刀盘加工平面。
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