CN111608704A - 一种洞内拆除管片的施工方法及所用辅助装置 - Google Patents
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Classifications
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- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
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Abstract
本发明公开了一种洞内拆除管片的施工方法及所用辅助装置，施工方法步骤如下：S1：设待拆除的管片设为目标管片，将位于目标管片前方且与目标管片相对应的推进油缸设为目标推进油缸；S2：在管片拼装机的吸盘上安装第一工装，通过管片拼装机和第一工装将目标推进油缸上的撑靴拆除。本发明通过在推进油缸末端安装靴板装置、连接装置以及拆除销，利用推进油缸的回收拉力，并配合管片拼装机的轴向力，来实现待拆除管片洞内快速安全拆除及更换。通过上述方法可及时并快速的完成洞内拆除管片作业，减小因该作业的停机时间，减小经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及隧道管片拆卸技术领域，特别是指一种洞内拆除管片的施工方法及所用辅助装置。
背景技术
在隧道开挖时，掘进机向前开挖掘进的同时，进行管片铺设，来支撑防护土层及承压水。隧道出现下面某种情况时，需要对已拼装好的上一环管片进行洞内拆除：1、当上一环管片铺设完成后，在对其进行检查时，可能发现该环某一块或某几块管片出现破损情况，且不能通过正常处理方法进行修复，需要将该破损管片进行拆除，并更换新管片；2、当管片拼装顺序有误时，也需要将已拼装好的上一环管片进行拆除；3、当掘进过程中发现盾尾漏浆时，需要进行盾尾刷更换时，也需要进行洞内管片拆除作业。隧道管片环向之间连接方法分为螺栓连接及连接销连接，前者经常应用于小直径隧道，后者经常应用于大直径隧道，有时为了缩短管片拼装时间，经常用连接销来代替螺栓连接。在管片采用螺栓连接时，由于环向之间紧靠螺栓预紧力来锁紧，管片环与环之间没有其它接触力或仅具有很小的接触力；当需要进行洞内管片拆除作业时，可以直接拆除连接螺栓，利用管片拼装机直接将管片抓紧并移出，完成管片更换。但是，当管片环向之间采用连接销连接时，为了保证环向之间的连接力，连接销需要压紧并挤入上一环管片预埋的销孔中；当需要进行洞内管片拆除作业时，需要将管片连接销从上一环管片销孔中拔出，该连接销连接力会随着隧道直径的增大而增大；当小直径隧道管片连接销连接力较小时，可以利用管片拼装机抓紧并移出；但在大直径隧道中，管片拼装机无法提供足够的力来拔出待拆除管片连接销。因此，迫切需要一种洞内拆除管片的方法，来提供足够力来拆除管片连接销，实现管片的拆除和更换。此外，当因为管片破损需要进行洞内管片拆除作业时，需要及时拆除待拆除管片，以免因为时间过长导致管片破损严重，影响隧道整体支护，从而导致隧道塌方的情况发生；而且，如果破损管片不能及时拆除，隧道内的承压水也可能会涌入隧道，出现淹没隧道的重大安全事故。
在已公开专利CN 110608057A中，提到了一种隧道拆除管片装置及其使用方法，该技术方案是通过一种不属于掘进机的设备来完成管片拆除，该方法也是仅能够拆除通过连接螺栓进行环向连接的管片，且该设备在拆除管片时，需要掘进机向前开挖足够的距离，为其腾出足够的空间进行管片拆除作业，准备时间较长，不能及时完成管片拆除作业。因此，无法从根本上解决采用连接销方式的管片的拆除问题。
因此，急需要一种洞内拆除管片的方法，提供足够力来拆除管片连接销，实现管片的及时、快速更换，缩短停机时间，降低因停机带来的经济损失，避免破损管片拆除不及时时出现隧道塌方及隧道涌水、淹没隧道的安全事故。
发明内容
针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种洞内拆除管片的施工方法及所用辅助装置，解决了现有技术中洞内管片连接销不易拆卸的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种洞内拆除管片的施工方法，步骤如下：
S1：设待拆除的管片设为目标管片，将位于目标管片前方且与目标管片相对应的推进油缸设为目标推进油缸；
S2：在管片拼装机的吸盘上安装第一工装，通过管片拼装机和第一工装将目标推进油缸上的撑靴拆除；
S3：将第一工装和撑靴从管片拼装机的吸盘上拆卸，然后在吸盘上安装第二工装；
S4：在第二工装上安装靴板装置，然后在靴板装置上安装连接装置及防掉落装置；并将拆除辅助销安装在连接装置上；
S5：通过管片拼装机和第二工装将靴板装置固定在目标推进油缸上；然后将第二工装从吸盘上拆除；
S6：目标推进油缸伸出，推动靴板装置及连接装置向着目标管片的方向移动，将拆除辅助销挤压进目标管片内，并形成与目标管片的过盈配合；
S7：吸盘通过管片拼装机移动到目标管片的下方，并吸紧目标管片；
S8：控制管片拼装机的轴向油缸和目标推进油缸同时缩回，带动目标管片向前运动，将目标管片与上一管片之间的连接销从上一管片中拔出；
S9：然后断开连接装置与靴板装置之间的连接，目标管片通过管片拼装机移动到指定位置并进行卸载即可。
一种洞内拆除管片的辅助装置，包括第二工装，所述第二工装上可拆卸设有靴板装置和连接装置，连接装置与靴板装置可拆卸连接，靴板装置上设有防掉落装置。
所述靴板装置包括靴板，靴板的一端设有与目标推进油缸相配合的第一槽和定位销、另一端设有用于与第二工装连接的第三螺纹孔和用于与连接装置连接的第二螺纹孔，所述第一槽内设有用于与目标推进油缸的沉孔。
所述靴板的下部设有第一连接板，第一连接板上设有用于与防掉落装置连接的第一螺纹孔。
所述靴板的下部设有防护链，防护链的自由端设有与目标推进油缸相连接的连接螺栓。
所述防掉落装置包括防护板，防护板通过第一连接螺栓与靴板相连接，防护板向后伸出靴板。
所述连接装置包括底板，底板通过第二连接螺栓与靴板装置可拆卸连接，底板上设有凸台，凸台上设有用于与拆除辅助销连接的螺纹销孔。
所述底板的下部为与第二工装相配合的圆弧形。
所述拆除辅助销的一端为与螺纹销孔相配合的外螺纹柱、另一端为与目标管片过盈配合的锥形柱。
所述第二工装包括倒T型板架，倒T型板架上部设有与连接装置相配合的第二圆弧槽和用于与靴板装置相连接的第三连接螺栓，倒T型板架下部设有用于与管片拼装机相连接的第四连接螺栓。
本发明通过在推进油缸末端安装靴板装置、连接装置以及拆除销，利用推进油缸的回收拉力，并配合管片拼装机的轴向力，来实现待拆除管片洞内快速安全拆除及更换。通过上述方法可及时并快速的完成洞内拆除管片作业，减小因该作业的停机时间，减小经济损失。此外当拆除破损管片时，通过推进油缸和管片拼装机配合及时完成破损管片洞内及时安全拆除、更换，避免因破损管片未及时更换而出现隧道塌方及隧道涌水、淹没隧道等安全事故的发生，提高了隧道施工安全系数，具有较高的推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例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为本发明拆撑靴状态示意图。
图2为本发明靴板装置连接在目标推进油缸状态示意图。
图3为本发明拆除辅助销挤压进目标管片状态示意图。
图4为本发明管片拼装机的吸盘吸紧目标管片状态示意图。
图5为本发明目标推进油缸与管片拼装机的轴向油缸共同拉动目标管片状态示意图。
图6为本发明断开连接装置与靴板装置之间的连接状态示意图。
图7为本发明目标管片完成拆除状态示意图。
图8为本发明辅助装置主视示意图。
图9为本发明辅助装置侧视示意图。
图10为本发明靴板装置主视示意图。
图11为本发明靴板装置侧视内部结构示意图。
图12为本发明连接装置主视示意图。
图13为本发明连接装置侧视示意图。
图14为本发明第二工装侧视示意图。
图15为本发明拆除辅助销结构示意图。
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8、9所示，实施例1，一种洞内拆除管片的辅助装置，包括第二工装12，第二工装用于与管片拼装机7的吸盘701相连接，用于支撑靴板装置。所述第二工装12上可拆卸设有靴板装置9和连接装置10，连接装置10与靴板装置9可拆卸连接，靴板装置9上设有防掉落装置13。靴板装置为连接装置和防掉落装置提供支撑，防掉落装置伸出靴板装置，在对目标管片进行后退拔连接销2时，可支撑目标管片，防止其意外掉落。
进一步，如图10、11所示，所述靴板装置包括靴板901，靴板901的一端去（前端）设有与目标推进油缸5相配合的第一槽903和定位销905、另一端设有用于与第二工装12连接的第三螺纹孔907和用于与连接装置11连接的第二螺纹孔906，目标推进油缸与目标管片对应，即目标管片的中心线与目标推进油缸的轴线重合。所述第一槽903内设有用于与目标推进油缸5的沉孔904，靴板通过穿过沉孔的连接连接螺栓与目标推进油缸伸缩端的法兰固定连接，该法兰位于第一槽内，定位销起到快速定位作用。所述靴板901的下部固定设有第一连接板902，第一连接板902上设有用于与防掉落装置13连接的第一螺纹孔9021。所述靴板901的下部设有防护链14，防护链14的固定端与靴板固定连接，防护链14的自由端设有与目标推进油缸相连接的连接螺栓15；防护链的作用是防护靴板，防止靴板意外掉落。所述防掉落装置13包括防护板1301，防护板1301通过第一连接螺栓1302与靴板901相连接，第一连接螺栓1302与第一螺纹孔相配合，防护板1301向后伸出靴板901，在拆除目标管片过程中，用于支撑目标管片。
进一步，如图12、13所示，所述连接装置包括底板1101，底板1101通过第二连接螺栓1105与靴板装置可拆卸连接，即第二连接螺栓与第二螺纹孔相配合，第二连接螺栓与底板之间设有第二垫圈1106，底板1101上设有凸台1102，凸台向后（向着目标管片的方向）伸出，凸台1102上设有用于与拆除辅助销10连接的螺纹销孔1103。所述底板1101的下部为与第二工装相配合的圆弧形，便于第二工装与底板的稳定支撑。所述拆除辅助销10的一端为与螺纹销孔1103相配合的外螺纹柱1001、另一端为与目标管片过盈配合的锥形柱1002，如图15所示。使用时，先将外螺纹柱1001旋进螺纹销孔中，然后在目标推进油缸5的作用下，通过靴板和底板将锥形柱挤压进目标管片内，与目标管片过盈配合，便于对连接销2的拔出。
进一步，如图14所示，所述第二工装包括倒T型板架1204，倒T型板架1204上部设有与连接装置11的底板1101相配合的第二圆弧槽1201和用于与靴板装置相连接的第三连接螺栓1202，第三连接螺栓与第三螺纹孔907相配合，且第三连接螺栓与倒T型板架之间设有第三垫圈1203，倒T型板架1204下部设有用于与管片拼装机7相连接的第四连接螺栓1205，用于与管片拼装机7的吸盘701。可拆卸连接。
实施例2：一种洞内拆除管片的施工方法，步骤如下：
S1：设待拆除的管片设为目标管片1，将位于目标管片1前方且与目标管片相对应的推进油缸设为目标推进油缸5；目标推进油缸5的中心轴线与目标管片的中心线重合，推进油缸位于盾体4内，目标推进油缸与目标管片的布置方式，为现有管片铺设方式；
S2：在管片拼装机7的吸盘701上安装第一工装，第一工装8与吸盘可拆卸连接，用于支撑撑靴，然后通过管片拼装机7和第一工装8将目标推进油缸5上的撑靴6拆除，如图1所示。
S3：将第一工装8和撑靴6从管片拼装机7的吸盘701上拆卸，然后在吸盘701上安装第二工装12；第二工装12与吸盘701可拆卸连接，第二工装用于支撑下步中的靴板装置9；
S4：在第二工装12的倒T型板架1204上安装靴板装置，即将靴板901通过螺栓连接在倒T型板架1204，然后在靴板装置9的靴板901上安装连接装置11及防掉落装置13；即将底板1101螺栓连接在靴板上，将防护板螺栓连接在靴板的下部，并将拆除辅助销10螺纹安装在连接装置11的凸台1102上；
S5：通过管片拼装机7和第二工装12将靴板装置的靴板901通过螺栓固定在目标推进油缸5的伸缩端上；然后将第二工装12从吸盘上拆除，如图2所示；
S6：目标推进油缸5伸出，推动靴板装置9及连接装置11向着目标管片5的方向移动，将拆除辅助销10的锥形柱1002挤压进目标管片1内，并形成与目标管片1的过盈配合，如图3所示；
S7：吸盘701通过管片拼装机的控制移动到目标管片1的下方，并吸紧在目标管片1上，对目标管片1进行支撑，如图4所示；
S8：控制管片拼装机的轴向油缸702（轴向油缸702能带动管片拼装机进行轴向运动，现有技术中管片拼装机也是通过轴向油缸进行轴向运动）和目标推进油缸5同时缩回，提供最大轴向力，然后带动目标管片1向前运动，将目标管片1与上一管片3之间的连接销2从上一管片3中拔出，如图5所示；
S9：然后断开连接装置11与靴板装置9之间的连接，如图6所示，目标管片通过管片拼装机移动到指定位置并进行卸载即可，如此完成目标管片的洞内快速拆卸，如图7所示。其他结构与实施例1相同。
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)
1.一种洞内拆除管片的施工方法，其特征在于：步骤如下：
S1：设待拆除的管片设为目标管片，将位于目标管片前方且与目标管片相对应的推进油缸设为目标推进油缸；
S2：在管片拼装机的吸盘上安装第一工装，通过管片拼装机和第一工装将目标推进油缸上的撑靴拆除；
S3：将第一工装和撑靴从管片拼装机的吸盘上拆卸，然后在吸盘上安装第二工装；
S4：在第二工装上安装靴板装置，然后在靴板装置上安装连接装置及防掉落装置；并将拆除辅助销安装在连接装置上；
S5：通过管片拼装机和第二工装将靴板装置固定在目标推进油缸上；然后将第二工装从吸盘上拆除；
S6：目标推进油缸伸出，推动靴板装置及连接装置向着目标管片的方向移动，将拆除辅助销挤压进目标管片内，并形成与目标管片的过盈配合；
S7：吸盘通过管片拼装机移动到目标管片的下方，并吸紧目标管片；
S8：控制管片拼装机的轴向油缸和目标推进油缸同时缩回，带动目标管片向前运动，将目标管片与上一管片之间的连接销从上一管片中拔出；
S9：然后断开连接装置与靴板装置之间的连接，目标管片通过管片拼装机移动到指定位置并进行卸载即可。
2.一种洞内拆除管片的辅助装置，包括第二工装（12），其特征在于：所述第二工装（12）上可拆卸设有靴板装置（9）和连接装置（10），连接装置（10）与靴板装置（9）可拆卸连接，靴板装置（9）上设有防掉落装置（13）。
3.根据权利要求2所述的洞内拆除管片的辅助装置，其特征在于：所述靴板装置包括靴板（901），靴板（901）的一端设有与目标推进油缸（5）相配合的第一槽（903）和定位销（905）、另一端设有用于与第二工装（12）连接的第三螺纹孔（907）和用于与连接装置（11）连接的第二螺纹孔（906），所述第一槽（903）内设有用于与目标推进油缸（5）的沉孔（904）。
4.根据权利要求3所述的洞内拆除管片的辅助装置，其特征在于：所述靴板（901）的下部设有第一连接板（902），第一连接板（902）上设有用于与防掉落装置（13）连接的第一螺纹孔（9021）。
5.根据权利要求4所述的洞内拆除管片的辅助装置，其特征在于：所述靴板（901）的下部设有防护链（14），防护链（14）的自由端设有与目标推进油缸相连接的连接螺栓（15）。
6.根据权利要求4所述的洞内拆除管片的辅助装置，其特征在于：所述防掉落装置（13）包括防护板（1301），防护板（1301）通过第一连接螺栓（1302）与靴板（901）相连接，防护板（1301）向后伸出靴板（901）。
7.根据权利要求2~6任一项所述的洞内拆除管片的辅助装置，其特征在于：所述连接装置包括底板（1101），底板（1101）通过第二连接螺栓（1105）与靴板装置可拆卸连接，底板（1101）上设有凸台（1102），凸台（1102）上设有用于与拆除辅助销（10）连接的螺纹销孔（1103）。
8.根据权利要求7所述的洞内拆除管片的辅助装置，其特征在于：所述底板（1101）的下部为与第二工装相配合的圆弧形。
9.根据权利要求7所述的洞内拆除管片的辅助装置，其特征在于：所述拆除辅助销（10）的一端为与螺纹销孔（1103）相配合的外螺纹柱（1001）、另一端为与目标管片过盈配合的锥形柱（1002）。
10.根据权利要求2~4、8、9任一项所述的洞内拆除管片的辅助装置，其特征在于：所述第二工装包括倒T型板架（1204），倒T型板架（1204）上部设有与连接装置相配合的第二圆弧槽（1201）和用于与靴板装置相连接的第三连接螺栓（1202），倒T型板架（1204）下部设有用于与管片拼装机（7）相连接的第四连接螺栓（1205）。
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