CN106285730B - 一种掘进机l2区钢拱架拼装系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种掘进机L2区钢拱架拼装系统,掘进机L2区位于掘进机L1区的后方,在掘进机L1区内设置有L1区钢拱架,在掘进机L2区内设置有L2区钢拱架。所述L2区钢拱架包括:上、下机架、上、侧撑紧机构、分块连接件、上、侧行走机构、牵引小车及驱动卷扬,上行走机构能够移动地设置在后支撑的框架上,侧行走机构能够移动地分别设置在后支撑的框架两侧,上撑紧机构设置在上行走机构上,侧撑紧机构设置在侧行走机构上,所述上撑紧机构上设置有分体式的上机架,所述侧撑紧机构上分别连接所述上机架和下机架。本发明在保证人员、物料通畅的前提下,位于掘进机L2区最前端,掘进机主梁尾部,能够适应掘进机快速、安全、高效施工的要求。
Description
技术领域
本发明属于钢拱架拼装系统,具体涉及一种适用于敞开式岩石隧道的掘进机L2区钢拱架拼装系统。
背景技术
TBM(Tunnel Boring Machine)为全断面隧道掘进机。掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业,是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备,具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点,可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工,在中国铁道、水电、交通、矿山、市政等隧洞工程中应用正在迅猛增长。
传统敞开式岩石隧道的掘进机钢拱架拼装系统均位于掘进机L1工作区(也就是TBM L1工作区,以下简称L1区)顶护盾尾部,由于设备本身结构限制,掘进机L1区钢拱架的间距一般为600mm、900mm或900+mm,当拱架间距小于900mm时,需改变掘进机撑靴106的开槽数量,但增加开槽数量以缩小间距的方式又会带来L1区拱架拼装工作繁重,撑靴槽数过多易压溃围岩,撑靴跨拱架难度增加等问题。
然而,本发明的发明人却发现位于L1区后方的掘进机L2区架设拱架相较L1区拱架拼装有着明显有优势,这是由于撑靴及后支撑均布置于L1区,L2区架设钢拱架不存在撑靴及后支撑跨拱架问题,间距也可调节,两工位可同时拼装,工作效率较L1区架设优势明显。
特别是当主机区域发生大的塌方,需要密集的钢拱架支护隧道,现有的掘进机只能在撑靴之后人工架设拱架,在撑靴和后支撑之间的区域架设拱架拼装平台,靠人力搬抬等方式将拱架拼装成环并撑紧洞壁,此种方式需要大量人力,工作效率低下,危险系数高,不适应掘进机快速、安全、高效施工的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种掘进机L2区钢拱架拼装系统,其是在保证人员、物料通畅的前提下,位于掘进机L2区最前端,掘进机主梁尾部,能够适应掘进机快速、安全、高效施工的要求。
为达上述目的,本发明提供一种掘进机L2区钢拱架拼装系统,其中,掘进机L2区位于掘进机L1区的后方,在掘进机L1区内设置有L1区钢拱架,并且在掘进机L2区内设置有L2区钢拱架。
所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其中,所述L1区钢拱架的后方依次设置有L1区锚杆钻、撑靴以及后支撑,所述L2区钢拱架设置在所述后支撑的后方。
所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其中,所述L2区钢拱架包括:上机架、下机架、上撑紧机构、侧撑紧机构、分块连接件、上行走机构、侧行走机构、牵引小车以及驱动卷扬,所述上行走机构能够移动地设置在所述后支撑的框架上,所述侧行走机构能够移动地分别设置在所述后支撑的框架两侧,所述上撑紧机构设置在所述上行走机构上,所述侧撑紧机构设置在所述侧行走机构上,所述上撑紧机构上设置有分体式的上机架,所述侧撑紧机构上分别连接所述上机架和下机架。
所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其中,所述上撑紧机构通过上支撑油缸而设置在所述上行走机构上。
所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其中,所述侧撑紧机构通过侧支撑油缸而设置在所述侧行走机构上。
所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其中,所述下机架的下端连接有牵引小车和驱动卷扬。
所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其中,所述驱动卷扬为双卷扬机。
所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其中,相邻的上机架由分块连接件进行连接。
所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其中,所述上行走机构和侧行走机构能够同步移动。
所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其中,所述L2区钢拱架的间距能够调节。
本发明由于拱架拼装位置为掘进机L2工作区,可以辅助掘进机L1区拱架拼装。与现有纯人工架设拱架技术相比,本发明所提供的L2区钢拱架拼装系统具有以下效果:
1、机械式拼装形式替代纯手工拼装,减少人力劳动,提高施工效率;
2、拱架拼装工作均在隧道底部完成,无需人员攀爬至顶部或侧部,大大提高施工安全系数,同时,系统与掘进机主机共用平台,无需重新搭设检修平台;
3、结构简单紧凑,分块设计,拆装方便,不使用时可分块存放,让出更多人员及物料流通空间;
4、本系统设计布置于敞开式岩石隧道掘进机L2区,钢拱架拼装不受掘进机主机结构的限制,可在L1区既定拱距范围内任意间距拼装,无需增加撑靴开槽数量而造成围岩垮塌及跨拱困难等现象;
5、不需要减速机,降低成本投入。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
图1为在现有的掘进机L1区后方的L2区架设本发明的钢拱架拼装系统的侧视图;
图2为根据本发明的掘进机L2区钢拱架拼装系统的主视图。
附图标记说明:101-刀盘;102-护盾;103-主驱动;104-L1区钢拱架;105-L1区锚杆钻;106-撑靴;107-后支撑;108-L2区钢拱架;D1、D2-间距;1-下机架;2-侧撑紧机构;3-侧支撑油缸;4-上机架;5-分块连接件;6-上行走机构;7-上撑紧机构;8-上支撑油缸;9-侧行走机构;10-牵引小车;11-驱动卷扬;12-后支撑框架。
在附图中,相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,其为在现有的掘进机L1区后方的L2区架设本发明的钢拱架拼装系统的侧视图;其中,刀盘101、护盾102以及主驱动103依次设置在L1区钢拱架104的前方,并且在L1区钢拱架104的后方依次设置有L1区锚杆钻105、撑靴106以及后支撑107,L2区钢拱架108则设置在所述后支撑107的后方。L1区钢拱架104的间距D1取决于撑靴106的开槽数量,而L2区钢拱架108的间距D2可随意调节。
再如图2所示,根据本发明的掘进机L2区钢拱架拼装系统,主要包括:后支撑框架12、上机架4、下机架1、上撑紧机构7、侧撑紧机构2、上支撑油缸8、侧支撑油缸3、分块连接件5、上行走机构6、侧行走机构9、牵引小车10以及驱动卷扬11等。
所述上行走机构6设置在所述后支撑框架12上,并且能够在后支撑框架12上移动。所述侧行走机构9分别设置在后支撑框架12的两侧,并且能够在后支撑框架12上移动。优选地,所述上行走机构6和侧行走机构9可同步移动。
所述上撑紧机构7通过上支撑油缸8而设置在所述上行走机构6上,所述上撑紧机构7上设置有分体式的上机架4,相邻的上机架4由分块连接件5进行连接。所述侧撑紧机构2通过侧支撑油缸3而设置在所述侧行走机构9上,所述侧撑紧机构2上分别连接所述上机架4和下机架1。下机架1的下端连接有牵引小车10和驱动卷扬11。
当驱动卷扬11拉紧钢丝绳时,能够带动牵引小车10沿着上、下机架周向旋转,依次两两连接拱架的上、下机架,使得上机架4和下机架1拼接成环。
通过上行走机构6、侧行走机构9前后移动整个机架到指定拼装位置,将侧撑紧机构2及上撑紧机构7的侧支撑油缸3和上支撑油缸8分别伸出,使整环拱架撑紧到洞壁,完成拱架架设。
优选地,所述驱动卷扬11为双卷扬机,通过电气互锁控制钢丝绳保持拉紧状态。钢拱架拼装机构采用双卷扬带动钢丝绳小车旋转机构,体积小,结构紧凑,拱架自底部逐节挂至钢丝绳小车拼装成环,再由撑紧结构固定到隧道洞壁,整个操作过程均在掘进机。
由于本发明在上机架4处设有分块连接件5及固定装置(图中未标示),当围岩条件较好时无需架设L2区钢拱架,则断开分块连接件5,安装固定装置,使侧部机架固定,上行走装置6及部分机架移至设备后部,使顶部人员及物料通道更通畅。
本发明由于设计于敞开式岩石隧道掘进机L2区,钢拱架拼装不受掘进机主机结构的限制,可在L1区既定拱距范围内任意间距拼装,无需增加撑靴开槽数量而造成围岩垮塌及跨拱困难等现象。此外,本发明的拱架拼装系统在掘进机L2区拼装,无需更改掘进机主机结构,与L1区钢拱架两个拼装工序互不影响,提高工作效率。
综上所述,本发明由于拱架拼装位置为掘进机L2区,可以辅助掘进机L1区拱架拼装。与现有纯人工架设拱架技术相比,本发明所提供的L2区钢拱架拼装系统具有以下有益效果:
1、机械式拼装形式替代纯手工拼装,减少人力劳动,提高施工效率;
2、拱架拼装工作均在隧道底部完成,无需人员攀爬至顶部或侧部,大大提高施工安全系数,同时,系统与掘进机主机共用平台,无需重新搭设检修平台;
3、结构简单紧凑,分块设计,拆装方便,不使用时可分块存放,让出更多人员及物料流通空间;
4、本系统设计布置于敞开式岩石隧道掘进机L2区,钢拱架拼装不受掘进机主机结构的限制,可在L1区既定拱距范围内任意间距拼装,无需增加撑靴开槽数量而造成围岩垮塌及跨拱困难等现象;
5、不需要减速机,降低成本投入。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (8)
1.一种掘进机L2区钢拱架拼装系统,其中,掘进机L2区位于掘进机L1区的后方,在掘进机L1区内设置有L1区钢拱架,并且在掘进机L2区内设置有L2区钢拱架;
所述L1区钢拱架的后方依次设置有L1区锚杆钻、撑靴以及后支撑,所述L2区钢拱架设置在所述后支撑的后方;
所述L2区钢拱架包括:上机架、下机架、上撑紧机构、侧撑紧机构、分块连接件、上行走机构、侧行走机构、牵引小车以及驱动卷扬,所述上行走机构能够移动地设置在所述后支撑的框架上,所述侧行走机构能够移动地分别设置在所述后支撑的框架两侧,所述上撑紧机构设置在所述上行走机构上,所述侧撑紧机构设置在所述侧行走机构上,所述上撑紧机构上设置有分体式的上机架,所述侧撑紧机构上分别连接所述上机架和下机架。
2.根据权利要求1所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其特征在于,所述上撑紧机构通过上支撑油缸而设置在所述上行走机构上。
3.根据权利要求1所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其特征在于,所述侧撑紧机构通过侧支撑油缸而设置在所述侧行走机构上。
4.根据权利要求1所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其特征在于,所述下机架的下端连接有牵引小车和驱动卷扬。
5.根据权利要求4所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其特征在于,所述驱动卷扬为双卷扬机。
6.根据权利要求1所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其特征在于,相邻的上机架由分块连接件进行连接。
7.根据权利要求1所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其特征在于,所述上行走机构和侧行走机构能够同步移动。
8.根据权利要求1所述的掘进机L2区钢拱架拼装系统,其特征在于,所述L2区钢拱架的间距能够调节。
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