CN113266385A - 具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构，包括：矩形顶管机；外置式帽檐，其设置在顶管机壳体的外侧，外置式帽檐呈倒U型结构，外置式帽檐前端成斜向设置，与地铁车站出入口侧墙围护结构贴合，后端延伸至顶管机壳体后端；滑动密封，外置式帽檐与顶管机壳体相接处的前端和后端设置有多道沿外置式帽檐通长布置的滑动密封；胸板，其设置在顶管机壳体内，胸板的外侧设置有顶管机刀盘，胸板的内侧设置有顶推千斤顶，顶管机壳体位于胸板内侧且靠近胸板处设置有多个通孔；以及千斤顶顶推挡块，其设置在胸板的内侧，并与顶推千斤顶的活塞杆端部相连接。
Description
技术领域
本发明涉及顶管施工技术领域，具体涉及一种具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构及其施工方法。
背景技术
随着城市化进程的加快，轨道交通成为解决城市交通拥堵的重要手段之一，各大城市正持续推进地铁建设，机械化施工逐渐成为地铁施工方法的主流，尤其是近几年地铁出入口采用矩形顶管法施工成为新的热点。
目前地铁往往修在城市繁华地区，尤其是车站站点多位于道路的交叉口，由于征地拆迁等外部因素制约，地铁车站出入口施工往往滞后于车站主体施工，存在着地铁已运营但部分出入口缓建，后建出入口采用顶管法施工时，顶管机无法采用正常的竖井接收法，只能盲孔接收洞内解体，进而尽可能的减小对既有已开通地铁站点运营的影响。由于顶管始发工作井与顶管轴线存在水平或垂直方向不规则斜交，水平或垂直角度呈0~90°之间，矩形顶管机顶进到接收端侧墙时，矩形顶管机刀盘无法正面接触接收端侧墙，只有一个角点触碰接收端侧墙，在接收端侧墙与矩形顶管机刀盘之间形成一定厚度的楔形土体，若该楔形土体不经加固，矩形顶管机进行盲孔接收解体时，极易造成土体坍塌，进而影响既有运营地铁车站及出入口的运营安全。
例如，专利202010019058.6公开了一种地铁车站出入口通道采用矩形顶管进行施工的方法，专利201811626615.X、201811229692.1和201410352567.5都介绍了矩形顶管机接收方法，但都是采用在接收端设置工作井采用竖井接收方法，专利201910443104.2公开了一种矩形顶管机施工运营中地铁车站出入口通道的接收方法，虽然该专利是采用无接收井的接收方法，但该专利是矩形顶管机正面垂直接触车站侧墙，其未解决顶管轴线与车站侧墙面水平与垂直斜交情况下接收解体。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构，包括：矩形顶管机；外置式帽檐，其设置在顶管机壳体的外侧，外置式帽檐呈倒U型结构，外置式帽檐前端成斜向设置，与地铁车站出入口侧墙围护结构贴合，后端延伸至顶管机壳体后端；滑动密封，外置式帽檐与顶管机壳体相接处的前端和后端设置有多道沿外置式帽檐通长布置的滑动密封；胸板，其设置在顶管机壳体内，胸板的外侧设置有顶管机刀盘，胸板的内侧设置有顶推千斤顶，顶管机壳体位于胸板内侧且靠近胸板处设置有多个通孔；以及千斤顶顶推挡块，其设置在胸板的内侧，并与顶推千斤顶的活塞杆端部相连接。
在一优选实施方式中，通孔的长度为地铁车站出入口围护结构距离顶管机刀盘最远端的距离，多个通孔分别设置在顶管机壳体顶面和左右两侧部位、相邻顶管机刀盘中间部位，其中，顶管机壳体顶面设置有五个通孔，左右两侧侧面设置有两个通孔。
在一优选实施方式中，千斤顶顶推挡块包括连接杆、滚轮、滚轮底座和千斤顶活塞杆承接筒，连接杆的一端穿过通孔与外置式帽檐后端固定连接，连接杆的另一端与滚轮底座固定连接，滚轮底座呈矩形结构，滚轮底座的一面连接有两根连接杆和两个滚轮，另一面连接千斤顶活塞杆承接筒，千斤顶活塞杆承接筒内承接顶推千斤顶的活塞杆。
在一优选实施方式中，外置式帽檐与顶管机壳体相接处的前端和后端共设置有三道沿外置式帽檐通长布置的滑动密封，外置式帽檐后端与顶管机壳体的通孔相接处装有环形滑动密封，且外置式帽檐后端与每个通孔相对应位置处焊接有两个连接杆。
在一优选实施方式中，顶管机壳体内侧与顶推千斤顶相对位置处安装有多个抱箍，抱箍用于固定顶推千斤顶。
在一优选实施方式中，外置式帽檐由2cm厚钢板制成，且外置式帽檐前端钢板削成30°尖角。
在一优选实施方式中，顶管机壳体内侧与顶推千斤顶后端相对位置处固定连接有千斤顶后挡块，千斤顶后挡块由2cm钢板制成。
在一优选实施方式中，连接杆由钢柱制成，滚轮底座由2cm厚钢板制成。
本发明还提供了一种具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构的施工方法，包括如下步骤：
S1.将外置式帽檐设置在顶管机壳体的外侧，并与地铁车站出入口侧墙贴合，外置式帽檐后端延伸至顶管机壳体后端；
S2.下井始发顶进，将矩形顶管机按照设计轴线顶进到预定位置后停机；
S3.矩形顶管机顶进到位后，接通千斤顶管路，千斤顶活塞杆伸出，活塞杆带动千斤顶顶推挡块沿着顶管机壳体上的通孔向前移动，千斤顶顶推挡块带动外置式帽檐缓慢顶出，直至帽檐前端与地铁车站出入口侧墙围护结构接触；
S4.护住矩形顶管机与地铁车站出入口侧墙围护结构间的不规则楔形土体，顶推千斤顶顶进到位后锁死，以使外置式伸缩帽檐不会回缩。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在矩形顶管机壳体外侧设置外置式帽檐，当矩形顶管机顶进到位后，外伸外置式帽檐来支护矩形顶管机与既有地铁车站出入口墙体结构间土体，防止楔形土体坍塌，然后在顶管机外壳及外置式帽檐支护的空间内完成顶管机解体，从而解决了既有已开通运营的地铁车站出入口矩形顶管施工无接收井斜向接收解体时矩形机刀盘与地铁车站出入口围护结构间楔形土体开挖坍塌问题，保证既有运营地铁车站出入口的运营安全。
附图说明
图1为本发明的外置式帽檐收缩状态下的具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构的俯视图。
图2为本发明的外置式帽檐收缩状态下的具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构的立面侧视图。
图3为本发明的外置式帽檐断面示意图。
图4为本发明的外置式帽檐伸出状态下的具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构的俯视图。
图5为本发明的外置式帽檐伸出状态下的具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构的立面侧视图。
图6为本发明的地铁车站出入口通道平剖图。
图7为本发明的千斤顶顶推挡块的俯视图。
图8为本发明的千斤顶顶推挡块的纵剖图。
附图标记说明：
1-矩形顶管机，11-顶管机壳体，111-通孔，2-外置式帽檐，3-滑动密封，4-胸板，5-顶推千斤顶，51-活塞杆，52-抱箍，53-千斤顶油管，54-千斤顶后挡块，6-千斤顶顶推挡块，61-连接杆，62-滚轮底座，63-滚轮，64-千斤顶活塞杆承接筒，7-地铁车站出入口围护结构，8-顶管机刀盘，9-环形滑动密封，10-刀盘驱动，12-地铁车站出入口，13-楔形土体，14-出入口通道，15-出入口始发井。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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1-8所示，本发明优选实施方式的具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构，包括：矩形顶管机1、外置式帽檐2、滑动密封3、胸板4、顶推千斤顶5以及千斤顶顶推挡块6。外置式帽檐2设置在顶管机壳体11的外侧，外置式帽檐2呈倒U型结构，外置式帽檐2前端成斜向设置，与地铁车站出入口侧墙贴合，后端延伸至顶管机壳体后端。外置式帽檐2与顶管机壳体11相接处的前端和后端设置有多道沿外置式帽檐2通长布置的滑动密封3。胸板4设置在顶管机壳体11内，并与顶管机壳体11内壁相垂直，胸板4的外侧设置有顶管机刀盘8，胸板4的内侧设置有顶推千斤顶5，顶管机壳体11位于胸板内侧且靠近胸板4处设置有多个通孔111。千斤顶顶推挡块6其设置在胸板4的内侧，并与顶推千斤顶5的活塞杆51端部相连接。顶管机刀盘8通过法兰盘和刀盘驱动10连接，刀盘驱动10和胸板4连接。
进一步的，通孔111的长度为地铁车站出入口围护结构7距离顶管机刀盘8最远端的距离，多个通孔111分别设置在顶管机壳体顶面和左右两侧部位、相邻顶管机刀盘8中间部位。优选的，顶管机壳体顶面设置有五个通孔，左右两侧侧面设置有两个通孔。
进一步的，如图7-8所示，千斤顶顶推挡块6包括连接杆61、滚轮底座62、滚轮63和千斤顶活塞杆承接筒64，连接杆61对称设置有两根，连接杆61的一端穿过通孔111与外置式帽檐2后端固定连接，连接杆61的另一端与滚轮底座62固定连接。滚轮底座62呈矩形结构，滚轮底座62的一面连接有两根连接杆61和两个滚轮63，另一面连接千斤顶活塞杆承接筒64，千斤顶活塞杆承接筒64内承接顶推千斤顶5的活塞杆51。两个滚轮63设置在千斤顶活塞杆承接筒64的外侧，从而将千斤顶活塞杆承接筒64与顶管机壳体11由滑动摩擦改为滚动摩擦。
进一步的，外置式帽檐2与顶管机壳体11相接处的前端和后端共设置有三道沿外置式帽檐通长布置的滑动密封3，外置式帽檐2后端与顶管机壳体的通孔111相接处装有环形滑动密封9，且外置式帽檐2后端与每个通孔111相对应位置处均焊接有两个连接杆61。
进一步的，顶管机壳体内侧与顶推千斤顶5相对位置处安装有多个抱箍52，抱箍52用于固定顶推千斤顶5，顶推千斤顶5的尾部连接有千斤顶油管53。顶管机壳体11内侧与顶推千斤顶后端相对位置处固定连接有千斤顶后挡块54，千斤顶后挡块54为顶推千斤顶推力的作用点，千斤顶后挡块54由2cm厚的钢板制成。
进一步的，外置式帽檐2由2cm厚钢板制成，且外置式帽檐2前端钢板削成30°尖角，以便减小外置式帽檐的伸出阻力。
进一步的，连接杆61由钢柱制成，滚轮底座62由2cm厚钢板制成。
本发明还提供了一种具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构的施工方法，包括如下步骤：
步骤S1.将外置式帽檐2设置在顶管机壳体11的外侧，外置式帽檐后端延伸至顶管机壳体后端。
步骤S2.下井始发顶进，将矩形顶管机1按照设计轴线顶进到预定位置后停机。
步骤S3.矩形顶管机1顶进到位后，接通顶推千斤顶管路，顶推千斤顶5的活塞杆51伸出，活塞杆51带动千斤顶顶推挡块6沿着顶管机壳体11上的通孔111向前移动，千斤顶顶推挡块6带动外置式帽檐2缓慢顶出，直至帽檐前端与地铁车站出入口侧墙围护结构7接触。
步骤S4.护住矩形顶管机1与地铁车站出入口侧墙围护结构7间的不规则楔形土体13，顶推千斤顶5顶进到位后锁死，以使外置式伸缩帽檐不会回缩。
本发明还可以在矩形顶管机壳体11及外置式帽檐2支护的空间内完成矩形顶管机1的解体，并将顶管机壳体11和外置式帽檐2留在土层内作为出入口通道14的初支结构。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构，其特征在于：所述大断面矩形顶管机顶进结构包括：
矩形顶管机；
外置式帽檐，其设置在顶管机壳体的外侧，所述外置式帽檐呈倒U型结构，所述外置式帽檐前端成斜向设置，与地铁车站出入口侧墙围护结构贴合，后端延伸至顶管机壳体后端；
滑动密封，所述外置式帽檐与顶管机壳体相接处的前端和后端设置有多道沿外置式帽檐通长布置的滑动密封；
胸板，其设置在顶管机壳体内，所述胸板的外侧设置有顶管机刀盘，所述胸板的内侧设置有顶推千斤顶，所述顶管机壳体位于所述胸板内侧且靠近所述胸板处设置有多个通孔；以及
千斤顶顶推挡块，其设置在所述胸板的内侧，并与所述顶推千斤顶的活塞杆端部相连接。
2.根据权利要求1所述的具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构，其特征在于：所述通孔的长度为地铁车站出入口围护结构距离顶管机刀盘最远端的距离，多个所述通孔分别设置在顶管机壳体顶面和左右两侧部位、相邻顶管机刀盘中间部位，其中，顶管机壳体顶面设置有五个所述通孔，左右两侧侧面设置有两个所述通孔。
3.根据权利要求2所述的具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构，其特征在于：所述千斤顶顶推挡块包括连接杆、滚轮、滚轮底座和千斤顶活塞杆承接筒，所述连接杆的一端穿过所述通孔与外置式帽檐后端固定连接，所述连接杆的另一端与所述滚轮底座固定连接，所述滚轮底座呈矩形结构，所述滚轮底座的一面连接有两根所述连接杆和两个滚轮，另一面连接所述千斤顶活塞杆承接筒，所述千斤顶活塞杆承接筒内承接所述顶推千斤顶的活塞杆。
4.根据权利要求3所述的具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构，其特征在于：所述外置式帽檐与顶管机壳体相接处的前端和后端共设置有三道沿外置式帽檐通长布置的滑动密封，外置式帽檐后端与所述顶管机壳体的所述通孔相接处装有环形滑动密封，且外置式帽檐后端与每个所述通孔相对应位置处焊接有两个所述连接杆。
5.根据权利要求4所述的具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构，其特征在于：顶管机壳体内侧与所述顶推千斤顶相对位置处安装有多个抱箍，所述抱箍用于固定所述顶推千斤顶。
6.根据权利要求5所述的具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构，其特征在于：所述外置式帽檐由2cm厚钢板制成，且外置式帽檐前端钢板削成30°尖角。
7.根据权利要求6所述的具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构，其特征在于：所述顶管机壳体内侧与所述顶推千斤顶后端相对位置处固定连接有千斤顶后挡块，所述千斤顶后挡块由2cm钢板制成。
8.根据权利要求3所述的具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构，其特征在于：所述连接杆由钢柱制成，所述滚轮底座由2cm厚钢板制成。
9.一种具有外置式帽檐的大断面矩形顶管机顶进结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.将外置式帽檐设置在顶管机壳体的外侧，并与地铁车站出入口侧墙贴合，外置式帽檐后端延伸至顶管机壳体后端；
S2.下井始发顶进，将矩形顶管机按照设计轴线顶进到预定位置后停机；
S3.所述矩形顶管机顶进到位后，接通千斤顶管路，千斤顶活塞杆伸出，活塞杆带动千斤顶顶推挡块沿着顶管机壳体上的通孔向前移动，千斤顶顶推挡块带动所述外置式帽檐缓慢顶出，直至帽檐前端与地铁车站出入口侧墙围护结构接触；
S4.护住矩形顶管机与地铁车站出入口侧墙围护结构间的不规则楔形土体，顶推千斤顶顶进到位后锁死，以使所述外置式伸缩帽檐不会回缩。
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