CN108691553B - 一种联络通道施工用类矩形顶管机 - Google Patents

一种联络通道施工用类矩形顶管机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种联络通道施工用类矩形顶管机,解决了现有技术中矿山法施工工期长、不能一次成型、施工效率低的问题。本发明包括支撑台车、一号台车、二号台车和三号台车,一号台车和二号台车位于支撑台车的一侧,三号台车位于支撑台车的另一侧,一号台车和二号台车相连接,三号台车和二号台车分别与支撑台车相连接;所述支撑台车上设有类矩形顶管主机和主顶油缸系统,一号台车上设有电气系统和流体系统,二号台车上设有液压系统,三号台车上设有控制室,支撑台车顶部和三号台车顶部设有顶管管节吊运系统。本发明采用全机械法实现联络通道的施工,施工效率高、安全性强,隧道一次成型,无需后续的二次衬砌,工期和成本均大大降低。

Description

一种联络通道施工用类矩形顶管机
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域,特别是指一种联络通道施工用类矩形顶管机。
背景技术
随着经济高速发展,隧道及地下工程的开发与应用逐渐成为现如今交通发展的主要方向,城市地下空间开发逐步向空间化、网络化方向发展,为实现地下空间的互联互通,需要建设大量的联络通道工程。
目前联络通道普遍采用矿山法开挖,通过注浆或冻结等工法对开挖周边一定范围进行加固,为人工开挖提供安全支护。注浆和冷冻技术是通过物理方法改变地层的状态,能够为人工作业提供临时的安全防护,但是存在工期长、造价高、安全性低等问题,急需一种安全高效的施工装备,开展机械化施工。
发明内容
针对上述背景技术中的不足,本发明提出一种联络通道施工用类矩形顶管机,解决了现有技术中矿山法施工工期长、不能一次成型、施工效率低的问题。
本发明的技术方案是这样实现的:一种联络通道施工用类矩形顶管机,包括支撑台车、一号台车、二号台车和三号台车,一号台车和二号台车位于支撑台车的一侧,三号台车位于支撑台车的另一侧,一号台车和二号台车相连接,三号台车和二号台车分别与支撑台车相连接;所述支撑台车上设有类矩形顶管主机和主顶油缸系统,一号台车上设有电气系统和流体系统,二号台车上设有液压系统,三号台车上设有控制室,支撑台车顶部和三号台车顶部设有顶管管节吊运系统。
所述类矩形顶管主机包括刀盘、盾体、主驱动和螺旋输送机,刀盘设置在盾体的前端,主驱动和螺旋输送机均设置在盾体的内部,主驱动与刀盘相连接。
所述刀盘包括中心圆刀盘和周边刀盘,中心圆刀盘呈十字形设置,周边刀盘呈上部为拱形的矩形设置。
所述支撑台车包括用于支撑类矩形顶管主机和主顶油缸系统的底部平台,底部平台上方设有用于支撑上部隧道的上部支撑架,底部平台下方设有用于支撑下部隧道的下部支撑架,上部支撑架通过支撑立柱与下部支撑架相连接,底部平台的底部对称设有轮对。
所述支撑立柱为伸缩柱,伸缩柱通过加强臂与底部平台相连接。
所述主顶油缸系统包括若干组顶推油缸和反力支撑架,顶推油缸水平平行设置,顶推油缸的后端固定在反力支撑架上,反力支撑架固定在主隧道管片内壁。
本发明采用全机械法施工隧道联络通道,在盾壳保护下进行隧道开挖,使用预制顶管管节进行隧道的同步衬砌,联络通道施工一次成型,大大提高了施工效率和安全性。设备采用类矩形断面设计,开挖的联络通道隧道空间利用率相较于圆形隧道大幅提高。本发明可重复使用,能够节约施工成本,采用全机械法实现联络通道的施工,施工效率高、安全性强,隧道一次成型,无需后续的二次衬砌,工期和成本均大大降低,具有较高的推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对实施例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为本发明整体结构示意图。
图2为本发明类矩形顶管机施工示意图。
图3为本发明类矩形顶管主机结构示意图。
图4为本发明刀盘结构示意图。
图5为本发明支撑台车结构示意图。
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1-5所示,实施例1,一种联络通道施工用类矩形顶管机,包括支撑台车2、一号台车3、二号台车6和三号台车8,一号台车3和二号台车6位于支撑台车2的一侧,三号台车8位于支撑台车2的另一侧,一号台车3和二号台车6相连接,三号台车8和二号台车6分别与支撑台车2相连接;所述支撑台车2上设有类矩形顶管主机1和主顶油缸系统11,用于提供类矩形顶管机向前掘进的顶推力。一号台车3上设有电气系统4和流体系统5,用于联络通道施工提供电、气、水及渣土改良介质等。二号台车6上设有液压系统7,用于提供设备工作的液压动力。三号台车8上设有控制室9,支撑台车2顶部和三号台车8顶部设有顶管管节吊运系统,用于施工时管节的转运,电气系统4、流体系统5、液压系统7均与控制室9相连接,由控制室控制。
进一步,所述类矩形顶管主机1包括刀盘101、盾体102、主驱动103和螺旋输送机4,刀盘101设置在盾体102的前端,主驱动103和螺旋输送机4均设置在盾体102的内部,主驱动103与刀盘101相连接。刀盘101在主驱动103的驱动作用下做旋转和摆动运动,实现掌子面的开挖,将地层开挖成类矩形断面的隧道。盾体102在联络通道开挖时对地层进行支撑,为安全施工提供保护;螺旋输送机104用于输送刀盘开挖下来的渣土。所述刀盘101包括中心圆刀盘101-2和周边刀盘101-1,中心圆刀盘101-2呈十字形设置,中心圆刀盘在主驱动作用下旋转切削,挖掘联络通道中部的土层,周边刀盘101-1呈上部为拱形的矩形设置,组成类矩形刀盘,周边刀盘在主驱动的作用下摆动切削,挖掘联络通道周边的土层,并实现隧道形状。组合式刀盘的开挖方式不仅能后实现联络通道类矩形断面的隧道断面形状,提高联络通道空间利用率,而且组合式刀盘相对于单个摆动刀盘切削扭矩大大降低,刀盘和主驱动的受力状态将大大改善,加工制成难度和成本均会大大降低。
实施例2,一种联络通道施工用类矩形顶管机,所述支撑台车2是联络通道用类矩形顶管机的始发台车,包括用于支撑类矩形顶管主机1和主顶油缸系统11的底部平台201,底部平台201上方设有用于支撑上部隧道的上部支撑架202,底部平台201下方设有用于支撑下部隧道的下部支撑架203,上部支撑架202通过支撑立柱204与下部支撑架203相连接,底部平台201的底部对称设有轮对205。所述支撑立柱204为伸缩柱,伸缩柱通过加强臂206与底部平台201相连接。设备从始发井口运输至联络通道施工位置时,支撑立柱204带动上下部支撑架缩回,与主隧道内壁保持一定的安全间隙,整机运输到位后支撑力柱伸出,上下部支撑架贴紧主隧道内壁,并且具有一定的顶力。当联络通道施工时,设备将主隧道衬砌结构挖掘出一个类矩形隧洞,原衬砌结构受力状态发生改变时,支撑台车能够对主隧道起到支撑保护作用。
进一步,所述主顶油缸系统11包括若干组顶推油缸1101和反力支撑架12,顶推油缸1101水平平行设置,顶推油缸1101的后端固定在反力支撑架12上,反力支撑架12固定在主隧道管片内壁。主顶油缸系统11用于提供类矩形顶管机向前掘进的顶推力。顶推油缸后端支撑在反力支撑架12上,反力支撑架固定在主隧道管片内壁,是一个箱型梁式结构,能够将顶推力均匀的传递至后部管片。顶管管节吊运系统能够将整环管节从三号台车吊运至支撑台车内部,并且准确的放置在顶管主机和顶推油缸系统之间。
工作过程为:将联络通道用类矩形顶管机从主隧道井口运输至施工位置,撑紧支撑台车的上下部支撑,通过控制室内的操作按钮,启动设备电气系统、流体系统、液压系统,向类矩形顶管机主机提供掘进的动力、渣土改良介质以及电气控制信号,驱动刀盘开挖掌子面,施工过程中顶推油缸不断伸出,推动主机向前掘进,当主机向前运动距离超过一环管节宽度时主机固定,顶推缸收回,顶管管片吊运系统将管节由四号台车吊运至主机与顶推缸之间,完成管节对接,随后开始下一工作循环,直至联络通道贯通。
其他结构与实施例1相同。
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 (4)

1.一种联络通道施工用类矩形顶管机,其特征在于:包括支撑台车(2)、一号台车(3)、二号台车(6)和三号台车(8),一号台车(3)和二号台车(6)位于支撑台车(2)的一侧,三号台车(8)位于支撑台车(2)的另一侧,一号台车(3)和二号台车(6)相连接,三号台车(8)和二号台车(6)分别与支撑台车(2)相连接;所述支撑台车(2)上设有类矩形顶管主机(1)和主顶油缸系统(11),一号台车(3)上设有电气系统(4)和流体系统(5),二号台车(6)上设有液压系统(7),三号台车(8)上设有控制室(9),支撑台车(2)顶部和三号台车(8)顶部设有顶管管节吊运系统;
所述类矩形顶管主机(1)包括刀盘(101)、盾体(102)、主驱动(103)和螺旋输送机(4),刀盘(101)设置在盾体(102)的前端,主驱动(103)和螺旋输送机(4)均设置在盾体(102)的内部,主驱动(103)与刀盘(101)相连接;刀盘(101)在主驱动(103)的驱动作用下做旋转和摆动运动,实现掌子面的开挖,将地层开挖成类矩形断面的隧道;
所述刀盘(101)包括中心圆刀盘(101-2)和周边刀盘(101-1),中心圆刀盘(101-2)呈十字形设置,周边刀盘(101-1)呈上部为拱形的矩形设置;
所述支撑台车(2)包括用于支撑类矩形顶管主机(1)和主顶油缸系统(11)的底部平台(201),底部平台(201)上方设有用于支撑上部隧道的上部支撑架(202),底部平台(201)下方设有用于支撑下部隧道的下部支撑架(203)。
2.根据权利要求1所述的联络通道施工用类矩形顶管机,其特征在于:所述上部支撑架(202)通过支撑立柱(204)与下部支撑架(203)相连接,底部平台(201)的底部对称设有轮对(205)。
3.根据权利要求2所述的联络通道施工用类矩形顶管机,其特征在于:所述支撑立柱(204)为伸缩柱,伸缩柱通过加强臂(206)与底部平台(201)相连接。
4.根据权利要求1~3任一项所述的联络通道施工用类矩形顶管机,其特征在于:所述主顶油缸系统(11)包括若干组顶推油缸(1101)和反力支撑架(12),顶推油缸(1101)水平平行设置,顶推油缸(1101)的后端固定在反力支撑架(12)上,反力支撑架(12)固定在主隧道管片内壁。
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