能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)，包括護(hù)盾結(jié)構(gòu)，在護(hù)盾結(jié)構(gòu)前端設(shè)置有掘進(jìn)裝置，在護(hù)盾結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有排渣系統(tǒng)和管片拼裝系統(tǒng)，在護(hù)盾結(jié)構(gòu)后部設(shè)置的后配套系統(tǒng)，所述管片拼裝系統(tǒng)，包括兩種矩形管節(jié)、多功能小車一、多功能小車二、抓舉裝置和活動(dòng)軌道；多功能小車一和多功能小車二可沿著活動(dòng)軌道對(duì)矩形管節(jié)進(jìn)行運(yùn)輸，并通過(guò)抓舉裝置對(duì)矩形管節(jié)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)拼裝。本實(shí)用新型超挖斷面面積合理，是一種能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的矩形盾構(gòu)設(shè)備，使矩形管片能在盾體內(nèi)小角度翻轉(zhuǎn)，具備了管節(jié)分半數(shù)量少，超挖面積有限，管片拼裝靈活簡(jiǎn)便且機(jī)械化程度高等特點(diǎn)，是一種施工安全操作簡(jiǎn)潔高效的矩形盾構(gòu)設(shè)備。
【專利說(shuō)明】能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種隧道施工設(shè)備及使用方法，尤其是能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)及拼裝方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長(zhǎng)，城市化進(jìn)程的進(jìn)一步加快以及環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，我國(guó)的地下管線的需求量也在逐年增加。盾構(gòu)技術(shù)不用大量拆遷，不用開(kāi)挖地面，地面上無(wú)噪音、無(wú)塵土、不擾民，而且全部采用自動(dòng)化控制，工程進(jìn)度較快，因此，是一種即可減少工程污染，節(jié)約工程投資，廣泛應(yīng)用于未來(lái)城市的地鐵隧道、地下管道、防澇排污管道、電力管道等工程項(xiàng)目的施工技術(shù)。
[0003]矩形斷面隧道相對(duì)于圓形斷面隧道有著空間利用率高的特點(diǎn)，必為隧道施工應(yīng)用中的發(fā)展趨勢(shì)之一。而矩形管片在已開(kāi)挖面的拼裝模式是制約矩形盾構(gòu)施工技術(shù)發(fā)展的主要瓶頸。傳統(tǒng)的圓形盾構(gòu)管片拼裝模式為:圓形管片通常為等分1/6或1/8圓周，占據(jù)運(yùn)送空間小，以圓形回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，輔之其他5個(gè)自由度進(jìn)行調(diào)節(jié)安裝，螺旋輸送機(jī)從此管片安裝機(jī)中間穿過(guò)，并將渣土運(yùn)送到皮帶機(jī)上。矩形斷面由于沒(méi)有圓形斷面承載土壓時(shí)的拱橋效應(yīng)，故上下底邊承受彎矩最大區(qū)域不宜為管片拼接節(jié)點(diǎn)，不能類似于圓形劃分多份；同時(shí)，管片必須在已架設(shè)隧道內(nèi)自由運(yùn)輸，若在矩形管節(jié)左右側(cè)邊上布置拼接節(jié)點(diǎn)，則該管片在已開(kāi)挖所圍空間內(nèi)翻轉(zhuǎn)不能滿足，若強(qiáng)行滿足翻轉(zhuǎn)空間，則掘進(jìn)裝置超挖面積又過(guò)大而造成工程造價(jià)過(guò)高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超挖斷面面積合理，能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的矩形盾構(gòu)設(shè)備，矩形盾構(gòu)的管片能在盾體內(nèi)小角度翻轉(zhuǎn)，使管片拼裝機(jī)械化程度高，施工安全高效。
[0005]本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的矩形盾構(gòu)設(shè)備所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)，包括護(hù)盾結(jié)構(gòu)，在護(hù)盾結(jié)構(gòu)前端設(shè)置有掘進(jìn)裝置，在護(hù)盾結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有排渣系統(tǒng)和管片拼裝系統(tǒng)，在護(hù)盾結(jié)構(gòu)后部設(shè)置的后配套系統(tǒng)，所述管片拼裝系統(tǒng)，包括兩種矩形管節(jié)、多功能小車一、多功能小車二、抓舉裝置和活動(dòng)軌道；多功能小車一和多功能小車二可沿著活動(dòng)軌道對(duì)矩形管節(jié)進(jìn)行運(yùn)輸，并通過(guò)抓舉裝置進(jìn)行翻轉(zhuǎn)拼裝。掘進(jìn)裝置用于矩形開(kāi)挖面的掘進(jìn)及渣土攪拌改良，排渣系統(tǒng)用于配合掘進(jìn)裝置將渣土排出盾體外，護(hù)盾結(jié)構(gòu)用于支撐整個(gè)盾體。每個(gè)矩形管節(jié)均由兩個(gè)管片拼合而成，通過(guò)設(shè)置管片拼裝系統(tǒng)，多功能小車一和多功能小車二對(duì)矩形管節(jié)的管片通過(guò)后配套系統(tǒng)運(yùn)輸至活動(dòng)軌道，再通過(guò)位于活動(dòng)軌道前方的抓舉裝置對(duì)管片進(jìn)行角度調(diào)節(jié)，抓舉裝置可將管片進(jìn)行六個(gè)自由度的調(diào)節(jié)，操作靈活準(zhǔn)確，活動(dòng)軌道由控制油缸伸縮并可依工況變換移動(dòng)位置，多功能小車一和多功能小車二能夠精準(zhǔn)舉升和小角度旋轉(zhuǎn)管片，配合抓舉裝置輔助完成管片的拼裝工作。通過(guò)這種方式，使得管片可以在護(hù)盾結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行小角度翻轉(zhuǎn)進(jìn)行拼裝，拼裝速度快，機(jī)械化程度高。
[0007]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選，每個(gè)矩形管節(jié)是由上底邊、下底邊、左側(cè)邊、右側(cè)邊四個(gè)條邊組成的呈環(huán)狀矩形，且四條邊的直角拐點(diǎn)處采用圓角過(guò)渡，在每個(gè)矩形管節(jié)左側(cè)邊和右側(cè)邊的厚度方向上各設(shè)置有一個(gè)不等邊倒角，所述兩個(gè)不等邊倒角關(guān)于整個(gè)管節(jié)的重心點(diǎn)中心對(duì)稱。
[0008]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選，所述矩形管節(jié)分為A形矩形管節(jié)和B形矩形管節(jié)，所述A形矩形管節(jié)是由在矩形管節(jié)左右側(cè)邊上橫向截?cái)喽a(chǎn)生的正U形管片一和倒U形管片一組成，正U形管片一和倒U形管片一在高度方向上有高度差；所述B形矩形管節(jié)是由在矩形管節(jié)左右側(cè)邊上橫向截?cái)喈a(chǎn)生的正U形管片二和倒U形管片二組成，且正U形管片二和倒U形管片二的高度差絕對(duì)值與正U形管片一和倒U形管片一高度差絕對(duì)值相等；即正U形管片一與正U形管片二外形近似而高度不同，倒U形管片一與倒U形管片二外形近似而高度不同；在四種U形管片的重心處均設(shè)置有一個(gè)吊裝絲孔，兩側(cè)設(shè)置有若干個(gè)縱向手孔，U形開(kāi)口處設(shè)置有若干個(gè)豎向手孔，兩種手孔均通過(guò)螺栓連接；A形矩形管節(jié)和B形矩形管節(jié)沿隧道鋪設(shè)方向交錯(cuò)鋪設(shè)，四種U形管片均繼承了矩形管節(jié)的不等邊倒角特性。所述矩形管節(jié)的上底邊可起拱，矩形管節(jié)的每個(gè)不等邊倒角所成斜邊與隧道架設(shè)方向成α角。通過(guò)Α形矩形管節(jié)和B形矩形管節(jié)交錯(cuò)鋪設(shè)的方式使管節(jié)整體的受力好，支撐穩(wěn)固。
[0009]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選，護(hù)盾結(jié)構(gòu)包括前后依次設(shè)置的前盾、中盾和尾盾，前盾通過(guò)鉸接油缸與中盾相連，中盾通過(guò)拖拽油缸與尾盾相連，推進(jìn)油缸分布在中盾的上底邊和下低邊，其一端支撐在中盾內(nèi)置隔板上，其另一端支撐在新拼裝完畢的管節(jié)上，此外還包括設(shè)置在盾體內(nèi)部前方的人艙裝置。護(hù)盾結(jié)構(gòu)能支撐整個(gè)設(shè)備，具有安全可靠性高、防水性能良好、調(diào)向精準(zhǔn)的特點(diǎn)，三個(gè)盾殼的設(shè)置長(zhǎng)度應(yīng)合理分布，以便于調(diào)向方便和為矩形管片的拼裝提供足夠空間。
[0010]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選，抓舉裝置包括由長(zhǎng)臂油缸控制的伸縮臂，在伸縮臂下部安裝有變幅油缸，伸縮臂前端鉸接有抓舉頭，抓舉頭上設(shè)置有起吊螺釘，在伸縮臂前端與抓舉頭之間設(shè)置有可調(diào)整抓舉頭橫向轉(zhuǎn)角的微調(diào)油缸。通過(guò)設(shè)置抓舉裝置，抓舉裝置的主體為伸縮臂結(jié)構(gòu)，抓舉裝置的尾部鉸接于中盾上部，頭部鉸接有抓舉頭，抓舉頭可相對(duì)伸縮臂頭部180°旋轉(zhuǎn)，且在抓舉頭內(nèi)置有起吊螺釘?shù)木o固結(jié)構(gòu)和可微調(diào)起吊螺釘?shù)臋M向位移、豎向轉(zhuǎn)角的結(jié)構(gòu)。所述伸縮臂可通過(guò)長(zhǎng)臂油缸自由調(diào)節(jié)長(zhǎng)度并由安裝在伸縮臂下面的變幅油缸調(diào)整擺動(dòng)角度，即可調(diào)整縱向或豎向位移。通過(guò)在伸縮臂前端與抓舉頭之間鉸接有微調(diào)油缸，微調(diào)油缸可調(diào)整抓舉頭的橫向轉(zhuǎn)角，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管片位置的調(diào)整及角度翻轉(zhuǎn)。
[0011]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選，排渣系統(tǒng)包括位于前盾前端下部的螺旋輸送機(jī)，在螺旋輸送機(jī)出口下方設(shè)置有泥水?dāng)嚢铏C(jī)，泥水?dāng)嚢铏C(jī)通過(guò)渣漿泵與折疊式排漿管相連。螺旋輸送機(jī)緊貼前盾前端下部，其軸線與水平中心線成一定夾角，泥水?dāng)嚢铏C(jī)位于中盾區(qū)域安裝在螺旋輸送機(jī)出口下方，泥水?dāng)嚢铏C(jī)的出口與設(shè)置在泥水?dāng)嚢铏C(jī)一側(cè)的渣漿泵進(jìn)口相連，折疊式排漿管與渣漿泵出口連接，縱向跨過(guò)中盾、尾盾。經(jīng)掘進(jìn)裝置切削下來(lái)的渣土，由螺旋輸送機(jī)從前盾的土倉(cāng)輸送到尾部，并掉進(jìn)泥水?dāng)嚢铏C(jī)，泥水?dāng)嚢铏C(jī)將渣土與水經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌铣奢^稀泥水，被渣漿泵泵送出盾體以外，折疊式排漿管可隨掘進(jìn)裝置移動(dòng)。
[0012]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選，掘進(jìn)裝置包括刀盤裝置、主驅(qū)動(dòng)裝置和渣土改良系統(tǒng)；刀盤裝置位于前盾前部，且與掌子面接觸，主驅(qū)動(dòng)裝置緊鄰刀盤裝置，且固定于前盾結(jié)構(gòu)上，渣土改良系統(tǒng)內(nèi)置于主驅(qū)動(dòng)裝置回轉(zhuǎn)中心，并與刀盤裝置的改良噴口聯(lián)通。刀盤裝置由主驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)挖出矩形斷面，切削下來(lái)的渣土被渣土改良系統(tǒng)改良后輸送到螺旋輸送機(jī)，由排渣系統(tǒng)排出盾體外。
[0013]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選，后配套系統(tǒng)包括四條對(duì)稱固定在矩形隧道下部的固定軌道，兩側(cè)的固定軌道上設(shè)置有隨掘進(jìn)裝置的前進(jìn)而移動(dòng)的拖車，拖車上設(shè)置有動(dòng)力控制設(shè)備，所述動(dòng)力控制設(shè)備包括液壓泵站、變壓器、控制柜，多功能小車一和多功能小車二可沿著中間的一對(duì)固定軌道行駛。
[0014]本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，從矩形管節(jié)受力分析、外形特性兩方面解決了分半方式，從運(yùn)輸、拼裝、栓接固定三方面考慮著重解決了施工細(xì)節(jié)，具備了管節(jié)分半數(shù)量少，超挖面積有限，管片拼裝靈活簡(jiǎn)便且機(jī)械化程度高等特點(diǎn)，是一種施工安全、操作簡(jiǎn)潔高效的矩形盾構(gòu)設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的整機(jī)結(jié)構(gòu)側(cè)視不意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的整機(jī)結(jié)構(gòu)俯視不意圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的A形矩形管節(jié)正視圖。
[0018]圖4為本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的A形矩形管節(jié)圖3的A-A面剖視圖。
[0019]圖5為本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的B形矩形管節(jié)正視圖。
[0020]圖6為本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的B形矩形管節(jié)圖5的B-B面剖視圖。
[0021]圖7為本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的抓舉裝置示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]如圖1至7所示，本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)，包括掘進(jìn)裝置1、排渣系統(tǒng)2、護(hù)盾結(jié)構(gòu)3、管片拼裝系統(tǒng)4和后配套系統(tǒng)5。所述掘進(jìn)裝置I用于矩形開(kāi)挖面的掘進(jìn)及渣土攪拌改良設(shè)置在護(hù)盾結(jié)構(gòu)3前端。排渣系統(tǒng)2和管片拼裝系統(tǒng)4設(shè)置在護(hù)盾結(jié)構(gòu)3內(nèi)，所述排渣系統(tǒng)2用于配合掘進(jìn)裝置I將渣土排出矩形盾構(gòu)外，護(hù)盾結(jié)構(gòu)3用于支撐整個(gè)盾體，后配套系統(tǒng)5設(shè)置在護(hù)盾結(jié)構(gòu)3后部用于輔助完成管片拼裝、提供動(dòng)力等。
[0024]管片拼裝系統(tǒng)4，包括矩形管節(jié)405、多功能小車一 403、多功能小車二 404、抓舉裝置401和活動(dòng)軌道402。管片拼裝系統(tǒng)用于對(duì)矩形管節(jié)405的管片進(jìn)行拼裝，使管片可以在護(hù)盾結(jié)構(gòu)3內(nèi)進(jìn)行小角度翻轉(zhuǎn)進(jìn)行拼裝。抓舉裝置401可對(duì)矩形管節(jié)的管片進(jìn)行六個(gè)自由度的調(diào)節(jié)，操作靈活準(zhǔn)確，活動(dòng)軌道402由控制油缸伸縮并可依工況變換移動(dòng)位置，多功能小車一 403和多功能小車二 404能夠精準(zhǔn)舉升和小角度旋轉(zhuǎn)管片，配合抓舉裝置輔助完成管片的拼裝工作。
[0025]矩形管節(jié)405是由上底邊、下底邊、左側(cè)邊、右側(cè)邊四個(gè)條邊組成的呈環(huán)狀矩形，且四條邊的直角拐點(diǎn)處采用圓角過(guò)渡，上底邊可起拱，在每個(gè)矩形管節(jié)405左側(cè)邊和右側(cè)邊的厚度方向上各設(shè)置有一個(gè)不等邊倒角，此不等邊倒角所成斜邊與隧道架設(shè)方向成α角，所述兩個(gè)不等邊倒角關(guān)于整個(gè)管節(jié)的重心點(diǎn)中心對(duì)稱。
[0026]矩形管節(jié)405分為Α形矩形管節(jié)和B形矩形管節(jié)，其中A形矩形管節(jié)是由矩形管節(jié)405左右側(cè)邊的某一高度上橫向截?cái)喽a(chǎn)生的正U形管片一 4052和倒U形管片一 4051組成；而B(niǎo)形矩形管節(jié)是由矩形管節(jié)405左右側(cè)邊的另一高度上橫向截?cái)喽a(chǎn)生的正U形管片二 4054和倒U形管片二 4053組成；即正U形管片一 4052與正U形管片二 4054外形近似而高度不同，倒U形管片一 4051與倒U形管片二 4053外形近似而高度不同；在四種管片的重心處均設(shè)置有一個(gè)吊裝絲孔4055，兩側(cè)設(shè)置有若干個(gè)縱向手孔4056，U形開(kāi)口處設(shè)置有若干個(gè)豎向手孔4057，兩種手孔均通過(guò)螺栓連接；同時(shí)A形矩形管節(jié)和B形矩形管節(jié)沿隧道鋪設(shè)方向交錯(cuò)鋪設(shè)，隧道整體的受力好，支撐穩(wěn)固；此外四種管片均繼承了不等邊倒角，可以方便的使管片通過(guò)多功能小車實(shí)現(xiàn)小角度翻轉(zhuǎn)，避免管片在翻轉(zhuǎn)時(shí)與盾體內(nèi)其它結(jié)構(gòu)發(fā)生觸碰。
[0027]護(hù)盾結(jié)構(gòu)能支撐整個(gè)設(shè)備，具有安全可靠性高、防水性能良好、調(diào)向精準(zhǔn)的特點(diǎn)，所述護(hù)盾結(jié)構(gòu)3包括前后依次設(shè)置在盾體內(nèi)的前盾301、中盾302和尾盾303，三個(gè)盾殼的設(shè)置長(zhǎng)度應(yīng)合理分布，以便于調(diào)向方便和為矩形管片405的拼裝提供足夠空間。所述前盾301通過(guò)鉸接油缸304與中盾302相連，中盾302通過(guò)拖拽油缸307與尾盾303相連，推進(jìn)油缸305分布在中盾302的上底邊和下低邊，其一端支撐在中盾302內(nèi)置隔板上，其另一端支撐在新拼裝完畢的管節(jié)上，此外還包括設(shè)置在盾體內(nèi)部前方的人艙裝置306。抓舉裝置401固定于中盾302尾部，活動(dòng)軌道402位于抓舉裝置401后部，多功能小車二 404用于對(duì)A形矩形管節(jié)的正U形管片一 4052和B形矩形管節(jié)的正U形管片二 4054進(jìn)行運(yùn)輸，多功能小車一 403用于對(duì)A形矩形管節(jié)的倒U形管片一 4051和B形矩形管節(jié)的正U形管片二4053進(jìn)行運(yùn)輸，多功能小車一 403和多功能小車二 404可沿活動(dòng)軌道402移動(dòng)，并能夠精準(zhǔn)舉升和小角度旋轉(zhuǎn)管片，便于抓舉頭4014與管片的對(duì)接，輔助完成管片的拼裝工作。
[0028]抓舉裝置401的主體為伸縮臂結(jié)構(gòu)，所述抓舉裝置401包括長(zhǎng)臂油缸4012和由長(zhǎng)臂油缸控制的伸縮臂4011，伸縮臂4011的尾部鉸接在中盾302上部，在伸縮臂4011下部安裝有變幅油缸4015，變幅油缸4015的尾部也鉸接在中盾302上。伸縮臂4011可通過(guò)長(zhǎng)臂油缸4012自由調(diào)節(jié)長(zhǎng)度并由安裝在伸縮臂4011下面的變幅油缸4015調(diào)整擺動(dòng)角度，即可調(diào)整縱向或豎向位移。在伸縮臂4011前端鉸接有抓舉頭4014，抓舉頭4014可相對(duì)伸縮臂4011頭部180°旋轉(zhuǎn)，抓舉頭4014上設(shè)置有起吊螺釘4016、起吊螺釘?shù)木o固結(jié)構(gòu)和可微調(diào)起吊螺釘?shù)臋M向位移、豎向轉(zhuǎn)角的結(jié)構(gòu)。在伸縮臂4011前端與抓舉頭4014之間設(shè)置有可調(diào)整抓舉頭橫向轉(zhuǎn)角的微調(diào)油缸4013，微調(diào)油缸4013可調(diào)整抓舉頭4014的橫向轉(zhuǎn)角，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管片位置的調(diào)整及角度翻轉(zhuǎn)。
[0029]掘進(jìn)裝置1包括刀盤裝置101、主驅(qū)動(dòng)裝置102、渣土改良系統(tǒng)103，刀盤裝置101位于前盾301前部，且與掌子面接觸，主驅(qū)動(dòng)裝置102緊鄰刀盤裝置101，且固定于前盾301結(jié)構(gòu)上，渣土改良系統(tǒng)103內(nèi)置于主驅(qū)動(dòng)裝置回轉(zhuǎn)中心，并與刀盤裝置101的改良噴口聯(lián)通。刀盤裝置101由主驅(qū)動(dòng)裝置102驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)開(kāi)挖出矩形斷面，切削下來(lái)的渣土被渣土改良系統(tǒng)103改良后輸送到排渣系統(tǒng)2，由排渣系統(tǒng)2排出盾體外。
[0030]排渣系統(tǒng)2包括緊貼前盾前端下部的螺旋輸送機(jī)201，其軸線與水平中心線成一定夾角，在螺旋輸送機(jī)201出口下方設(shè)置有位于中盾302區(qū)域的泥水?dāng)嚢铏C(jī)202，泥水?dāng)嚢铏C(jī)202的出口與設(shè)置在泥水?dāng)嚢铏C(jī)202 —側(cè)的渣漿泵203進(jìn)口相連，折疊式排漿管204與渣漿泵203出口連接，縱向跨過(guò)中盾302、尾盾303。經(jīng)掘進(jìn)裝置I切削下來(lái)的渣土，由渣土改良系統(tǒng)103改良后輸送到螺旋輸送機(jī)201,再由螺旋輸送機(jī)201從前盾301的土倉(cāng)輸送到尾部，并掉進(jìn)泥水?dāng)嚢铏C(jī)202，泥水?dāng)嚢铏C(jī)202將渣土與水經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌铣奢^稀泥水，被渣漿泵203泵送出盾體以外，折疊式排漿管204可隨掘進(jìn)裝置移動(dòng)。
[0031]后配套系統(tǒng)5包括四條對(duì)稱固定在矩形隧道下部的固定軌道501，兩側(cè)的固定軌道501上設(shè)置有隨掘進(jìn)裝置的前進(jìn)而移動(dòng)的拖車，拖車上設(shè)置有動(dòng)力控制設(shè)備，所述動(dòng)力控制設(shè)備包括液壓泵站、變壓器、控制柜，多功能小車一和多功能小車二可沿著中間的一對(duì)軌道行駛。
[0032]本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的工作流程如下:
[0033]掘進(jìn)狀態(tài)時(shí):掘進(jìn)裝置I的刀盤裝置101由主驅(qū)動(dòng)裝置102驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，開(kāi)挖出矩形斷面，護(hù)盾結(jié)構(gòu)3的鉸接油缸304微調(diào)前盾姿態(tài)從而控制掘進(jìn)方向，推進(jìn)油缸305的活塞桿支撐于已架設(shè)完畢的矩形管節(jié)405環(huán)形四邊上并推進(jìn)整機(jī)前進(jìn)；切削下來(lái)的渣土被渣土改良系統(tǒng)103改良后，經(jīng)螺旋輸送機(jī)201從前盾301的土倉(cāng)輸送到尾部，并掉進(jìn)泥水?dāng)嚢铏C(jī)202 ;將渣土與水經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌铣奢^稀泥水，被渣漿泵203泵送出盾體以外，其中渣漿泵出口處設(shè)置有可隨掘進(jìn)裝置移動(dòng)的折疊式排漿管204 ;在掘進(jìn)狀態(tài)下，活動(dòng)軌道402隱藏于中盾302下部，且抓舉裝置401收縮并自然垂直放置。
[0034]當(dāng)推進(jìn)油缸305推進(jìn)整機(jī)移動(dòng)指定行程后，掘進(jìn)裝置I和排渣系統(tǒng)2停止工作，整機(jī)進(jìn)入隧道支護(hù)狀態(tài)，開(kāi)始拼裝管片。
[0035]本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的拼裝方法如下:
[0036]a、將正U形管片一 4052放置到多功能小車二 404上，且正U形管片一 4052的橫截面與隧道架設(shè)方向平行；
[0037]b、當(dāng)多功能小車二 404將正U形管片一 4052從隧道后方將運(yùn)輸于隧道前方后，多功能小車二 404小幅舉升正U形管片一 4052并逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，正U形管片一 4052的橫截面由原來(lái)的與隧道架設(shè)方向平行變?yōu)榇怪保?br> [0038]C、再通過(guò)抓舉裝置401對(duì)正U形管片一 4052進(jìn)行小角度翻轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，將調(diào)整好的正U形管片一 4052與架設(shè)完畢的矩形管節(jié)組對(duì)，完成對(duì)正U形管片一 4052的安裝；
[0039]d、將倒U形管片一 4051放置到多功能小車一 403上，且倒U形管片一 4051橫截面與隧道架設(shè)方向平行；
[0040]e、當(dāng)多功能小車一 403將倒U形管片一 4051運(yùn)輸?shù)阶o(hù)盾結(jié)構(gòu)3后，多功能小車一403小幅舉升倒U形管片一 4051并逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，倒U形管片一 4051的橫截面由原來(lái)的與隧道架設(shè)方向平行變?yōu)榇怪保?br> [0041]f、驅(qū)動(dòng)抓舉裝置401將倒U形管片一 4051拼裝到正U形管片一 4051上并進(jìn)行連接固定，完成A形矩形管節(jié)的拼裝；
[0042]g、同理，分別用多功能小車一、多功能小車二運(yùn)輸?shù)筓形管片二和正U形管片二，并利用抓舉裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)B形矩形管節(jié)的拼裝，最后將推進(jìn)油缸活塞桿支撐在已架設(shè)完畢的B形矩形管節(jié)的環(huán)形四邊上，推進(jìn)掘進(jìn)裝置施工新的開(kāi)挖作業(yè)。
[0043]本實(shí)用新型能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)的拼裝方法具體為:
[0044]a、當(dāng)推進(jìn)油缸305推進(jìn)掘進(jìn)裝置I到規(guī)定行程后，將推進(jìn)油缸305活塞桿支撐于已架設(shè)完畢的矩形管節(jié)的環(huán)形四邊上；
[0045]b、將正U形管片一 4052放置到多功能小車二 404上，正U形管片一 4052的橫截面與隧道架設(shè)方向平行，正U形管片一 4052的吊裝絲孔4055與多功能小車二 404的回轉(zhuǎn)中心在豎直方向上重合；
[0046]C、多功能小車二 404沿著固定軌道501運(yùn)輸，將正U形管片一 4052從隧道后方運(yùn)輸至隧道前方，即盾體的尾盾303后部；
[0047]d、移動(dòng)活動(dòng)軌道402使活動(dòng)軌道402與固定軌道501連接，多功能小車二 404再沿著活動(dòng)軌道402運(yùn)輸正U形管片一 4052到尾盾中部；
[0048]e、回縮推進(jìn)油缸305，使多功能小車二 404小幅舉升正U形管片一 4052并將正U形管片一 4052逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，使正U形管片一 4052的橫截面由原來(lái)的與隧道架設(shè)方向平行變?yōu)榇怪保?br> [0049]f、驅(qū)動(dòng)抓舉裝置401，使抓舉頭4014與正U形管片一 4052的吊裝絲孔4055相連；調(diào)節(jié)抓舉裝置401的自由度將正U形管片一 4052與隧道前方已架設(shè)完畢的矩形管節(jié)405下底邊處組對(duì)；
[0050]g、伸長(zhǎng)推進(jìn)油缸305頂住正U形管片一 4052，用螺栓桿通過(guò)縱向手孔4056連接并固定，完成對(duì)正U形管片一 4052的安裝；
[0051]h、再將倒U形管片一 4051放置到多功能小車一 403上，倒U形管片一 4051橫截面與隧道架設(shè)方向平行，倒U形管片一 4051的吊裝絲孔4055與多功能小車一 403回轉(zhuǎn)中心在豎直方向上重合；
[0052]1、當(dāng)多功能小車一 403運(yùn)輸?shù)筓形管片一 4051到尾盾303中部時(shí)，回縮推進(jìn)油缸305使多功能小車一 403小幅舉升倒U形管片一 4051并令倒U形管片一 4051逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，將倒U形管片一 4051的橫截面由原來(lái)的與隧道架設(shè)方向平行變?yōu)榇怪保?br> [0053]j、驅(qū)動(dòng)抓舉裝置401將倒U形管片一 4051與步驟g上已拼裝完畢的正U形管片一 4052組對(duì)，伸長(zhǎng)推進(jìn)油缸305頂住倒U形管片一 4051，用螺栓桿通過(guò)縱向手孔4056和豎向手孔4057對(duì)倒U形管片一 4051和正U形管片一 4052進(jìn)行連接固定，完成A形矩形管節(jié)的拼裝；
[0054]k、同理，分別用多功能小車一 403、多功能小車二 404運(yùn)輸?shù)筓形管片二 4053和正U形管片二 4054，并利用抓舉裝置401拼裝，最后將推進(jìn)油缸305活塞桿支撐在已架設(shè)完畢的B形矩形管節(jié)的環(huán)形四邊上，推進(jìn)掘進(jìn)裝置I施工新的開(kāi)挖作業(yè)。
[0055]以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式做了詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在所屬【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)，包括護(hù)盾結(jié)構(gòu)(3)，在護(hù)盾結(jié)構(gòu)前端設(shè)置有掘進(jìn)裝置(1)，在護(hù)盾結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有排渣系統(tǒng)(2)和管片拼裝系統(tǒng)(4)，在護(hù)盾結(jié)構(gòu)后部設(shè)置的后配套系統(tǒng)(5)，其特征在于:所述管片拼裝系統(tǒng)(4)，包括兩種矩形管節(jié)(405)、多功能小車一(403)、多功能小車二(404)、抓舉裝置(401)和活動(dòng)軌道(402);多功能小車一(403)和多功能小車二(404)可沿著活動(dòng)軌道(402)對(duì)矩形管節(jié)(405)進(jìn)行運(yùn)輸，并通過(guò)抓舉裝置(401)對(duì)矩形管節(jié)(405)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)拼裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)，其特征在于:所述每個(gè)矩形管節(jié)(405)均是由上底邊、下底邊、左側(cè)邊、右側(cè)邊四個(gè)條邊組成的呈環(huán)狀矩形，且四條邊的直角拐點(diǎn)處采用圓角過(guò)渡，在每個(gè)矩形管節(jié)(405)左側(cè)邊和右側(cè)邊的厚度方向上各設(shè)置有一個(gè)不等邊倒角，所述兩個(gè)不等邊倒角關(guān)于整個(gè)管節(jié)的重心點(diǎn)中心對(duì)稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)，其特征在于:所述矩形管節(jié)(405)分為A形矩形管節(jié)和B形矩形管節(jié)，所述A形矩形管節(jié)是由在矩形管節(jié)(405)左右側(cè)邊上橫向截?cái)喽a(chǎn)生的正U形管片一(4052)和倒U形管片一(4051)組成，正U形管片一(4052)和倒U形管片一(4051)在高度方向上有高度差；所述B形矩形管節(jié)是由在矩形管節(jié)(405)左右側(cè)邊上橫向截?cái)喈a(chǎn)生的正U形管片二(4054)和倒U形管片二(4053)組成，且正U形管片二(4054)和倒U形管片二(4053)的高度差絕對(duì)值與正U形管片一(4052)和倒U形管片一(4051)高度差絕對(duì)值相等；在四種U形管片的重心處均設(shè)置有一個(gè)吊裝絲孔(4055)，兩側(cè)設(shè)置有若干個(gè)縱向手孔(4056)，U形開(kāi)口處設(shè)置有若干個(gè)豎向手孔(4057)，兩種手孔均通過(guò)螺栓連接；A形矩形管節(jié)和B形矩形管節(jié)沿隧道鋪設(shè)方向交錯(cuò)鋪設(shè)，四種U形管片均繼承了矩形管節(jié)(405)的不等邊倒角特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)，其特征在于:所述護(hù)盾結(jié)構(gòu)(3)包括前后依次設(shè)置的前盾(301)、中盾(302)和尾盾(303)，前盾(301)通過(guò)鉸接油缸(304)與中盾(302)相連，中盾(302)通過(guò)拖拽油缸與尾盾(303)相連，推進(jìn)油缸(305)分布在中盾(302)的上底邊和下低邊，其一端支撐在中盾(302)內(nèi)置隔板上，其另一端支撐在新拼裝完畢的管節(jié)上，此外還包括設(shè)置在盾體內(nèi)部前方的人艙裝置(306)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)，其特征在于:所述抓舉裝置(401)包括由長(zhǎng)臂油缸(4012)控制的伸縮臂(4011)，在伸縮臂(4011)下部安裝有變幅油缸(4015)，伸縮臂(4011)前端鉸接有抓舉頭(4014)，抓舉頭(4014)上設(shè)置有起吊螺釘(4016)，在伸縮臂(4011)前端與抓舉頭(4014)之間設(shè)置有可調(diào)整抓舉頭橫向轉(zhuǎn)角的微調(diào)油缸(4013)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)，其特征在于:所述排渣系統(tǒng)(2)包括位于前盾(301)前端下部的螺旋輸送機(jī)(201)，在螺旋輸送機(jī)(201)出口下方設(shè)置有泥水?dāng)嚢铏C(jī)(202 )，泥水?dāng)嚢铏C(jī)(202 )通過(guò)渣漿泵(203 )與折疊式排漿管(204)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)，其特征在于:所述掘進(jìn)裝置(I)包括刀盤裝置(101)、主驅(qū)動(dòng)裝置(102)和渣土改良系統(tǒng)(103);刀盤裝置(101)位于前盾(301)前部，且與掌子面接觸，主驅(qū)動(dòng)裝置(102)緊鄰刀盤裝置(101 )，且固定于前盾(301)結(jié)構(gòu)上，渣土改良系統(tǒng)(103)內(nèi)置于主驅(qū)動(dòng)裝置回轉(zhuǎn)中心，并與刀盤裝置(101)的改良噴口聯(lián)通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能小角度翻轉(zhuǎn)且快速拼裝矩形管片的矩形盾構(gòu)，其特征在于:所述后配套系統(tǒng)(5)包括四條對(duì)稱固定在矩形隧道下部的固定軌道(501)，兩側(cè)的固定軌道(501)上設(shè)置有隨掘進(jìn)裝置的前進(jìn)而移動(dòng)的拖車，拖車上設(shè)置有動(dòng)力控制設(shè)備(502)，所述動(dòng)力控制設(shè)備(502)包括液壓泵站、變壓器、控制柜，多功能小車一(403)和多功能小車二( 404 )可沿著中間的一對(duì)固定軌道(501)行駛。
【文檔編號(hào)】E21D11/04GK204225904SQ201420563487
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】李建斌, 賈連輝, 范磊, 董艷萍, 王小濤, 龔?fù)⒚? 陳世友 申請(qǐng)人:中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司