CN110593884A - 一种联络通道掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种联络通道掘进机，包括管节吊运台车，管节吊运台车的一侧设有管节运输装置，管节吊运台车的另一侧设有后配套系统，管节吊运台车跨在反力支撑系统上，反力支撑系统上设有管节推进系统，管节推进系统推动管节，管节作用在掘进主机上，管节推进系统与掘进主机之间设有伸缩输送装置。本发明的优点：反力架上的作用力通过桥板分散到主隧道管片上，使隧道开挖具有足够的反力支撑；采用连续出渣方式，避免了渣斗出渣时必须停止掘进的缺点；实现自动化机械开挖，保证施工一次成型，大大提高了施工效率和安全性；管片吊运台车、后配套均采用轮式结构，支撑平台拆装方便，可实现快速转场、循环施工；敞开式隧道掘进机总体施工成本更低。

Description

一种联络通道掘进机

技术领域

本发明涉及隧道施工设备，特别是指一种联络通道掘进机。

背景技术

在隧道施工技术领域，一般会在相邻的两个隧道之间设计、建造多个联络通道，起到连通隧道、排水、消防、应急逃生等作用。隧道间的联络通道在国内外经常采用冻结法+矿山法进行施工，随着技术的发展，机械化施工在联络通道工程中开始“崭露头角”，与冻结法+矿山法相比，机械化施工具有经济性好、安全性高、工期短等特点。

目前，机械化施工联络通道多为圆形截面，且多采用的是土压平衡或泥水平衡式掘进机进行施工，采用敞开式掘进主机的较少。国内针对两条地铁隧道之间的联络通道的施工需求非常普遍，先后研究出许多科技成果。如名称为《隧道联络通道用盾构机》的发明专利（申请号201621199004.8）、名称为《联络通道施工用类矩形顶管机》的发明专利（申请号201610975537.9）、名称为《隧道联络通道用盾构机及联络通道掘进方法》的发明专利（申请号201610975537.9）、名称为《一种盾构机始发用反力支撑系统》的发明专利（申请号201821022037.4）、名称为《拼装式联络通道结构及其施工方法》的发明专利（申请号201710216575.0）、名称为《用于施工隧道联络通道的顶管始发架角度调节装置》的发明专利申请（申请号201811002748.X）、名称为《用于施工隧道联络通道的顶管支撑与顶进系统》的发明专利申请（申请号201811005028.9）、名称为《隧道联络通道顶管法管节内置式气囊密封装置及密封方法》的发明专利申请（申请号201811000536.8）等等。

为满足不同的隧道设计需求，联络通道有时会被设计成矩形截面，其较圆形截面空间利用率高，但采用上述技术进行矩形断面掘进时，掘进机自身的始发、掘进、运输安装以及管节装卸等施工步骤，在实际施工中产生了不小的困难。

发明内容

本发明提出一种联络通道掘进机，可以有效控制地表沉降，安全风险低，施工效率高，总体成本低，从而解决了现有联络通道掘进机适用矩形断面存在技术困难的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种联络通道掘进机，包括管节吊运台车，所述的管节吊运台车的一侧设有管节运输装置，管节吊运台车的另一侧设有后配套系统，管节吊运台车跨在反力支撑系统上，反力支撑系统上设有管节推进系统，管节推进系统推动管节，管节作用在掘进主机上，管节推进系统与掘进主机之间设有伸缩输送装置。

所述的管节运输装置为管节运输车。

所述的管节运输装置位于主隧道掘进方向的前端，后配套系统位于主隧道掘进方向的后端。

所述的管节的前端设有凸部，管节推进系统的顶环上设有凸部，管节的后端设有与凸部相匹配的凹槽。

所述的管节吊运台车包括行走梁，行走梁上设有天车，行走梁与支撑机构连接，支撑机构上设有伸缩的支腿，支撑机构上设有滚动的行走轮。

所述的支撑机构通过伸缩油缸与支腿连接。

所述的掘进主机为敞开式掘进主机。

所述的掘进主机为矩形断面。

所述的掘进主机包括盾体，盾体内的设有位于前端的开挖装置和位于后端的渣土输送装置，渣土输送装置的后端为伸缩输送装置。

所述的盾体前端设有位于上部和两侧的切刀。

所述的盾体的上部设有位于前端的插板装置。

所述的盾体内设有位于上部的挡土板装置。

所述的盾体包括前盾、中盾和尾盾，前盾与中盾固定连接，中盾通过铰接油缸与尾盾连接。

所述的前盾和中盾均包括上下两部分，上部分与下部分连接。

所述的渣土输送装置为刮板输送机或皮带机。

所述的盾体的后端设有出洞油缸。

所述的后配套系统包括后配套拖车，后配套拖车上设有主控室、液压系统和流体系统。

所述的反力支撑系统包括支撑平台，支撑平台上设有反力架和管节推进系统，反力架与管节推进系统连接。

所述的反力架与主隧道管片之间设有桥板。

所述的管节推进系统包括推进油缸组件，推进油缸组件的一端与反力支撑系统连接，推进油缸组件的另一端与顶环连接。

所述的伸缩输送装置为伸缩皮带机。

本发明的优点：

1.采用全机械法施工隧道联络通道，通过设置在始发端底部支撑平台上的反力架提供顶推反力支撑，施加在反力架上的作用力通过桥板分散到主隧道管片上，使隧道开挖具有足够的反力支撑。

2.始发端底部支撑平台上的管节吊运台车底部采用轮式行走结构，大大方便快速转场作业，实现在有限空间内的管节吊运。

3.在掘进过程中，单个掘进行程为一个管节的宽度，完成一个行程后顶推油缸收回，管节吊运台车吊运管节，完成一环管节拼装。

4.出渣方式创造性的采用连续出渣方式，连续出渣避免了采用渣斗出渣时必须停止掘进的缺点，减少了出渣时间，进一步缩短了施工工期。

5.能够实现自动化机械开挖，在盾壳保护下进行隧道开挖，使用预制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。

6.采用的管节吊运台车、后配套均采用轮式结构，始发端底部支撑平台拆装方便，可实现多个联络通道的快速转场、循环施工。

7.同时，采用敞开式隧道掘进机进行施工，相比于土压平衡式或泥水平衡式掘进机，总体施工成本更低，具有较高的推广应用价值。

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为本发明整机结构示意图。

图2为本发明施工示意图。

图3为本发明管节吊运台车结构示意图。

图4为本发明敞开式掘进主机结构示意图。

图中：1-管节运输装置，2-管节，3-管节吊运台车，4-掘进主机，5-主控室，6-液压系统，7-流体系统，8-后配套拖车，9-支撑平台，10-推进油缸组件，11-反力架，12-顶环，13-伸缩输送装置，14-桥板，301-天车，302-行走梁，303-支撑机构，304-支腿，305-行走轮，401-挡土板装置，402-插板装置，403-开挖装置，404-前盾，405-中盾，406-渣土输送装置，407-尾盾，408-出洞油缸，409-铰接油缸。

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和2所示，一种敞开式矩形联络通道掘进机，包括管节运输装置1、管节吊运台车3、掘进主机4、后配套系统、反力支撑系统、管节推进系统和伸缩输送装置。管节吊运台车3横跨在反力支撑系统上，管节运输装置1和后配套系统分别位于管节吊运台车3两侧，管节运输装置采用管节运输车，管节运输车和管节吊运台车3协同工作，将管节转运至管节推进系统。管节推进系统设在反力支撑系统上，以反力支撑系统为反力基础，推动管节2和掘进主机4前进。伸缩输送装置布置在管节2上，并位于掘进主机4和反力支撑系统之间，将渣土输送至后端。

优选的，反力支撑系统包括支撑平台9、反力架11和桥板14，管节推进系统包括推进油缸组件10和顶环12。支撑平台9设在主隧道的管片上，反力架11、推进油缸组件10和顶环12均位于始发端底部的支撑平台9上，反力架11、推进油缸组件10均与支撑平台9连接固定在一起，顶环12与推进油缸组件10的一端连接固定在一起，反力架11与推进油缸组件10的另一端连接固定在一起，推进油缸组件10通过顶环12推动掘进主机4和预制的管节2一起向前移动，为管节和掘进主机提供向前掘进的顶推力。

优选的，管节2的前端设有凸部，管节推进系统的顶环12上设有凸部，管节2的后端设有与凸部相匹配的凹槽，便于前后管节和定环之间的对位。施工中，当主机向前移动距离达到一环管节宽度时，推进油缸组件收回，管节吊运台车3将管节2吊运至安装位置，完成管节安装，随后开始管节推进，进入下一工作循环，直至联络通道贯通。

优选的，桥板14位于反力架11和主隧道管片之间，为反力架和主隧道管片的传力机构，使反力架上的反作用力均匀地分散到主隧道管片上。

优选的，后配套系统包括主控室5、液压系统6、流体系统7和后配套拖车8，主控室5、液压系统6和流体系统7均设在后配套拖车8上，主控室5内含有电气系统，各系统共同为敞开式掘进主机提供施工时所需的电、气、水、液压动力及减摩、注浆介质等。

优选的，如图3所示，管节吊运台车3包括天车301、行走梁302、支撑机构303、支腿304和行走轮305。天车301设在行走梁302上，用于将管节运输车上的管节吊运至管节推进系统处，行走梁302与支撑机构303连接，支撑机构303上设有伸缩的支腿304，支撑机构303通过伸缩油缸与支腿304连接，支撑机构303上设有滚动的行走轮305。支腿304能够油缸的作用下伸缩运动，联络通道施工前，支腿304处于完全缩回状态，与地面不接触，行走轮305与地面接触，并支撑着整个管节吊运台车3，管节吊运台车3行驶至联络通道施工位置后，支腿304完全伸出，并与地面接触，此时行走轮305不再与地面接触，整个管节吊运台车3由支腿304支撑，完成预制管节的吊运任务。

优选的，如图4所示，掘进主机4为敞开式矩形断面掘进主机，包括盾体、开挖装置403和渣土输送装置406，盾体包括前盾404、中盾405和尾盾407。前盾404与中盾405紧固连接，中盾405通过铰接油缸409与尾盾407铰接连接，前盾404和中盾405均分为上、下两半，上、下两半之间紧固连接。前盾404上部设有插板装置401和挡土板装置402，以稳定开挖面。前盾404盾体两侧和挡土板装置402上安装有切刀，以对隧道端面进行切削。开挖装置403与中盾405连接固定在一起，开挖装置403能够上下、左右运动，以实现矩形断面联络通道的开挖。开挖装置403开挖出来的土体通过渣土输送装置406转运至伸缩输送装置13，渣土输送装置为刮板输送机或皮带机，伸缩输送装置为伸缩皮带机，渣土输送装置和伸缩输送装置协同工作，将渣土转运出整个联络通道。尾盾407上设有出洞油缸408，待联络通道贯通后，出洞油缸408推动掘进主机向前移动，使之与第一环管节脱离，完成主机接收，之后转场，开始准备下一条联络通道的施工。

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)

1.一种联络通道掘进机，包括管节吊运台车（3），其特征在于：所述的管节吊运台车（3）的一侧设有管节运输装置（1），管节吊运台车（3）的另一侧设有后配套系统，管节吊运台车（3）跨在反力支撑系统上，反力支撑系统上设有管节推进系统，管节推进系统推动管节（2），管节（2）作用在掘进主机（4）上，管节推进系统与掘进主机（4）之间设有伸缩输送装置（13）。

2.根据权利要求1所述的联络通道掘进机，其特征在于：所述的管节吊运台车（3）包括行走梁（302），行走梁（302）上设有天车（301），行走梁（302）与支撑机构（303）连接，支撑机构（303）上设有伸缩的支腿（304），支撑机构（303）上设有滚动的行走轮（305）。

3.根据权利要求1所述的联络通道掘进机，其特征在于：所述的掘进主机（4）为敞开式掘进主机（4）。

4.根据权利要求1所述的联络通道掘进机，其特征在于：所述的掘进主机（4）为矩形断面。

5.根据权利要求1、3或4所述的联络通道掘进机，其特征在于：所述的掘进主机（4）包括盾体，盾体内的设有位于前端的开挖装置（403）和位于后端的渣土输送装置（406），渣土输送装置（406）的后端为伸缩输送装置（13）。

6.根据权利要求1所述的联络通道掘进机，其特征在于：所述的反力支撑系统包括支撑平台（9），支撑平台（9）上设有反力架（11）和管节推进系统，反力架（11）与管节推进系统连接。

7.根据权利要求1或6所述的联络通道掘进机，其特征在于：所述的管节推进系统包括推进油缸组件（10），推进油缸组件（10）的一端与反力支撑系统连接，推进油缸组件（10）的另一端与顶环（12）连接。

8.根据权利要求7所述的联络通道掘进机，其特征在于：所述的反力架（11）与主隧道管片之间设有桥板（14）。

9.根据权利要求5所述的联络通道掘进机，其特征在于：所述的盾体包括前盾（404）、中盾（405）和尾盾（407），前盾（404）与中盾（405）固定连接，中盾（405）通过铰接油缸（409）与尾盾（407）连接。

10.根据权利要求1所述的联络通道掘进机，其特征在于：所述的伸缩输送装置（13）为伸缩皮带机。