CN109231097B - Tbm盾体洞内牵引装置及方法 - Google Patents

Tbm盾体洞内牵引装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了TBM盾体洞内牵引装置及方法，它包括铺设在隧洞底部的锚板，在锚板的顶部平行布置有两台卷扬机，所述卷扬机的牵引钢丝绳从卷扬机卷筒中出绳，多次绕过动滑轮组和定滑轮组的滑轮片后，绳头穿过平衡滑轮片，与钢绳防扭装置联接，形成一个牵引回路；所述动滑轮组与固定在前盾下块底部的牵引耳座通过短钢丝绳相连。此装置解决了TBM掘进机体积庞大，构件超重，在隧洞内牵引行走很难的施工难题，可广泛应用于采用TBM掘进隧洞等类似工程施工。

Description

TBM盾体洞内牵引装置及方法
技术领域
本发明涉及隧洞施工装置领域，特别涉及一种TBM盾体洞内牵引装置及方法。
背景技术
某水利枢纽引水隧洞工程，全长约12.4公里，其中10.4公里，采用全断面岩石隧道掘进机（Tunnel Boring Machinc），简称TBM掘挖。掘进直径8.13m。TBM将隧洞10.4Km掘通后，应将TBM掘进机在隧洞里进行拆除分解，并运出洞外。
TBM盾体主要由刀盘、前盾、内外伸缩盾、支撑盾、指形护盾及主梁等构件组成。盾体长约14m，重约680吨。其中前盾长1780mm，重约400吨。支撑盾长约3000mm，重约280吨。在盾体结构上；前盾外园直径8060mm，在底部80度夹角的外园面上贴焊厚35mm的耐磨板条，将前盾中心由4030mm增高至4065mm。刀盘中心轴装在前盾主驱中心。刀盘周边安装的边刀，将隧洞掘挖成直径8130mm断面。刀盘中心与前盾中心高度相同。支撑盾外园直径7960mm，底部80度夹角外园面上贴焊厚85mm的耐磨板条，将支撑盾中心增高至4065mm，支撑盾作为后支腿支撑盾体头部。
TBM的掘进洞径为8.13m，洞中心高为4065mm，前盾外壳与洞壁之间只有35mm间隙，支撑盾与洞壁之间只有80mm的间隙。在如此小的掘进洞内，不可能拆除TBM掘进机的盾体部分，因此必须将盾体从掘进洞，牵引至扩挖洞，用门机进行拆除。扩挖洞设在隧洞10.4Km地段，人工掘挖与TBM掘进交界处。在扩挖洞段，重约680吨，长约18m的TBM盾体，不能依靠自己的行走顶推系统，牵引顶推TBM向前行走，须采用牵引力大于160吨的牵引装置，将盾体向前牵引20m才行。由于盾头体积庞大，构件超重，隧洞扩挖段空间狭窄，给牵引机具设计布置，带来很多很大难度。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提TBM盾体洞内牵引装置及方法，此装置解决了TBM掘进机体积庞大，构件超重，在隧洞洞内牵引行走很难的施工难题，可广泛应用于采用TBM掘进隧洞等类似工程施工。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：TBM盾体洞内牵引装置，它包括铺设在隧洞底部的锚板，在锚板的顶部平行布置有两台卷扬机，所述卷扬机的牵引钢丝绳从卷扬机卷筒中出绳，多次绕过动滑轮组和定滑轮组的滑轮片后，绳头穿过平衡滑轮片，与钢绳防扭装置联接，形成一个牵引回路；所述动滑轮组与固定在前盾下块底部的牵引耳座通过短钢丝绳相连。
所述锚板通过锚栓固定安装在隧洞底部的混凝土面或岩石面基础上。
所述牵引耳座包括焊接在前盾下块底部的耳板，所述耳板和前盾下块之间焊接有筋板，在两块耳板之间固定有销轴。
所述定滑轮组固定在定位座底板上，所述定位座底板通过定位地锚固定在锚板上，所述定位座底板上固定有两块平行布置的定滑轮组耳板，所述定滑轮组耳板之间安装有定滑轮组销轴；所述定滑轮组耳板上固定有两块平行布置的平衡滑轮座耳板，所述平衡滑轮座耳板之间安装有平衡滑轮座销轴。
所述定滑轮组耳板的侧壁和定位座底板之间固定有定滑轮组筋板，所述平衡滑轮座耳板和定位座底板之间固定有平衡滑轮座筋板。
所述钢绳防扭装置包括矩形框，在矩形框的两端通过平面轴承可转动的安装有环钩，所述环钩与牵引钢丝绳相连。
任意一项所述TBM盾体洞内牵引装置进行TBM盾体牵引的方法，其特征在于他包括以下步骤：
Step1：在隧洞扩挖段洞底钻孔，埋设锚栓，安装锚板；
Step2：将卷扬机底座，定位座底板焊接固定在锚板上；
Step3：在前盾下块的底部两侧对称的焊接牵引耳座；
Step4：将牵引耳座通过短钢丝绳与动滑轮组固定相连；
Step5：将两台卷扬机卷筒上缠绕的牵引钢丝绳头，多次绕过动滑轮组和定滑轮组的滑轮片后，穿过平衡滑轮片与钢绳防扭装置联接；
Step6：操作两台卷扬机同步转动，可牵引圆柱形TBM盾体，向扩挖段行走。
本发明有如下有益效果：
1、通过采用本发明的牵引装置有效的解决了TBM掘进机体积庞大，构件超重，在隧洞洞内牵引行走很难的施工难题，可广泛应用于采用TBM掘进隧洞等类似工程施工。
2、通过采用上述结构的动滑轮组和定滑轮组之间的配合，起到省力的作用，进而保证了其能够牵引重680吨的，长约18m，直径8.06m的圆柱形TBM盾体，向扩挖段行走。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为TBM盾体卷扬式牵引机构示意图。
图2为牵引机构滑轮组与钢丝绳穿绕示意图。
图3为前盾下块牵引耳座结构示意图。
图4为定滑轮组与平衡阳滑轮定位锚板结构示意图。
图5为钢丝绳防扭装置结构示意图。
图中：动滑轮组1、短钢丝绳2、牵引耳座3、前盾下块4、牵引钢丝绳5、平衡滑轮6、定滑轮组7、锚栓8、定位地锚9、卷扬机10、锚板11、防扭装置12、筋板13、销轴14、耳板15、平衡滑轮座筋板16、平衡滑轮座销轴17、平衡滑轮座耳板18、定滑轮组筋板19、定位座底板20、定滑轮组耳板21、定滑轮组销轴22、环钩23、平面轴承24。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
参见图1-5，TBM盾体洞内牵引装置，它包括铺设在隧洞底部的锚板11，在锚板11的顶部平行布置有两台卷扬机10，所述卷扬机10的牵引钢丝绳5从卷扬机10卷筒中出绳，多次绕过动滑轮组1和定滑轮组7的滑轮片后，绳头穿过平衡滑轮片6，与钢绳防扭装置12联接，形成一个牵引回路；所述动滑轮组1与固定在前盾下块4底部的牵引耳座3通过短钢丝绳2相连。所述锚板11通过锚栓8固定安装在隧洞底部的混凝土面或岩石面基础上。通过采用上述结构的洞内牵引装置，操作两台卷扬机10同步转动，可牵引重680吨的，长约18m，直径8.06m的圆柱形TBM盾体，向扩挖段行走20m。
进一步的，所述牵引耳座3包括焊接在前盾下块4底部的耳板15，所述耳板15和前盾下块4之间焊接有筋板13，在两块耳板15之间固定有销轴14。通过牵引耳座3保证短钢丝绳2能够方便的与之连接。
进一步的，所述定滑轮组7固定在定位座底板20上，所述定位座底板20通过定位地锚9固定在锚板11上，所述定位座底板20上固定有两块平行布置的定滑轮组耳板21，所述定滑轮组耳板21之间安装有定滑轮组销轴22；所述定位座底板20上固定有两块平行布置的平衡滑轮座耳板18，所述平衡滑轮座耳板18之间安装有平衡滑轮座销轴17。通过采用上述结构定位座底板20能够方便的对定滑轮组和平衡滑轮组进行固定安装。
进一步的，所述定滑轮组耳板21的侧壁和定位座底板20之间固定有定滑轮组筋板19，所述平衡滑轮座耳板18和定位座底板20之间固定有平衡滑轮座筋板16。通过上述的定滑轮组筋板19增强了定滑轮组耳板21和定位底座板20之间的连接强度，通过平衡滑轮座筋板16增强了平衡滑轮座耳板18和定位座底板20之间的连接强度。
进一步的，所述钢绳防扭装置12包括矩形框，在矩形框的两端通过平面轴承24可转动的安装有环钩23，所述环钩23与牵引钢丝绳5相连。通过钢绳防扭装置12可消减牵引钢绳产生的扭曲应力。
实施例2：
任意一项所述TBM盾体洞内牵引装置进行TBM盾体牵引的方法，其特征在于他包括以下步骤：
Step1：在隧洞扩挖段洞底钻孔，埋设锚栓8，安装锚板11；
Step2：将卷扬机10底座，定位座底板20焊接固定在锚板11上；
Step3：在前盾下块4的底部两侧对称的焊接牵引耳座3；
Step4：将牵引耳座3通过短钢丝绳2与动滑轮组1固定相连；
Step5：将两台卷扬机10卷筒上缠绕的牵引钢丝绳头，多次绕过动滑轮组1和定滑轮组7的滑轮片后，穿过平衡滑轮片6与钢绳防扭装置12联接；
Step6：操作两台卷扬机10同步转动，可牵引圆柱形TBM盾体，向扩挖段行走。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.TBM盾体洞内牵引装置进行TBM盾体牵引的方法，其特征在于， 包括以下步骤：
Step1：在隧洞扩挖段洞底钻孔，埋设锚栓（8），安装锚板（11）；
Step2：将卷扬机（10）底座，定位座底板（20）焊接固定在锚板（11）上；
Step3：在前盾下块（4）的底部两侧对称的焊接牵引耳座（3）；
Step4：将牵引耳座（3）通过短钢丝绳（2）与动滑轮组（1）固定相连；
Step5：将两台卷扬机（10）卷筒上缠绕的牵引钢丝绳头，多次绕过动滑轮组（1）和定滑轮组（7）的滑轮片后，穿过平衡滑轮片（6）与钢绳防扭装置（12）联接；
Step6：操作两台卷扬机（10）同步转动，可牵引圆柱形TBM盾体，向扩挖段行走；
TBM盾体洞内牵引装置，它包括铺设在隧洞底部的锚板（11），在锚板（11）的顶部平行布置有两台卷扬机（10），所述卷扬机（10）的牵引钢丝绳（5）从卷扬机（10）卷筒中出绳，多次绕过动滑轮组（1）和定滑轮组（7）的滑轮片后，绳头穿过平衡滑轮片（6），与钢绳防扭装置（12）联接，形成一个牵引回路；所述动滑轮组（1）与固定在前盾下块（4）底部的牵引耳座（3）通过短钢丝绳（2）相连；
所述定滑轮组（7）固定在定位座底板（20）上，所述定位座底板（20）通过定位地锚（9）固定在锚板（11）上，所述定位座底板（20）上固定有两块平行布置的定滑轮组耳板（21），所述定滑轮组耳板（21）之间安装有定滑轮组销轴（22）；所述定滑轮组耳板（21 ）上固定有两块平行布置的平衡滑轮座耳板（18），所述平衡滑轮座耳板（18）之间安装有平衡滑轮座销轴（17）；
所述定滑轮组耳板（21）的侧壁和定位座底板（20）之间固定有定滑轮组筋板（19），所述平衡滑轮座耳板（18）和定位座底板（20）之间固定有平衡滑轮座筋板（16）。
2.根据权利要求1所述TBM盾体洞内牵引装置进行TBM盾体牵引的方法，其特征在于：所述锚板（11）通过锚栓（8）固定安装在隧洞底部的混凝土面或岩石面基础上。
3.根据权利要求1所述TBM盾体洞内牵引装置进行TBM盾体牵引的方法，其特征在于：所述牵引耳座（3）包括焊接在前盾下块（4）底部的耳板（15），所述耳板（15）和前盾下块（4）之间焊接有筋板（13），在两块耳板（15）之间固定有销轴（14）。
4.根据权利要求1所述TBM盾体洞内牵引装置进行TBM盾体牵引的方法，其特征在于：所述钢绳防扭装置（12）包括矩形框，在矩形框的两端通过平面轴承（24）可转动的安装有环钩（23），所述环钩（23）与牵引钢丝绳（5）相连。
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