CN110985015A - 一种用于狭窄空间盾构平面滑行步进的装置及该装置的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于狭窄空间盾构平面滑行步进的装置，包括弧形导台和导轨，还包括与盾构主机上的推进油缸连接的传力机构和位于盾构主机上用于拉动传力机构的辅助传力机构，所述传力机构包括与推进油缸一端连接的若干传力块、与传力块连接的横梁、位于横梁一侧的反力支架，反力支架的底部与弧形导台连接，反力支架的数量与推进油缸的数量相等，本发明简单实用，利用现有标准块管片等资源，无需单独加工钢结构弧形导台，节省成本；小空间平面滑行，无需扩大滑行通道断面尺寸，减少浅埋段隧道安全风险；支撑受力结构采用H型钢横梁增加支撑受力面积，横梁与反力支架平衡对称传力，操作简便，使用安全。

Description

一种用于狭窄空间盾构平面滑行步进的装置及该装置的施工 方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种狭窄空间盾构平面滑行步进方装置及使用该装置的方法。

背景技术

国内外对隧道盾构（掘进机）的步进和空推方法很多，有地面平移、明挖基坑（槽）内平移、暗挖大断面隧道内平移等方法，以往采用油缸顶推和小型机具配合铺助等方式平移，给盾构主机两侧有足够的操作空间，具备辅助工具操控作业空间，作为盾构主机来说，盾构主机重约368t，机长9.4m，直径6.83m，而对于地下隧道狭小空间而言，盾构主机两侧无操作空间，完全依靠人力实现移动十分困难，由于地铁隧道建设的区域一般都处于城市相对繁华的区域，其周边的环境情况相对比较复杂，施工场地受限，不具备设置盾构始发（吊出）条件，在盾构施工过程中可能近距离穿越建筑物、构筑物，或既有铁路、高铁等危险源，也可能穿越软硬不均地层，给施工带来了一定困难和安全隐患，造成盾构无法按期穿越，故只能采取先行施工矿山法隧道，后期盾构通过空推步进的方式通过该段，现有的盾构空推步进利用过已修建好的地下车站、暗挖隧道的方法如下，1.盾构在常规地下车站内过站，由于车站提供的过站条件较好，地面平坦、空间大，采取在过站方向地面铺设钢棒，钢棒上方满铺钢板，盾构机及基座放置在钢板上，通过千斤顶顶推前进；2.盾构过暗挖隧道，暗挖隧道二衬完成后，在隧道内回填黏土，盾构机全换管片拼装掘进通过；仅适合在平坦、空间大的地段，或者不计成本，暗挖隧道二衬完成后，重新回填隧道，盾构常规掘进通过，成本非常高。

因此，提供一种节约成本且无需扩大滑行通道断面尺寸，减少浅埋段隧道安全风险的狭窄空间盾构平面滑行步进方法及装置，已是一个值得研究的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种节约成本且无需扩大滑行通道断面尺寸，减少浅埋段隧道安全风险的狭窄空间盾构平面滑行步进方法及装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于狭窄空间盾构平面滑行步进的装置，包括位于隧道底部的弧形导台、位于弧形高台上使盾构主机通过的导轨，其特征在于：还包括与盾构主机上的推进油缸连接的传力机构和位于盾构主机上用于拉动传力机构的辅助传力机构，所述传力机构包括与推进油缸一端连接的若干传力块、与传力块连接的横梁、位于横梁一侧的反力支架，反力支架的底部与弧形导台连接，反力支架的数量与推进油缸的数量相等。

所述传力块采用标准块管片，所述传力块的上设有用于固定的螺栓孔和手孔。

所述横梁采用H型钢，所述反力支架包括支撑柱、位于支撑柱底部的支腿和位于支撑柱右侧的支撑板，支腿与弧形导台上的预留孔配合。

所述辅助传力机构包括位于盾构主机上的卷扬机。

一种用于狭窄空间盾构平面滑行步进的装置的施工方法，包括以下步骤，（1）施工准备：施工准备主要包括施作弧形导台基础，并在弧形导台上预留孔，同时预埋用于使盾构主机通过的导轨，然后调整盾构主机位置和推进油缸；（2）传力机构的安装：首先安装反力支架，使反力支架的支腿位于预留孔内，然后在反力支架的支撑柱的右侧安装横梁，在横梁的另一侧面安装一定数量的传力块，传力块的数量，根据盾构主机前进的距离而确定，相邻两个传力块通过螺栓连接，传力块的另一侧与推进油缸固定；（3）辅助传力机构的安装：辅助传力机构采用卷扬机，使卷扬机与传力块通过绳索连接。

积极有益效果：本发明简单实用，利用现有盾构标准块管片等资源，无需单独加工钢结构弧形导台，节省成本；小空间平面滑行，无需扩大滑行通道断面尺寸，减少浅埋段隧道施工安全风险；支撑受力结构采用H型钢横梁增加支撑受力面积，横梁与反力支架平衡对称传力，操作简便，使用安全，采用辅助牵引装置，省工省力，提高工效，采用混凝土浇筑弧形导台，弧内两侧定距预埋导轨，操作方便，就地取材，无需以往采用钢结构弧形导台，克服以往现场焊接加工弧形钢结构导台施工难度。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明的施工流程图；

图3为图2的左视图；

图4为本发明弧形导台的结构示意图；

图5为本发明弧形导台的配筋结构示意图；

图6为本发明反力支架的结构示意图；

图7为本发明传力块的结构示意图；

图8为图7的俯视图；

图中为：弧形导台1、导轨2、推进油缸3、传力块4、横梁5、卷扬机6、支腿7、预留孔8、反力支架9、支撑板10、支撑柱11、手孔11、螺栓孔12。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1、图2所示，一种用于狭窄空间盾构平面滑行步进的装置，包括位于隧道底部的弧形导台1、位于弧形高台1上使盾构主机通过的导轨2，弧形导台1采用已施作的钢筋混凝土模筑弧形导台，作为盾构主机支撑、滑行台架；还包括与盾构主机上的推进油缸3连接的传力机构和位于盾构主机上用于拉动传力机构的辅助传力机构，所述传力机构包括与推进油缸3一端连接的若干传力块4、与传力块4连接的横梁5、位于横梁5一侧的反力支架9，反力支架6的底部与弧形导台1连接，反力支架6的数量与推进油缸3的数量相等，保证了传力块4和横梁5的受力均匀和平衡，避免出现移动时倾斜状态的出现。所述辅助传力机构包括位于盾构主机上的卷扬机6，利用卷扬机6牵引传力块4和横梁5等，实现盾构主机狭小空间快速空推滑移，使盾构达到既定目的地，解决地下狭小空盾构平面滑行问题。

如图7、图8所示，所述传力块4采用标准块管片，所述传力块4的上设有用于固定的螺栓孔12和手孔11，标准块管片的宽度为1.5m，厚0.35 m，C50预制混凝土管片，抗渗等级P12。

如图4、图5、图6所示，所述横梁5采用H型钢，横梁采用400*400*13*21 mm规格的H型钢，所述反力支架9包括支撑柱11、位于支撑柱11底部的支腿7和位于支撑柱11右侧的支撑板10，支腿7与弧形导台1上的预留孔8配合，预留孔8沿导轨长度方向设置，相邻两个预留孔8之间的距离为3m，支撑板采用厚度为380mm厚的钢板，支撑柱和支腿均采用580*380H型钢，支撑板10为三角形，支撑板10的底边与支撑柱11的底部在同一平面上。

当需要将盾构主机在狭窄的空间内平面滑行到一定位置时，首先将反力支架9插入预留孔8内，如图3所示，将横梁5放置在反力支架9的左侧，横梁5的左侧与传力块4通过螺栓连接，传力块4的另一端与推进油缸3通过螺栓连接，启动推进油缸3的一端推动传力块4，传力块4将作用力传递给横梁5和反力支架9，由于反力支架9的底部与弧形导台固定，由于反作用力的作用，则推进油缸3推动盾构主机向前运动，从而实现盾构主机在小空间平面滑行，无需扩大滑行通道断面尺寸，减少浅埋段隧道安全风险。

实施例2

一种如实施例1中的用于狭窄空间盾构平面滑行步进的装置的施工方法，包括以下步骤，（1）施工准备，施工准备主要包括施作弧形导台基础，并在弧形导台上预留孔8，同时预埋用于使盾构主机通过的导轨2，然后调整盾构主机位置和推进油缸3；（2）传力机构的安装，首先安装反力支架9，使反力支架9的支腿位于预留孔8内，然后在反力支架9的支撑柱11的右侧安装横梁5，在横梁5的另一侧面安装一定数量的传力块4，传力块4与横梁5通过螺栓连接，传力块4的数量，根据盾构主机前进的距离而确定，相邻两个传力块4通过螺栓连接，传力块4的另一侧与推进油缸3通过螺栓连接；（3）辅助传力机构的安装，辅助传力机构采用卷扬机6，使卷扬机6与传力块4通过绳索连接，当盾构主机当移动1.5～2 m时安装标准块管片①，盾构主机移动1.5～3.5 m时，推进油缸3缩回后，安装标准块管片②，盾构主机移动3～5 m时，推进油缸3缩回后，安装标准块管片③。由于传力块4的重量比较重，故采取3块传力块4为优选值，当盾构主机需要继续前进时，此时推动油缸3的推杆伸长到最大距离后，将反力支架9与弧形导台1脱离，启动推进油缸3使推进油缸3的推杆缩回，同时利用卷扬机6牵引传力块4和横梁5向前移动，当推进油缸3的推杆收缩一定的距离后，将反力支架9与弧形导台1固定，然后打开推进油缸3开始工作，继续推动盾构主机向前移动，重复循环上述步骤，直至盾构主体达到目的地，使盾构主机到达既定吊出井位置，拆机盾构主体，再利用大型吊装设备吊出、装运、转场至堆放场。

当需要将盾构主机在狭窄的空间内平面滑行到一定位置时，首先将反力支架9插入预留孔8内，将横梁5放置在反力支架9的左侧，横梁5的左侧与传力块4通过螺栓连接，传力块4的另一端与推进油缸3通过螺栓连接，启动推进油缸3的一端推动传力块4，传力块4将作用力传递给横梁5和反力支架9，由于反力支架9的底部与弧形导台固定，由于反作用力的作用，则推进油缸3推动盾构主机向前运动，从而实现盾构主机在小空间平面滑行，无需扩大滑行通道断面尺寸，减少浅埋段隧道安全风险，当盾构主机移动1.5～2 m时，只需安装一个传力块4，当盾构主机移动1.5～3.5 m时，将推进油缸3缩回后，在第一个传力块4的左侧安装第二个传力块4，当盾构主机移动3～5 m时，将推进油缸3缩回后，在第二个传力块的左侧安装第三个传力块4。由于传力块4的重量比较重，故采取3块传力块4为优选值，当盾构主机需要继续前进时，此时推动油缸3的推杆伸长到最大距离后，将反力支架9与弧形导台1脱离，启动推进油缸3使推进油缸3的推杆缩回，同时利用卷扬机6牵引3个传力块4和横梁5向前移动，当推进油缸3的推杆收缩一定的距离后，将反力支架9与弧形导台1固定，重复上述步骤（3）中三块传力块4的安装步骤，继续推动盾构主机向前移动，直至盾构主体达到目的地，使盾构主机到达既定吊出井位置，拆机盾构主体，再利用大型吊装设备吊出、装运、转场至堆放场

本发明简单实用，利用现有标准块管片等资源，无需单独加工钢结构弧形导台，节省成本；小空间平面滑行，无需扩大滑行通道断面尺寸，减少浅埋段隧道安全风险；支撑受力结构采用H型钢横梁增加支撑受力面积，横梁与反力支架平衡对称传力，操作简便，使用安全，采用辅助牵引装置，省工省力，提高工效，采用混凝土浇筑弧形导台，弧内两侧定距预埋导轨，操作方便，就地取材，无需以往采用钢结构弧形导台，克服以往现场焊接加工弧形钢结构导台施工难度。

Claims (5)

1.一种用于狭窄空间盾构平面滑行步进的装置，包括位于隧道底部的弧形导台、位于弧形高台上使盾构主机通过的导轨，其特征在于：还包括与盾构主机上的推进油缸连接的传力机构和位于盾构主机上用于拉动传力机构的辅助传力机构，所述传力机构包括与推进油缸一端连接的若干传力块、与传力块连接的横梁、位于横梁一侧的反力支架，反力支架的底部与弧形导台连接，反力支架的数量与推进油缸的数量相等。

2.根据权利要求1所述的用于狭窄空间盾构平面滑行步进的装置，其特征在于：所述传力块采用标准块管片，所述传力块的上设有用于固定的螺栓孔和手孔。

3.根据权利要求1所述的用于狭窄空间盾构平面滑行步进的装置，其特征在于：所述横梁采用H型钢，所述反力支架包括支撑柱、位于支撑柱底部的支腿和位于支撑柱右侧的支撑板，支腿与弧形导台上的预留孔配合。

4.根据权利要求1所述的用于狭窄空间盾构平面滑行步进的装置，其特征在于：所述辅助传力机构包括位于盾构主机上的卷扬机。

5.一种如权利要求1-4任一项的用于狭窄空间盾构平面滑行步进的装置的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，（1）施工准备，施工准备主要包括施作弧形导台基础，并在弧形导台上预留孔，同时预埋用于使盾构主机通过的导轨，然后调整盾构主机位置和推进油缸；（2）传力机构的安装，首先安装反力支架，使反力支架的支腿位于预留孔内，然后在反力支架的支撑柱的右侧安装横梁，在横梁的另一侧面安装一定数量的传力块，传力块的数量，根据盾构主机前进的距离而确定，相邻两个传力块通过螺栓连接，传力块的另一侧与推进油缸固定；（3）辅助传力机构的安装，辅助传力机构采用卷扬机，使卷扬机与传力块通过绳索连接。

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