CN109423925A - 一种盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕及其施工方法,包括盾构隧道，盾构隧道设有可拆卸连接的上轨枕和下轨枕，上轨枕包括与盾构隧道配合的上管片，上管片上设有上位耳板、下位耳板和台车行走轨枕，上管片上设有弯螺栓丝杠头，所述的下轨枕包括底部支撑管片，底部支撑管片上设有电瓶车行走轨枕；所述的上轨枕和下轨枕位于两个平面设置；本发明的有益效果是：占用隧道空间小，拆除移位更轻松，提高了工效；可充分利用隧道侧壁管片环缝弯螺栓作为台车悬空独立新轨枕的受力支撑点，有利于台车荷载的应力传递；台车与电瓶车系统轨枕分枕后，各自独立运行，互不干挠；实现台车行走轨枕的周转使用。

Description

一种盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕及其施工方法

技术领域

本发明属于盾构隧道掘进技术领域，具体涉及的是一种盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕及其施工方法。

背景技术

盾构法隧道施工技术目前已在国内地铁市场、市政输水隧洞、电力隧道等领域应用广泛，盾构机台车及水平运输设备电瓶车铺设轨道所需的轨枕形式多样，其中盾构机台车行走轨枕大多为“三角”形式，多与电瓶车行走轨枕相互组合或者与电瓶车共用一根长轨枕。电瓶车行走轨枕大多是用槽钢、角钢及工字钢等材料加工而成。传统的电瓶车及台车行走轨枕在实际使用中或多或少存在一些影响使用的情况，主要表现如下:

1、用槽钢加工方便，不需要安装轨道小压板，但相对来说轨枕刚度较低，极易变形并导致轨道内扣，引起电瓶车脱轨，并且不易清理轨枕附近及其上的渣土；

2、用角钢加工快速轻便，但由于轨道卡槽较浅容易脱槽导致电瓶车脱轨，尤其是在隧道转弯段。轨道高度相对来说较低，极易被渣土口吊下来的渣土淹没，影响电瓶车正常运输通行；

3、用工字钢加工的轨枕刚度大强度高，应用极为广泛，但加工工艺较为繁琐，需钻孔安装轨道小压板，实际安装费时并且需要安排专门的轨道养护工进行检修，投入成本较高，电瓶车脱轨几率相对槽钢、角钢轨枕较低。

而且盾构法隧道施工技术目前已在国内地铁市场、市政输水隧洞、电力隧道等领域应用广泛，盾构机台车及水平运输设备电瓶车铺设轨道所需的轨枕形式多样，其中盾构机台车行走轨枕大多为“三角”形式，多与电瓶车行走轨枕相互组合或者与电瓶车共用一根长轨枕。电瓶车行走轨枕大多是用槽钢、角钢及工字钢等材料加工而成。传统的电瓶车及台车行走轨枕在实际使用中或多或少存在一些影响使用的情况，主要表现如下:

1、用槽钢加工方便，不需要安装轨道小压板，但相对来说轨枕刚度较低，极易变形并导致轨道内扣，引起电瓶车脱轨，并且不易清理轨枕附近及其上的渣土；

2、用角钢加工快速轻便，但由于轨道卡槽较浅容易脱槽导致电瓶车脱轨，尤其是在隧道转弯段。轨道高度相对来说较低，极易被渣土口吊下来的渣土淹没，影响电瓶车正常运输通行；

3、用工字钢加工的轨枕刚度大强度高，应用极为广泛，但加工工艺较为繁琐，需钻孔安装轨道小压板，实际安装费时并且需要安排专门的轨道养护工进行检修，投入成本较高，电瓶车脱轨几率相对槽钢、角钢轨枕较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种结构简单，占用隧道空间小，重量轻，拆除移位更轻松，提高了工效的，并且，台车与电瓶车系统轨枕分枕后，各自独立运行，互不干挠的盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕及其施工方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕,包括盾构隧道，盾构隧道设有可拆卸连接的上轨枕和下轨枕，其结构要点是，上轨枕包括与盾构隧道配合的上管片，上管片上设有上位耳板、下位耳板和台车行走轨枕，上管片上设有弯螺栓丝杠头，所述的下轨枕包括底部支撑管片，底部支撑管片上设有电瓶车行走轨枕；所述的上轨枕和下轨枕位于两个平面设置。

作为本发明的进一步改进，台车行走轨枕包括行走平台和台车轨道，行走平台水平设置且与上管片固定连接，台车轨道可拆卸的安装在行走平台上。

作为本发明的进一步改进，电瓶车行走轨枕包括U型槽钢。

一种盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕，其施工方法为：

S1.现场施工准备，将盾构机掘进过程中利用平板电瓶车将上管片、台车行走轨枕、电瓶车行走轨枕、弯螺栓丝杠头等材料均运到盾构后续台车的最前端，并进行电瓶车行走轨枕中线放线。

S2.上轨枕安装，上轨枕分别在隧道掘进的台车工作面内的左右两侧，上位耳板设有圆孔，并通过圆孔套装在上管片上的弯螺栓丝杆上，并用搬手拧紧丝母压紧耳板，即台车行走轨枕安装就位。

S3.下轨枕安装，把电瓶车行走轨枕中点按底部支撑管片宽度的间距铺设，使之串连起来，在U型槽钢的某一侧的外侧焊接钢楔片，插入到底部支撑管片与底部支撑管片之间的环缝内，插入深度在50～80mm。

S4.矫正测量，对上轨枕上的台车行走轨枕轨距进行量测，误差控制在1～2mm左右，对下轨枕上的电瓶车行走轨枕进行基标设置位置，对控制基标而言：直线上每120m、曲线上每60m、曲线起止点、缓圆点、圆缓点、道岔起止点等均应各设置一个点；对加密基标而言：直线上每6m、曲线上每5m各设置一个点。

本发明的有益效果是：

(1)结构简单，占用隧道空间小，重量轻，拆除移位更轻松，提高了工效。

(2)可充分利用隧道侧壁管片环缝弯螺栓作为台车悬空独立新轨枕的受力支撑点，有利于台车荷载的应力传递。

(3)台车与电瓶车系统轨枕分枕后，各自独立运行，互不干挠。

(4)实现台车行走轨枕的周转使用，且拆除与安装轻便、快速、安全、灵活。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的上轨枕结构示意图；

图3为本发明的下轨枕结构示意图；

图4为本发明的上轨枕局部结构示意图；

其中，1-盾构隧道，2-上轨枕，3-下轨枕，4-上管片，5-上位耳板，6-下位耳板，7-台车行走轨枕，8-万螺栓丝杠头，9-底部支撑管片，10-电瓶车行走轨枕，11-行走平台，12-台车轨道。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕,包括盾构隧道1，盾构隧道1设有可拆卸连接的上轨枕2和下轨枕3，所述的上轨枕2包括与盾构隧道1配合的上管片4，上管片4上设有上位耳板5、下位耳板6和台车行走轨枕7，上管片4上设有弯螺栓丝杠头8，所述的下轨枕3包括底部支撑管片9，底部支撑管片9上设有电瓶车行走轨枕10；所述的上轨枕2和下轨枕3位于两个平面设置。

所述的台车行走轨7枕包括行走平台11和台车轨道12，行走平台11水平设置且与上管片4固定连接，台车轨道12可拆卸的安装在行走平台11上。

所述的电瓶车行走轨10枕包括U型槽钢。

一种盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕，其施工方法为：

S1.现场施工准备，将盾构机掘进过程中利用电瓶车将上管片4、台车行走轨枕7、电瓶车行走轨枕10、弯螺栓丝杠头8等材料均运到盾构后续台车的最前端，并进行电瓶车行走轨枕10中线放线；

S2.上轨枕2安装，上轨枕2分别在隧道掘进的台车工作面内的左右两侧，上位耳板6设有圆孔，并通过圆孔套装在上管片4上的弯螺栓丝杆8上，并用搬手拧紧丝母压紧耳板，即台车行走轨枕7安装就位；

S3.下轨枕3安装，把电瓶车行走轨枕10中点按底部支撑管片9宽度的间距铺设，使之串连起来，在U型槽钢的某一侧的外侧焊接钢楔片，插入到底部支撑管片9与底部支撑管片9之间的环缝内，插入深度在50～80mm；

S4.矫正测量，对上轨枕上的台车行走轨枕轨距进行量测，误差控制在1～2mm左右，对下轨枕上的电瓶车行走轨枕进行基标设置位置，对控制基标而言：直线上每120m、曲线上每60m、曲线起止点、缓圆点、圆缓点、道岔起止点等均应各设置一个点；对加密基标而言：直线上每6m、曲线上每5m各设置一个点。

在具体的实施过程中，具体步骤包括：

一、现场施工准备

1)台车行走轨枕7和上部耳板5和下部耳板6放线定位

把上位耳板5的每一盾构隧道环缝上的上位弯螺栓丝杆头8均连线并在上管片4内表面弹墨线，确定台车行走轨枕7和上位耳板5的安装标高；同理，确定确定台车行走轨枕7和上位耳板5的安装标高。

2)在盾构机掘进过程中利用电瓶车将管片4、台车行走轨枕7、电瓶车行走轨枕10、弯螺栓丝杠头8等等材料均运到盾构后续台车的最前端。

3)电瓶车行走轨枕中线放线

把图的盾构隧道每一环底部支撑管片环缝中点，连成纵向中心线，，并在管片内表面底部弹中线。

4)按照《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999第13.1.3条之规定，自行设计轻便新型轨枕，采用换枕铺设法替代施工组织设计中的200bH型钢共枕轨枕施工。

二、上轨枕安装

台车行走轨道安装

分别将台车轨道12安装在行走平台11的上表面，按放纵线定位。并用与之配套的限位螺栓和钢板压块固定台车轨道12。台车轨道12安装完毕后，复核台车轨距，验收误差满足验收规范要求。

1)由于台车轨道12铺是临时过渡措施，拆除后枕轨补安前枕轨其与设计周转安装总长度均在60m以内，故对台车轨道12施工的轨长、轨缝、曲线超高、盾构隧道混凝土标号和钢轨锁定温度等基本符合设计规定即可，无其他更高的要求(台车和电瓶车轨道同型号，采用非焊接的夹板式栓接对接轨道施工)。

台车轨道位置调整

1)台车轨道12应按设计图并依照基标进行调整。道尺使用前应校正，其精度允许偏差为+0～0.5mm。

2)台车轨道12的两股钢轨应采用相对式接头直线段允许相错量为20mm；曲线段采用现行标准缩短轨，允许相错量为规定缩短量之半加15mm，当缩短轨对接布置困难而需要错接时其错开距离不应小于3m。道岔接头应按设计图布置。

3)台车轨道12钢轨的接头里程，普通对接接头应保持相对式接头加缝隙不变，但距特殊区段的里程必须符合设计规定。

4)台车轨道12钢轨调整精度按下列规定控制(1)轨道中心线：距基标中心湾队线允许偏差为+2mm；(2)，轨道方向：直线段用10m弦量允许偏差为1mm。曲线段用20m弦量正矢，允许偏差应符合表1的规定；(3)台车轨顶水平及高程：高程允许偏差为+1mm，左右股钢轨顶面水平允许偏差为1mm，在延长18m的距离范围内应无大于1mm三角坑；(4)台车轨顶高低差：用10m弦量不应大于1mm；(5)轨距：允许偏差为+2mm或-1mm，变化率不应大于1‰；(6)轨底坡：按1/40设置，(7)轨缝允许偏差为0～1mm；(8)钢轨接头：轨面、轨头内侧应平直顺，允许偏差为0.05mm。

三、台车安装与运行：将台车吊装在台车轨轨道1之上，先试车再即可投入运行。

四、拆前枕补后枕延伸台车轨道12：盾构机掘进时，整个台车轨道12以铺设60m以内长度，作为分段向着前进方向不停地移位，掘进中可以把后面的分枕式独立轨枕和台车轨道12拆除后调用到前面来循环使用，拆除台车后面的台车轨道12和轨枕，用于周转补充到台车前进方向的轨枕安装铺设并延伸轨道。

五、台车移位运行：后续台车在铺设的台车轨道上移位平稳向前推进。

三、下轨枕安装

1.把电瓶车行走轨枕10中点按底部支撑管片9宽度的间距铺设，使之串连起来，在U形槽钢壁的某一侧的外侧焊接钢楔片，插入到底部支撑管片9与底部支撑管片9之间的环缝内，插入深度在50～80mm。

2.轨距测量：对电瓶车轨距进行量测，误差控制在1～2mm左右。

3.电瓶车行走轨道安装：钢轨镶嵌在U型轨枕两端的卡槽内，对称布置，将运输电瓶车钢轨镶嵌在电瓶车U形槽轨枕的卡槽内，用钢脚插入底部支撑管片9与底部支撑管片9之间的环缝缝隙内，用以固定运输电瓶车槽钢轨枕，铺设电瓶车钢轨，延伸电瓶车轨道。由于运输电瓶车钢轨轨道较长，相对台车轨道而言要求更多。

1)运输电瓶车轨道施工的轨长、轨缝、曲线超高、盾构隧道管片混凝土标号和钢轨锁定温度等应符合设计规定。道床采用的自制轨枕短轨岔枕等宜在工厂制作。

2)运输电瓶车钢轨轨道施工应具备下列条件：设计文件齐全，图纸已经会审，施工方案已审批并进行技术交底，隧道结构验收合格，铺轨基标敷设完毕，施工区段内供水，供电和照明满足需要，进料口已落实器材和施工机具等齐备。

3)运输电瓶车轨道铺设完毕应在设计规定的锁定轨温范围内正式锁定。

4)盾构隧道内的温差不大，此处不考虑当施工锁定轨温偏离设计规定的锁定温度时放散应力后重新锁定的情形。

5)运输电瓶车轨道完工后进行线路贯通测量并按设计位置敷设线路标志。

4.基标设置：1)基标设置位置，对控制基标而言：直线上每120m、曲线上每60m、曲线起止点、缓圆点、圆缓点、道岔起止点等均应各设置一个点；对加密基标而言：直线上每6m、曲线上每5m各设置一个点.

2)基标设置允许偏差，

①控制基标：方向为6”高程为+2mm，直线段距离为1/5000，曲线段距离为1/10000；加密基标:方向为+1mm高程为直线段距离为+5mm，曲线段距离为+3mm.基标标桩高程，调整符合要求后应及时固定在管片的因定位置并标志清楚。

②平板运输电瓶车轨道架设与轨枕或短轨岔枕安装

钢轨架设前必须调直扣件的飞边毛刺等应打磨干净并涂油，钢轨和道岔均应采用支撑架架设，钢轨支撑架架设间距直线段宜3m，曲线段宜2.5m设置一个并直线段支撑架应垂直线路方向曲线段支撑架应垂直线路的切线方向.道岔支撑架应按设计位置设置.架设于支撑架上的钢轨道岔应初步调整其水平、位置、轨距和高程，并测放出始发进轨枕、短轨(岔)枕位置。

③运输电瓶车行走轨枕或短轨(岔)枕安装时，直线段两股钢轨的轨枕或短轨(岔)枕中心线应与线路中线垂直，曲线段应与线路中线的切线方向垂直。道岔辙岔部分的短岔枕应垂直辙岔角的平分线转辙器及连接部分应与道岔直股方向垂直。

④运输电瓶车行走轨枕或短轨(岔)枕安装距离允许偏差为+10mm，承轨槽边缘距整体道床变形缝和钢轨普通(绝缘)接缝中心均不应小于70mm。

⑤运输电瓶车行走轨枕10或短轨(岔)枕的垫板安装完毕，其扣件宜先安装钢轨的一侧再安装另一侧位置正确后拧紧螺栓。钢轨的普通对接接头，应按设计轨缝宽度安装夹板后拧紧螺栓。

5.平板电瓶车轨道位置调整：

轨道道岔调整精度按下列要求控制：(1)里程位置：允许偏差为+15mm；(2)，导曲线及附带曲线:导曲线支距允许偏差为1mm，附带曲线用10m弦量连续正矢差允许偏差为1mm；(3)，轨顶水平及高程:全长范围内高低差不应大于2mm，高程允许偏差为+1mm；(4)，转辙器必须扳动灵活，曲尖轨在第一连接杆处的动程不应小于152mm，尖轨与基本轨密贴，其间隙不应大于1mm，尖轨的尖端处轨距允许偏差为+1mm；(5)，轨面应平顺，滑床板在同一平面内，轨撑与基本轨密贴，其间隙不应大于0.5mm；(6)轨道的钢轨和道岔精度调整合格后必须用螺栓和限位钢压板固定牢固。

综上所述，用本工法分枕轨枕施工后，隧道内水平运输在始发井的端头井内铺设双线，便于列车编组会车、矿车出渣、下材料等；在始发井的端头井至盾构机后续台车之后的200m之外由电瓶车单轨往返进出料。盾构机后续台车系统与电瓶车系统分枕运行，洞内运输采用两列编组列车，每台盾构机各配两列编组，均为由18t变频电机车牵引，包括2节管片车、1节6m3砂浆车或4节14m3渣土车组成。列车的编组完全满足要求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕,包括盾构隧道，盾构隧道设有可拆卸连接的上轨枕和下轨枕，其特征在于：所述的上轨枕包括与盾构隧道配合的上管片，上管片上设有上位耳板、下位耳板和台车行走轨枕，上管片上设有弯螺栓丝杠头，所述的下轨枕包括底部支撑管片，底部支撑管片上设有电瓶车行走轨枕；所述的上轨枕和下轨枕位于两个平面设置。

2.根据权利要求1所述的一种盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕，其特征在于：所述的台车行走轨枕包括行走平台和台车轨道，行走平台水平设置且与上管片固定连接，台车轨道可拆卸的安装在行走平台上。

3.根据权利要求1所述的一种盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕，其特征在于：所述的电瓶车行走轨枕包括U型槽钢。

4.根据权利要求1所述的一种盾构机台车与电瓶车系统分枕的轨枕，其施工方法为：

S1.现场施工准备，将盾构机掘进过程中利用平板电瓶车将上管片、台车行走轨枕、电瓶车行走轨枕、弯螺栓丝杠头等材料均运到盾构后续台车的最前端，并进行电瓶车行走轨枕中线放线；

S2.上轨枕安装，上轨枕分别在隧道掘进的台车工作面内的左右两侧，上位耳板设有圆孔，并通过圆孔套装在上管片上的弯螺栓丝杆上，并用搬手拧紧丝母压紧耳板，即台车行走轨枕安装就位；

S3.下轨枕安装，把电瓶车行走轨枕中点按底部支撑管片宽度的间距铺设，使之串连起来，在U型槽钢的某一侧的外侧焊接钢楔片，插入到底部支撑管片与底部支撑管片之间的环缝内，插入深度在50～80mm；

S4.矫正测量，对上轨枕上的台车行走轨枕轨距进行量测，误差控制在1～2mm左右，对下轨枕上的电瓶车行走轨枕进行基标设置位置，对控制基标而言：直线上每120m、曲线上每60m、曲线起止点、缓圆点、圆缓点、道岔起止点等均应各设置一个点；对加密基标而言：直线上每6m、曲线上每5m各设置一个点。