一种盾构机分体始发加长管线延伸装置及应用方法
技术领域
本发明涉及盾构隧道施工技术领域,具体涉及一种盾构机分体始发加长管线延伸装置及应用方法。
背景技术
作为解决城市交通问题的主要手段之一,轨道交通已全面应用于国内大中城市,全国已经运营或在建地铁的城市达到45个。地铁区间隧道施工采用盾构法越来越受到青睐,其中盾构始发是盾构法施工的关键环节之一。主要有整体始发和分体始发两种形式。盾构整体始发是将主机和后配套车架全部在竖井或车站内组装连接成为一个整体后开始掘进,主机和后配套车架同步前进,采用此种始发方式,需要为盾构始发施工提供长度大于盾构机与后配套总长度的空间,在城市地铁施工中越来越难以满足盾构机整体始发要求。
为了适应始发场地狭窄、施工受限等难题,采取盾构分体始发施工技术,即将盾构机主机和后配套车架通过转接油管和电缆连接,盾构主机先始发掘进,当主机掘进长度大于后配套车架长度且能满足初期掘进长度要求时,拆除转接油管和电缆,再将后配套车架与主机连接成为一个整体,然后进行正常掘进施工。
盾构分体始发时,为盾构主机提供动力的电源和液压泵以及盾构机主控室均布置在地面(或隧道后方)的后配套台车上,需要通过油管、水管、浆液管和电缆将动力和控制信号传递到主机部分,转接管线众多。各种加长管路、加长电缆放置在地面、竖井隧道内,盾构机掘进时,管线需通过人工拉扯的方式进行延长,放置在隧道结构底部的加长管线,由于隧道内环境恶劣、泥泞,管线易被泥水浸泡污染,施工作业人员易踩踏各种管线,并且会阻碍电瓶车的运行,因此,无论是隧道外的加长管线还是隧道内的加长管线,管线直接与地面或结构底部接触,都将增加的管线的磨损,导致管线损伤,使系统无法正常工作,同时人工拉扯的方式进行管线延长,增加了工人的工作量,大大延长了隧道施工的工期。
发明内容
本发明目的在于提出一种盾构机分体始发加长管线延伸装置及应用方法,以解决由于管线安放位置不合理导致的管线易磨损、阻碍电瓶车运行以及管线无法随盾构主机移动,人工搬运效率低、劳动强度大的技术问题。
为实现上述技术目的,本发明采用如下技术方案:
一种盾构机分体始发加长管线延伸装置,由隧道外加长管线延伸装置和隧道内加长管线延伸装置组成;
所述隧道外加长管线延伸装置为加长管线吊篮,用于将加长管线折叠悬吊储存在竖井内,竖井侧壁冠梁处通过膨胀螺栓固定设有悬挑梁,悬挑梁自由端底部焊接有连接耳,所述吊篮包括吊篮外框,所述吊篮外框竖向设置,框体一侧开设有放置口,放置口外侧设有封板,所述封板可拆卸连接在吊篮外框上,所述吊篮外框顶部设有第一吊耳,所述第一吊耳通过手拉葫芦悬挂在竖井井口位置的悬挑梁的连接耳处,所述放置口下方的吊篮外框内水平设有用于承托加长管线的第一辊轴;
所述隧道内加长管线延伸装置为加长管线滑移架,沿隧道轴线间隔设置,包括承托架,所述承托架固定设于隧道腰部位置,顶面通过第二辊轴立架固定安装有若干根用于管线承托的第二辊轴,所述第二辊轴垂直于隧道轴线设置,且若干根第二辊轴间隔设于一条直线上,所述第二辊轴外侧的承托架上固定设有防止加长管线滑脱的限位件。
优选地,所述吊篮外框为一侧中部开口的矩形框架,包括水平设置的上横档连接板和下横档连接板,所述上横档连接板和下横档连接板的一侧端部分别与第一竖向连接板的两端焊接固定,另一侧端部分别与第二竖向连接板的上端和第三竖向连接板的下端焊接固定,所述第二竖向连接板的下端和第三竖向连接板的上端相对设置,二者之间形成放置口。
优选地,所述封板与第二竖向连接板和第三竖向连接板的搭接部均对应开设一组螺栓孔,螺栓孔内设连接螺栓,所述封板通过连接螺栓固定在第二竖向连接板和第三竖向连接板外侧,每组螺栓孔包含两个水平设置的螺栓孔,对称分布于搭接部两侧。
优选地,所述第三竖向连接板上端中部开设有一个半圆形安装槽,所述第一竖向连接板和封板对应高度处的板身上均开设有一个圆形安装孔,所述第一辊轴的一端放置在安装槽和封板的安装孔内,另一端放置在第一竖向连接板的安装孔内。
优选地,所述第一辊轴和第二辊轴结构相同,包括一体设置的辊芯和辊体,为了避免加长管线在滑移时出现串位、缠绕在一起的情况,所述辊体外表面设有锯齿。
优选地,为了防止加长管线缠绕,便于加长管线的分类滑移,所述第二辊轴设有三根。
优选地,所述承托架为三角支撑架结构,包括竖向方管、承托方管和斜撑方管,所述竖向方管固定设于隧道腰部内壁上,上部焊接固定有承托方管,所述承托方管水平设置且与隧道轴线垂直,一端焊接于竖向方管上部,另一端垂直焊接有阻挡方管,承托方管与竖向方管焊接位置之上的竖向方管和阻挡方管分别作为承托方管两侧的限位件,所述斜撑方管两端分别与竖向方管和承托方管焊接固定。
优选地,所述第二辊轴立架对应设于第二辊轴两侧,由矩形钢板制作,顶部开设安装槽,底部焊接固定在承托方管上。
优选地,为了方便承托架的搬运,所述承托方管远离竖向方管的一端固定焊接有第二吊耳,所述第二吊耳向上方倾斜,与承托方管成60°夹角焊接。
另外,本发明还提供了上述盾构机分体始发加长管线延伸装置的应用方法,包括以下步骤,
步骤一:将盾构机主机放到始发竖井内,后配套设备放在地面上;
步骤二:后配设备与加长管线连接,并将加长管线分类绑扎好;
步骤三:吊篮组装,在地面上将第一辊轴一端放置在第一竖向连接板的安装孔内,另一端放置在第三竖向连接板安装槽内,并把绑扎好的加长管线放置到吊篮第一辊轴上,接下来在第二竖向连接板与第三竖向连接板外侧安装封板,并将第一辊轴一端穿过封板,在上下四个螺栓孔内安装连接螺栓并栓接牢固;
步骤四:安装吊篮,利用龙门吊将带有加长管线的吊篮吊起,通过手拉葫芦将第一吊耳与竖井井口位置的悬挑梁的连接耳相连,完成隧道外加长管线的放置;
步骤五:安装首个滑移架,盾构机主机开始掘进,直至隧道内安装五环管片后,将组装好的承托架安装在隧道腰部,并将第二辊轴安放在第二辊轴立架上;
步骤六:将已在隧道外分离绑扎好的加长管线拉进隧道内,并适当延长后放置到滑移架第二辊轴上;
步骤七:安装后续滑移架,盾构机主机继续掘进,按一定间隔,将组装好的滑移架安装在隧道腰部,利用盾构机前进产生的拖拽力带动加长管线前移。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、利用吊篮将隧道外加长管线折叠悬吊并储存在竖井中,利用滑移架将隧道内加长管线悬吊并储存,既避免了加长管线被隧道内泥水浸泡污染及工人踩踏,降低了加长管线摩擦损坏的机率,又保证了隧道底部具有足够空间,减小了加长管线对隧道内电瓶车正常运行及工人正常施工的影响;
2、隧道外加长管线悬吊在第一辊轴上,隧道内加长管线放置在第二辊轴上,利用盾构机掘进产生的拖拽力将管线前移,节省人力,减少工人的工作量,加快隧道施工进度;
3、吊篮一侧开设放置口,可从加长管线任意位置安装吊篮,避免了传统吊篮结构必须从加长管线端头穿束的问题;
4、第一辊轴和第二辊轴的辊体外表面设有锯齿,避免了分束绑扎的加长管线相互缠绕;
5、结构简单,安拆方便,可周转使用,符合绿色施工的要求。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述,本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解,这些附图只是示意性的,并不限制本发明,其中:
图1为本发明涉及的一种盾构机分体始发加长管线延伸装置的应用方法中盾构机在竖井内掘进时的结构示意图;
图2为本发明涉及的一种盾构机分体始发加长管线延伸装置的应用方法中盾构机在隧道内掘进时的结构示意图;
图3为本发明涉及的一种盾构机分体始发加长管线延伸装置的吊篮的结构示意图;
图4为本发明涉及的一种盾构机分体始发加长管线延伸装置的第一竖向连接板的结构示意图;
图5为本发明涉及的一种盾构机分体始发加长管线延伸装置的第二竖向连接板的结构示意图;
图6为本发明涉及的一种盾构机分体始发加长管线延伸装置的第三竖向连接板的结构示意图;
图7为本发明涉及的一种盾构机分体始发加长管线延伸装置的封板的结构示意图;
图8为本发明涉及的一种盾构机分体始发加长管线延伸装置的第一辊轴横截面的结构示意图;
图9为本发明涉及的一种盾构机分体始发加长管线延伸装置的滑移架的结构示意图;
图10为本发明涉及的一种盾构机分体始发加长管线延伸装置的第二辊轴立架的结构示意图。
附图标记:1-吊篮外框、101-上横档连接板、102-下横档连接板、103-第一竖向连接板、104-第二竖向连接板、105-第三竖向连接板、2-封板、3-第一吊耳、4-第一辊轴、5-连接螺栓、6-承托架、601-竖向方管、602-承托方管、603-斜撑方管、7-第二辊轴、8-第二辊轴立架、9-限位件、10-第二吊耳、11-冠梁、12-悬挑梁、13-手拉葫芦、14-加长管线。
具体实施方式
在下文中,将参照附图描述本发明的一种盾构机分体始发加长管线延伸装置及应用方法的实施例。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式,用于说明本发明的构思,均是解释性和示例性的,不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外,本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案,这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”、“外”、“横”、“竖”、“斜”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本说明书的附图为示意图,辅助说明本发明的构思,示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意,为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构,各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实施例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。下面结合图1-10,对本发明的优选实施例作进一步详细说明:
如图1-2所示,本发明优选的一种盾构机分体始发加长管线延伸装置,由隧道外加长管线延伸装置和隧道内加长管线延伸装置组成,所述隧道外加长管线延伸装置为加长管线14吊篮,用于将加长管线9折叠悬吊储存在竖井内,竖井侧壁冠梁11处通过M24膨胀螺栓固定设有悬挑梁12,悬挑梁12采用40c工字钢制作,自由端底部焊接有连接耳,如图3-6所示,所述吊篮包括吊篮外框1,所述吊篮外框1竖向设置,整体为一侧中部开口的矩形框架,包括水平设置的上横档连接板101和下横档连接板102,所述上横档连接板101和下横档连接板102的一侧端部分别与第一竖向连接板103的两端焊接固定,另一侧端部分别与第二竖向连接板104的上端和第三竖向连接板105的下端焊接固定,所述第二竖向连接板104的下端和第三竖向连接板105的上端相对设置,二者之间形成将加长管线14穿设在框体内的放置口,放置口外侧可拆卸设有封板2,如图7所示,所述封板2与第二竖向连接板104和第三竖向连接板105的搭接部均对应开设一组螺栓孔,每组螺栓孔包含两个水平设置的螺栓孔,对称分布于搭接部两侧,螺栓孔内设连接螺栓5,所述封板2通过连接螺栓5固定在第二竖向连接板104和第三竖向连接板105外侧,所述吊篮外框1顶部设有第一吊耳3,所述第一吊耳3通过10T手拉葫芦13悬挂在悬挑梁7的连接耳处,所述第三竖向连接板105上端中部开设有一个半圆形安装槽,所述第一竖向连接板103和封板2对应高度处的板身上均开设有一个圆形安装孔,吊篮外框1两侧的安装槽和安装孔之间水平设有用于承托加长管线14的第一辊轴4,所述第一辊轴4的一端放置在安装槽和封板2的安装孔内,另一端放置在第一竖向连接板103的安装孔内,如图8所示,第一辊轴4包括一体设置的辊芯和辊体,为了避免分束绑扎的加长管线14相互缠绕,所述辊体外表面设有锯齿;
所述隧道内加长管线延伸装置为加长管线14滑移架,沿隧道轴线间隔设置,包括承托架6,如图9所示,所述承托架6包括竖向方管601、承托方管602和斜撑方管603,所述竖向方管601固定设于隧道腰部内壁上,上部焊接固定有承托方管602,所述承托方管602水平设置且与隧道轴线垂直,所述斜撑方管603两端分别与竖向方管601和承托方管602焊接固定,形成稳定的三角支撑结构;
所述承托方管602顶面通过第二辊轴立架8固定安装有三根用于加长管线14承托的第二辊轴7,所述第二辊轴7垂直于隧道轴线设置,且三根第二辊轴7间隔设于一条直线上,包括一体设置的辊芯和辊体,为了避免加长管线14在第二辊轴7上滑移时出现串位、缠绕在一起的情况,第二辊轴7与第一辊轴4结构相同,辊体外表面设有锯齿,如图10所示,所述第二辊轴立架8对应设于第二辊轴7两侧,由矩形钢板制作,顶部开设安装槽,底部焊接固定在承托方管602上,第二辊轴7的辊芯对应安装在两侧第二辊轴立架8的安装槽内;
承托方管602一端焊接于竖向方管601上部,另一端垂直焊接有阻挡方管,承托方管602与竖向方管601焊接位置之上的竖向方管601和阻挡方管分别作为承托方管602两侧的限位件9,防止加长管线14从第二辊轴7上滑落;
为了便于滑移架搬运,承托方管602远离竖向方管601的一端固定焊接有第二吊耳10,第二吊耳10向上方倾斜,与承托方管602成60°夹角焊接;
其中,上横档连接板101和下横档连接板102均采用900×150mm的矩形Q235钢板制作,其厚度不小于30mm,第一竖向连接板103、第二竖向连接板104、第三竖向连接板105和封板2均采用厚度不小于20mm的矩形Q235钢板制作,第一竖向连接板103为1200×200mm的矩形,距下端300mm处的板身中部开设一个直径42mm的圆形安装孔,第二竖向连接板104为350×200mm的矩形,距下端100mm处水平开设两个直径为26mm的通孔,第三竖向连接板105为300×200mm的矩形,上端中部开设一个直径42mm的半圆形安装槽,距下端150mm处水平开设两个直径为26mm的通孔,封板2为1000×200mm的矩形,距上下两端100mm处水平开设两个直径为26mm的通孔,距下端250mm处的板身中部开设一个直径42mm的圆形安装孔,封板2与第二竖向连接板104叠合搭接段长度为200mm,与第三竖向连接板105叠合搭接段长度为250mm,第一吊耳3采用厚度不小于30mm的Q235钢板制作,内部开设一个直径150mm的圆形吊孔,吊篮外框1连接板之间均采用焊接固定,焊缝为角焊缝且焊接高度不小于8mm,连接螺栓5采用M24高强螺栓,第一辊轴4采用尼龙第一辊轴,辊芯为直径40mm、长960mm的棒体,辊体为直径170mm、长850mm的尼龙耐磨自润滑尼龙滚轮,辊芯外露65mm的一端放置在安装槽和封板2的安装孔内,辊芯外露45mm的一端放置在第一竖向连接板103的安装孔内;
竖向方管601、承托方管602和斜撑方管603均采用10×10×8mm规格长度为1200mm的方管,承托方管602焊接于竖向方管601上部,焊接位置距离竖向方管601顶端300mm,斜撑方管603上端切成30°斜口与水平向的承托方管602焊接,下端切成60°斜口与竖向方管601焊接,阻挡方管采用5×5×3.8mm规格长度为250mm的方管,下端垂直焊接于承托方管602外侧,第二吊耳10采用20mm厚Q235钢板制作,端部开设45mm直径吊孔,第二辊轴立架8长100mm、宽70mm,采用厚度15mm的Q235钢板制作,其下端与承托方管602焊接,上端中部开设安装槽,安装槽两侧槽臂深25mm,底边为直径32mm的半圆弧,第二辊轴7采用尼龙第二辊轴,辊芯为直径30mm、长350mm的棒体,辊体为直径90mm、长300mm的尼龙耐磨自润滑尼龙滚轮,辊体两端的辊芯分别外露25mm,放置在第二辊轴立架8的安装槽上。
本发明涉及的上述盾构机分体始发加长管线延伸装置的应用方法,包括以下步骤,
步骤一:将盾构机主机放到始发竖井内,后配套设备放在地面上;
步骤二:后配设备与加长管线14连接,并将加长管线14分类绑扎好;
步骤三:吊篮组装,在地面上将第一辊轴4一端放置在第一竖向连接板103的安装孔内,另一端放置在第三竖向连接板105安装槽内,并把绑扎好的加长管线14放置到吊篮第一辊轴4上,接下来在第二竖向连接板104与第三竖向连接板105外侧安装封板2,并将第一辊轴4一端穿过封板2,在上下四个螺栓孔内安装连接螺栓5并栓接牢固;
步骤四:安装吊篮,利用龙门吊将带有加长管线14的吊篮吊起,通过手拉葫芦13将第一吊耳3与竖井井口位置的悬挑梁12的连接耳相连,完成隧道外加长管线14的放置;
步骤五:安装首个滑移架,盾构机主机开始掘进,直至隧道内安装五环管片后,将组装好的承托架6安装在隧道腰部,并将第二辊轴7安放在第二辊轴立架8上;
步骤六:将已在隧道外分离绑扎好的加长管线14拉进隧道内,并适当延长后放置到滑移架第二辊轴7上;
步骤七:安装后续滑移架,盾构机主机继续掘进,按一定间隔,将组装好的滑移架安装在隧道腰部,利用盾构机前进产生的拖拽力带动加长管线14前移。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,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。