CN109854256A - 一种子母盾构机施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种子母盾构机施工方法，在子母盾构机共同掘进时，母机盾体和子机盾体连接在一起，子机盾体内的渣土输送系统将掘进的渣土输送至后部，母机盾体内的母机推进系统和母机拼装机，完成盾构的推进和管片的拼装；在子盾构机始发时，母机盾体和子机盾体拆开分离，子盾构机以母机盾体内的反力架为基础，进行始发；在子盾构机掘进时，子机盾体内的渣土输送系统将掘进的渣土输送至后部，以子机盾体内的子机推进系统和子机拼装机，完成盾构的推进和管片的拼装。本发明能够提升非圆截面隧洞盾构掘进过程中的一次开挖成型问题，节省地表空间、缩短工期、提高掘进效率和经济性。

Description

一种子母盾构机施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工设备，特别是指一种子母盾构机施工方法。

背景技术

盾构隧道施工广泛应用于城市地铁隧道、地下公路隧道及各种地下工程施工，随着需求的增加，盾构机设计朝着多元盾构方向发展。地铁建站和各种隧道对接基站施工作为地下整体施工的重要组成部分，目前该部分施工与隧道掘进是独立进行的，由于地下过站隧道空间为非圆截面，需要常规盾构多次掘进形成，效率较低、费用高。因此，考虑地下基站一次成型并且能够实现成型后连续始发掘进的双圆子母盾构设备。

目前，由于非圆断面的异形盾构技术还不够成熟，双圆子母盾构机结构如何满足洞内拆装后子盾构顺利始发是最大的难题，双圆子母盾构的各个系统如何具备子母盾构的模式转换要求，同样亟待解决。

发明内容

本发明提出一种子母盾构机施工方法，解决了现有盾构机在应对非圆截面隧洞开挖一次掘进成型，以及实现母子盾构独立掘进工况转换的情况的问题，能够节约盾构施工地面空间，实现基站施工一次掘进成型，双圆线间距可调，同时能够快速实现母子分体掘进始发功能。

本发明的技术方案是这样实现的：一种子母盾构机的施工方法，在子母盾构机共同掘进时，母机盾体和子机盾体连接在一起，子机盾体内的渣土输送系统将掘进的渣土输送至后部，母机盾体内的母机推进系统和母机拼装机，完成盾构的推进和管片的拼装；在子盾构机始发时，母机盾体和子机盾体拆开分离，子盾构机以母机盾体内的反力架为基础，进行始发；在子盾构机掘进时，子机盾体内的渣土输送系统将掘进的渣土输送至后部，以子机盾体内的子机推进系统和子机拼装机，完成盾构的推进和管片的拼装。

在子母盾构机共同掘进时，拆除子机盾体的后部盾体和后部盾体内的设备，在始发时，再将子机盾体的后部盾体和后部盾体内的设备安装上。

在子母盾构机共同掘进时，拆除子机盾体的后部盾体、子机米字梁、子机推进系统和子机拼装机，在始发时，拆除母机盾体内的母机米字梁和母机拼装机，以便安装子机盾体的后部盾体、子机米字梁、子机推进系统、子机拼装机和反力架。

母机拼装机和子机拼装机为同一拼装机，能够同时与母机米字梁、子机米字梁配合，适应不同直径管片的安装。

子母盾构机采用双圆布置结构共同掘进。

母机盾体上的母机驱动驱动母机刀盘，子机盾体上的子机驱动驱动子机刀盘。

刀盘上采用软土地层刀具或复合地层刀具对岩土层进行掘进。

双圆两侧的刀盘位于同一掘进平面，母机刀盘为摆动式，避免两侧的母机刀盘发生干涉。

双圆两侧的刀盘一前一后交错设置，避免两侧的刀盘发生干涉。

通过螺旋输送机和皮带机实现渣土的输送。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、适用于基站隧洞开挖，能够实现一次成型，节省成本，提高效率；

2、适用于地下商场等非圆隧洞开挖，将成为地下空间综合施工的优选设备；

3、子母盾构具有独立施工能力，具有更良好的控制地表沉降能力，地质适应能力等多方面优势；

4、通过子母盾构协同控制方便实现变直径截面隧道开挖。

本发明解决了地铁隧道基站隧洞开挖问题，通过双圆盾构设计结合子母盾构的优势，创新性的提出一种双圆子母盾构机施工方法，能够提升非圆截面隧洞盾构掘进过程中的一次开挖成型问题，节省地表空间、缩短工期、提高掘进效率和经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明结构图。

图2为本发明适用于软土地层的刀盘正面图。

图3为本发明适用于复合地层的刀盘正面图。

图4为本发明母机拆机后结构图。

图5为本发明子机组装结构图。

图6为本发明子机始发掘进图。

图中：1-母机刀盘；2-子机刀盘；3-母机驱动；4-子机驱动；5-母机盾体；6-子机盾体；7-母机拼装机；8-母机米字梁；9-子机米字梁；10-子机拼装机；11-反力架；12-螺旋输送机；13-软土地层刀具；14-复合地层刀具；15-管片。

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、4至6所示，本发明提出一种适用于地铁建站和非圆截面一次开挖成型的子母盾构机施工方法，为双圆布置盾体结构，包括刀盘系统、驱动系统、盾体系统、推进系统、渣土输送系统、管片拼装系统和反力支撑系统，刀盘系统包括母机刀盘1和子机刀盘2，驱动系统包括驱动母机刀盘1的母机驱动3和驱动子机刀盘2的子机驱动4，盾体系统包括母机盾体5和子机盾体6，推进系统包括母机推进系统和子机推进系统，推进系统优选为推进油缸，渣土输送系统包括螺旋输送机12或皮带机，管片拼装系统包括母机拼装机7和子机拼装机10，反力支撑系统包括可拆卸的反力架11。

盾体系统包括母机盾体5和子机盾体6，子机盾体6位于母机盾体5内，子机盾体6通过螺栓与母机盾体5可拆卸连接，具体的，母机盾体5包括母机米字梁8，母机米字梁8可拆卸的设在母机盾体5内，子机盾体6包括子机前盾、子机中盾、子机米字梁9和子机尾盾，子机前盾、子机中盾和子机尾盾首尾可拆卸的连接在一起，子机米字梁9可拆卸的设在子机中盾上。

推进系统包括母机推进系统和子机推进系统，母机推进系统设在母机盾体5内，用于子母盾构共同掘进时的推进，子机推进系统可拆卸的安装在子机盾构6内，用于子机盾构单独掘进时的推进。掘进时，驱动系统和推进系统协同控制盾构机的掘进速度和掘进姿态。

渣土输送系统为螺旋输送机12或者皮带机，设在子机盾体6内，作用是将开挖下的仓内渣土及时高效的排出。

拼装机系统母机拼装机7和子机拼装机10，母机拼装机7可拆卸设在母机米字梁8上，子机拼装机10可拆卸设在子机米字梁9上。母机拼装机7和子机拼装机10为各自适应其米字梁的拼装机，或为能够适用此两种米字梁的拼装机。拼装机能够满足子母盾构的多种管片规格的拼装。

反力支撑系统包括反力架11，反力架11可拆卸的设在母机盾体5内，为自子机的始发提供支撑。

如图1、2和3所示，刀盘系统包含两个母机刀盘1和两个子机刀盘2，母机刀盘1位于母机盾体5的前部，子机刀盘2位于子机盾体6的前部，通过各自的驱动系统，子母刀盘能够实现独立掘进。

如图2所示，为适用于软土地层的刀盘正面图，主要包括辐梁式子母刀盘和适用于软土地层的软土地层刀具13，如刮刀、切刀等，刀盘位于同一掘进平面上，两侧的母机刀盘2为摆动式，避免掘进时的干涉。

如图3所示，为适用于复合地层的刀盘正面图，主要包括面板式子母刀盘和适用于复合地层的复合地层刀具14，如滚刀、刮刀等，两侧的刀盘一前一后，交错布置，避免掘进时的干涉。

如图1所示，为子母盾构共同掘进的结构安装图，子机前盾与母机盾体连接在一起，拆除了子机中盾、子机后盾、子机推进系统、子机米字梁9、子机拼装机10和反力架11，安装有母机米字梁8、母机拼装机7、母机推进系统和螺旋输送机12，子母刀盘共同掘进，渣土通过螺旋输送至12转运至盾体后方，母机拼装机7对管片15进行拼装，母机推进系统以管片15为支撑，推进子母盾体共同向前掘进，保持共同掘进状态至盾构到达，准备子机始发。

如图4所示，为母机洞内拆机状态，为后续子盾构始发提供准备，包括拆除母机拼装机7和母机米字梁8。

如图5所示，为子机组装结构图，包括安装子机中盾、子机后盾、子机推进系统、子机米字梁9、子机拼装机10和反力架11，调试子机盾构的独立始发性能参数，达到子盾构始发条件。

如图6所示，为子机始发掘进图，子盾构在母盾构结构内部具备独立始发条件后，拆除所有子母盾体之间的连接螺栓，以反力架为支撑，前向移动，实现了母子盾构分体，子盾构的独立掘进。

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 (10)

1.一种子母盾构机的施工方法，其特征在于：在子母盾构机共同掘进时，母机盾体（5）和子机盾体（6）连接在一起，子机盾体（6）内的渣土输送系统将掘进的渣土输送至后部，母机盾体（5）内的母机推进系统和母机拼装机（7），完成盾构的推进和管片的拼装；在子盾构机始发时，母机盾体（5）和子机盾体（6）拆开分离，子盾构机以母机盾体（5）内的反力架（11）为基础，进行始发；在子盾构机掘进时，子机盾体（6）内的渣土输送系统将掘进的渣土输送至后部，以子机盾体（6）内的子机推进系统和子机拼装机（10），完成盾构的推进和管片的拼装。

2.根据权利要求1所述的子母盾构机的施工方法，其特征在于：在子母盾构机共同掘进时，拆除子机盾体的后部盾体和后部盾体内的设备，在始发时，再将子机盾体的后部盾体和后部盾体内的设备安装上。

3.根据权利要求2所述的子母盾构机的施工方法，其特征在于：在子母盾构机共同掘进时，拆除子机盾体（6）的后部盾体、子机米字梁（9）、子机推进系统和子机拼装机（10），在始发时，拆除母机盾体（5）内的母机米字梁（8）和母机拼装机（7），以便安装子机盾体（6）的后部盾体、子机米字梁（9）、子机推进系统、子机拼装机（10）和反力架（11）。

4.根据权利要求3所述的子母盾构机的施工方法，其特征在于：母机拼装机（7）和子机拼装机（10）为同一拼装机，能够同时与母机米字梁（8）、子机米字梁（9）配合，适应不同直径管片的安装。

5.根据权利要求1所述的子母盾构机的施工方法，其特征在于：子母盾构机采用双圆布置结构共同掘进。

6.根据权利要求5所述的子母盾构机的施工方法，其特征在于：母机盾体（5）上的母机驱动（3）驱动母机刀盘（1），子机盾体（6）上的子机驱动（4）驱动子机刀盘（2）。

7.根据权利要求6所述的子母盾构机的施工方法，其特征在于：刀盘上采用软土地层刀具（13）或复合地层刀具（14）对岩土层进行掘进。

8.根据权利要求5或6所述的子母盾构机的施工方法，其特征在于：双圆两侧的刀盘位于同一掘进平面，母机刀盘（1）为摆动式，避免两侧的母机刀盘（1）发生干涉。

9.根据权利要求5或6所述的子母盾构机的施工方法，其特征在于：双圆两侧的刀盘一前一后交错设置，避免两侧的刀盘发生干涉。

10.根据权利要求1所述的子母盾构机的施工方法，其特征在于：通过螺旋输送机（12）和皮带机实现渣土的输送。