CN109723453A - 顶管机洞内改造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种顶管机洞内改造方法，包括以下步骤：在一敞开式顶管机的机头前端扩挖改造室；在隧道管节围成的洞内铺设轨道并安装运输车以搬运改造装备；在改造室中安装起吊装置以移动改造装备；在洞外将一封闭式顶管机部分拆解以获得改造装备，改造装备包括刀盘体、齿轮箱、动力设备、电气设备、纠偏设备及泥水循环设备；分割刀盘体的副刀杆面以便于洞内搬运并在改造室中拼装刀盘体；加长敞开式顶管机的椎体长度并在椎体的空腔中加设中隔板；在椎体内设置破碎泥水仓并安装刀盘体；定位安装齿轮箱；以及对照封闭式顶管机结构定位安装动力设备、电气设备、纠偏设备及泥水循环设备。本发明能够在隧道施工过程中将顶管机由敞开式迅速改造为封闭式。
Description
技术领域
本发明涉及顶管隧道施工技术领域，尤其涉及一种顶管机洞内改造方法。
背景技术
目前，进行隧道施工的顶管机主要分为敞开式顶管机和封闭式顶管机，其中，敞开式顶管机的机头处于敞开状态，主要依靠人工在机头挖土或爆破，再采用运输车管内输出土体；封闭式顶管机的机头处于封闭状态，通过刀盘切削土体，并采用高压水等措施使切削下来的土体在封闭仓内形成流动性泥浆，然后利用泥浆泵将泥浆抽出。
敞开式顶管机的结构简单，技术难度低，适用于无地下水、尤其是障碍物较多的地质环境，但是存在劳动强度大、施工进度慢、容易造成塌方等缺陷。封闭式顶管机的机械化程度高，施工快，但不适用于地下障碍物较多或者岩石强度高的地质条件。因此，针对不同的地质情况和施工条件，应该采用合适的顶管机及配套设备。
当隧道较长且途径地质复杂时，可能会在敞开式顶管机施工过程中面临地质条件突变而必须换用封闭式顶管机继续施工的情况，然而，施工过程中更换顶管机面临着巨大的困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够在隧道施工过程中将顶管机由敞开式迅速改造为封闭式的顶管机洞内改造方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种顶管机洞内改造方法，包括以下步骤：在一敞开式顶管机的机头前端扩挖改造室并对所述改造室进行喷锚支护处理；在隧道管节围成的洞内铺设轨道并安装能够沿所述轨道运动的运输车以搬运改造装备；在所述改造室中安装起吊装置以辅助移动所述改造装备；在洞外将一封闭式顶管机进行部分拆解以获得所述改造装备，其中，所述改造装备包括刀盘体、齿轮箱、动力设备、电气设备、纠偏设备及泥水循环设备；分割所述刀盘体的副刀杆面以便于洞内搬运并在所述改造室中拼装所述刀盘体；加长所述敞开式顶管机的椎体长度并在所述椎体的空腔中加设中隔板；在所述椎体内设置破碎泥水仓并安装所述刀盘体且所述破碎泥水仓位于所述中隔板与所述刀盘体之间；定位安装所述齿轮箱并使所述齿轮箱与所述刀盘体及所述隧道管节的中心轴在同一直线上；以及对照所述封闭式顶管机结构定位安装所述动力设备、所述电气设备、所述纠偏设备及所述泥水循环设备，并在安装完成后进行运转调试。
本发明提供的顶管机洞内改造方法能够将施工过程中使用的敞开式顶管机改造为封闭式顶管机，以适应不同的地质条件，具有改造速度快，实用性强等特点。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的顶管机洞内改造方法的流程图。
图2为本发明一实施例提供的敞开式顶管机、改造室及起吊装置的结构示意图。
图3为本发明一实施例提供的隧道管节、轨道及运输车的结构示意图。
图4为本发明一实施例提供的刀盘体分割前的结构示意图。
图5为本发明一实施例提供的刀盘体分割后的部分结构示意图。
图6为图2所示的敞开式顶管机的椎体与中隔板及破碎泥水仓的结构示意图。
主要元件符号说明
| 敞开式顶管机 | 10 |
| 机头 | 11 |
| 椎体 | 12 |
| 改造室 | 20 |
| 隧道管节 | 30 |
| 轨道 | 31 |
| 运输车 | 32 |
| 支撑块 | 321 |
| 起吊装置 | 40 |
| 支撑件 | 41 |
| 固定件 | 42 |
| 起吊件 | 43 |
| 加固件 | 44 |
| 刀盘体 | 50 |
| 中隔板 | 60 |
| 人孔 | 61 |
| 破碎泥水仓 | 70 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明的实施例提供一种顶管机洞内改造方法，主要包括以下步骤：
S1：在一敞开式顶管机的机头前端扩挖改造室并对改造室进行喷锚支护处理。
具体地，请一并参阅图2，采用暗挖法在敞开式顶管机10的机头11前端扩挖改造室20是为了保证对机头11改造具有足够的空间。在一个实施例中，改造室20的截面呈马蹄形，当机头11的轮廓边缘呈圆形且直径为D1时，改造室20截面的弧形边所对应的圆的直径为D1+1.6m，即在机头11的周边留下0.8m宽的操作空间。
在一个实施例中，对改造室20进行喷锚支护处理具体包括喷射混凝土及加设锚杆等操作以对改造室20进行加固支撑，从而提高改造室20的安全性。
S2：在隧道管节围成的洞内铺设轨道并安装能够沿轨道运动的运输车以搬运改造装备。
具体地，请一并参阅图3，隧道管节30为截面呈圆环状的混凝土管体。轨道31的延伸方向平行于隧道管节30的中心轴。在一个实施例中，运输车32为平板运输车并包括多个支撑块321，多个支撑块321可移动地放置于运输车32上，因此，可以根据改造装备与运输车32之间的接触面形状调整支撑块321的数量及位置。可以理解，改造装备即改造敞开式顶管机10所需的设备、零件等。
S3：在改造室中安装起吊装置以辅助移动改造装备。
具体地，请继续参阅图2，起吊装置40包括支撑件41、固定件42及多个起吊件43，支撑件41的一端固定连接于改造室20的底壁、另一端与固定件42相连接，多个起吊件43装设于固定件42上且间隔设置。可以理解，起吊过程中采用的起吊件43数量及位置可根据实际使用情况进行选择。
在一个实施例中，起吊装置40还包括加固件44，加固件44的其中一端与固定件42远离支撑件41的一端相连接，另一端抵持于机头11。可以理解，起吊件43通过支撑件41、固定件42及加固件44与改造室20的底壁和机头11稳固连接，从而安全可靠地起吊改造装备。
S4：在洞外将一封闭式顶管机进行部分拆解以获得改造装备，其中，改造装备包括刀盘体、齿轮箱、动力设备、电气设备、纠偏设备及泥水循环设备。
本实施例中，根据隧道施工的地质环境的改变，需要将敞开式顶管机10改造为封闭式，直接拆解一封闭式顶管机获得改造装备，能够实现快速改造的需求。需要说明的是，对封闭式顶管机进行拆解可以与步骤S1～S3同时进行或者先于步骤S1～S3，因为封闭式顶管机在洞外进行拆解，不会影响改造室20的施工。
具体地，动力设备主要包括行星减速机及电机。电气设备主要包括配电箱、计算机、电缆及多种传感器。纠偏设备主要包括纠偏泵站、纠偏千斤顶及油管。泥水循环设备主要包括泥水旁通、进浆管及排浆管。
S5：分割刀盘体的副刀杆面以便于洞内搬运并在改造室中拼装刀盘体。
具体地，请参阅图4及图5，刀盘体50大致呈圆形且表面设有多个撕裂刀、多个刮刀及多个贝型刀，其中，撕裂刀能够撕裂岩层，刮刀及贝型刀主要用于切削土体。
可以理解，刀盘体50设于机头11与土体的接触端，面积较大，难以整体在洞内运输，因此采用切割的方法将刀盘体50进行分块运输，然后在改造室20中焊接在一起。本实施例中，将刀盘体50相远离的两个端部切割以分成三个部分，从而降低刀盘体50的宽度。需要说明的是，分割刀盘体50可以与步骤S1～S3同时进行或者先于步骤S1～S3，因为刀盘体50在洞外进行分割，不会影响改造室20的施工，但是刀盘体50的拼装应该在步骤S1～S3之后。
另外，为保证刀盘体50能够在改造室20中进行组装，当刀盘体50的直径为D2时，改造室20沿隧道管节30的中心轴方向的长度为D2+2m。
S6：加长敞开式顶管机的椎体长度并在椎体的空腔中加设中隔板。
S7：在椎体内设置破碎泥水仓并安装刀盘体且刀盘体安装于破碎泥水仓远离中隔板的一侧。
请参阅图6，椎体12加长475mm，中隔板60的厚度为40mm。中隔开设有人孔61，人孔61呈矩形且长度为600mm，宽度为500mm。需要说明的是，敞开式顶管机10的长度和体积不能满足破碎泥水仓70的要求，因此需要加长椎体。在中隔板60上开设人孔61有利于工人穿过，方便加工。
S8：定位安装齿轮箱并使齿轮箱与刀盘体及隧道管节的中心轴在同一直线上。
具体地，可采用全站仪实现齿轮箱的定位安装。在一个实施例中，全站仪包括设置于中隔板60上的四个激光测距仪，四个激光测距仪分别位于中隔板60的上下左右四个方位且里程相同、偏距相同的位置。
S9：对照封闭式顶管机结构定位安装动力设备、电气设备、纠偏设备及泥水循环设备，并在安装完成后进行运转调试。
可以理解，将敞口式顶管机10改造为封闭式进行施工之前，实有必要进行运转调试以确保改造后的顶管机能够正常施工，避免改造后的顶管机在没有调试的情况下直接施工而造成巨大的损失。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种顶管机洞内改造方法，其特征在于，包括以下步骤：
在一敞开式顶管机的机头前端扩挖改造室并对所述改造室进行喷锚支护处理；
在隧道管节围成的洞内铺设轨道并安装能够沿所述轨道运动的运输车以搬运改造装备；
在所述改造室中安装起吊装置以辅助移动所述改造装备；
在洞外将一封闭式顶管机进行部分拆解以获得所述改造装备，其中，所述改造装备包括刀盘体、齿轮箱、动力设备、电气设备、纠偏设备及泥水循环设备；
分割所述刀盘体的副刀杆面以便于洞内搬运并在所述改造室中拼装所述刀盘体；
加长所述敞开式顶管机的椎体长度并在所述椎体的空腔中加设中隔板；
在所述椎体内设置破碎泥水仓并安装所述刀盘体且所述破碎泥水仓位于所述中隔板与所述刀盘体之间；
定位安装所述齿轮箱并使所述齿轮箱与所述刀盘体及所述隧道管节的中心轴在同一直线上；以及
对照所述封闭式顶管机结构定位安装所述动力设备、所述电气设备、所述纠偏设备及所述泥水循环设备，并在安装完成后进行运转调试。
2.如权利要求1所述的顶管机洞内改造方法，其特征在于：所述机头的轮廓边缘呈圆形且直径为D1；所述改造室的截面呈马蹄形且其圆弧形边所对应的圆的直径为D1+1.6m。
3.如权利要求1所述的顶管机洞内改造方法，其特征在于：所述刀盘体的直径为D2；所述改造室沿所述隧道管节的中心轴方向的长度为D2+2m。
4.如权利要求1所述的顶管机洞内改造方法，其特征在于：所述喷锚支护处理包括喷射混凝土及加设锚杆进行支撑。
5.如权利要求1所述的顶管机洞内改造方法，其特征在于：所述起吊装置包括支撑件、固定件及多个起吊件，所述支撑件的一端固定连接于所述改造室的底壁、另一端与所述固定件相连接，多个所述起吊件装设于所述固定件上且间隔设置。
6.如权利要求5所述的顶管机洞内改造方法，其特征在于：所述起吊装置还包括加固件，所述加固件的其中一端与所述固定件远离所述支撑件的一端相连接，另一端抵持于所述机头。
7.如权利要求1所述的顶管机洞内改造方法，其特征在于：采用全站仪实现齿轮箱的定位安装，所述全站仪包括设置于所述中隔板上的四个激光测距仪，四个所述激光测距仪分别位于所述中隔板的上下左右四个方位且里程相同、偏距相同的位置。
8.如权利要求1所述的顶管机洞内改造方法，其特征在于：所述椎体加长475mm，所述中隔板的厚度为40mm。
9.如权利要求8所述的顶管机洞内改造方法，其特征在于：所述中隔板开设有人孔，所述人孔呈矩形且长度为600mm，宽度为500mm。
10.如权利要求1所述的顶管机洞内改造方法，其特征在于：所述动力设备包括行星减速机及电机；所述电气设备包括配电箱、计算机、电缆及多种传感器；所述纠偏设备包括纠偏泵站、纠偏千斤顶及油管；所述泥水循环设备包括泥水旁通、进浆管及排浆管。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111305895A (zh) * | 2020-02-20 | 2020-06-19 | 浙江八达隧道工程股份有限公司 | 一种小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法 |
| CN113047855A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-06-29 | 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司 | 一种基于既有刀盘变径改造的新制盾构刀盘及其施工方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3826772A1 (de) * | 1988-08-06 | 1990-02-08 | Gewerk Eisenhuette Westfalia | Vortriebseinrichtung fuer den schildvortrieb oder fuer rohrvorpressbetriebe mit hydraulischer foerdereinrichtung |
| EP2674569A1 (de) * | 2012-06-15 | 2013-12-18 | Stefan Trümpi | Fugendichtung für Rohrvortriebe |
| CN105134238A (zh) * | 2015-10-10 | 2015-12-09 | 中铁十四局集团有限公司 | 一种应用于管幕施工的机头可回撤式顶管机 |
| CN205000973U (zh) * | 2015-09-30 | 2016-01-27 | 浙江凌云水利水电建筑有限公司 | 一种河床底部大口径顶管施工设备 |
| CN207177906U (zh) * | 2017-07-21 | 2018-04-03 | 中交一公局海威工程建设有限公司 | 顶管机 |
| CN208073482U (zh) * | 2018-04-13 | 2018-11-09 | 杭州三阳建设工程有限公司 | 一种盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置及施工结构 |
-
2018
- 2018-11-30 CN CN201811453571.5A patent/CN109723453B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3826772A1 (de) * | 1988-08-06 | 1990-02-08 | Gewerk Eisenhuette Westfalia | Vortriebseinrichtung fuer den schildvortrieb oder fuer rohrvorpressbetriebe mit hydraulischer foerdereinrichtung |
| EP2674569A1 (de) * | 2012-06-15 | 2013-12-18 | Stefan Trümpi | Fugendichtung für Rohrvortriebe |
| CN205000973U (zh) * | 2015-09-30 | 2016-01-27 | 浙江凌云水利水电建筑有限公司 | 一种河床底部大口径顶管施工设备 |
| CN105134238A (zh) * | 2015-10-10 | 2015-12-09 | 中铁十四局集团有限公司 | 一种应用于管幕施工的机头可回撤式顶管机 |
| CN207177906U (zh) * | 2017-07-21 | 2018-04-03 | 中交一公局海威工程建设有限公司 | 顶管机 |
| CN208073482U (zh) * | 2018-04-13 | 2018-11-09 | 杭州三阳建设工程有限公司 | 一种盾构式矩形顶管接收用钢套筒装置及施工结构 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111305895A (zh) * | 2020-02-20 | 2020-06-19 | 浙江八达隧道工程股份有限公司 | 一种小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法 |
| CN111305895B (zh) * | 2020-02-20 | 2021-04-30 | 浙江八达隧道工程股份有限公司 | 一种小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法 |
| CN113047855A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-06-29 | 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司 | 一种基于既有刀盘变径改造的新制盾构刀盘及其施工方法 |
| CN113047855B (zh) * | 2021-03-31 | 2024-03-15 | 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司 | 一种基于既有刀盘变径改造的新制盾构刀盘及其施工方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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