一種組合式滑板卷鋪框架盾構機的製作方法

2023-11-03 16:51:52 4

專利名稱：一種組合式滑板卷鋪框架盾構機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種盾構機，特別是涉及一種組合式滑板卷鋪框架盾構機，主要運用於土建工程領域的地下框架橋(涵)工程施工。
背景技術：
在基建工程領域，特別是在公路建築和鐵路建築及城市道路建設領域，新建公路、鐵路、城市道路下穿既有公路、鐵路及城市道路一般採用框架頂進的施工方法。當被頂進施工的構築物較大，而被頂進構築物上方覆蓋層較薄時，下穿鐵路時一般採取便橋架空開挖頂進；下穿公路時一般採取封停半幅公路進行明挖施工，這極大的幹擾了既有交通設施的運營，妨礙了交通。為解決這一問題，盾構技術得到了重視。近年來，管棚法和橋式盾構法在部分地方得到採用，框架橋的暗挖頂進方法取得了一定的成功，但仍然存在很多不足，主 要體現在以下方面管棚法頂進施工主要是在頂進框架橋上方覆蓋體內預先布設管棚，以固結頂進構築物上方覆蓋層土體，由於管棚鑽進方向不可能做到緊貼頂進構築物的頂部，極易造成管棚下部土體崩塌，從而造成覆蓋體下沉嚴重，致使上部既有構築物破壞。失去其暗挖頂進的應有效果。橋式拖板盾構法施工是通過在盾構、頂進構築物頂層和上部覆蓋物(覆蓋土層)中依次將滑板拖入，隨著頂進的延長，滑板阻力逐步增加，因此，此方法的頂進長度有限、一般一層滑板的拉入長度在十幾米，而採用多塊滑板時，由於上方滑板的抽拉，又容易致使上方既有構築物增加下沉量。因此多層拖板不可能無限制增加，這也限制了框架橋(涵)的頂進長度。另一個問題是當上方覆蓋物為巖石時，由於巖石咬合致使摩擦阻力增加，以至於造成滑板無法在盾構、頂進構築物頂層與上部覆蓋物(土層)中拉動，造成無法補救的斷板現象，從而限制了該技術的運用。再就是該橋式盾構的立柱杆系採用四邊形現場焊接，由於四邊形為非靜定結構，在頂進過程中支架結構具有一定的柔性，這不利於頂進方向的控制，不利於框架橋頂進後既有路面的工後沉降控制。根據以往的施工情況，其工後沉降一般在70mm至200mm之間,最小的工後沉降為17mm,僅一次。因此,運用橋式盾構不容易控制構築物頂進後對既有設備的工後沉降控制。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種頂進不受構築物長度和巖石地質限制，頂進長度長，摩擦阻力小，不會產生斷板現象的組合式滑板卷鋪框架盾構機。為了解決上述技術問題，本實用新型提供的組合式滑板卷鋪框架盾構機，包括框架和設在所述的框架上的多個子盾構，每個所述的子盾構包括子盾構伸縮框、掘進刀和伸縮動力，包括一個設於需頂進構築物及盾構頂進端的既有構築物或路基邊坡上的滑板尾部固定體，每個所述的子盾構伸縮框的內側安裝有處於所述的掘進刀的後下方的滑板捲筒，每個所述的子盾構均設有一條滑板，每條所述的滑板從所述的框架內繞過所述的滑板捲筒後所述的滑板的尾部固定在所述的滑板尾部固定體上。在所述的框架上設有將潤滑脂塗布於所述的滑板下方的潤滑脂塗布器。在需頂進構築物頂部安裝有減阻滑板。所述的減阻滑板為扁鋼、鋼板或四氟板。在所述的框架上設有滑板焊接架。所述的滑板捲筒採用可調軸承座安裝於所述的子盾構伸縮框9前部內側的所述的掘進刀的後下方。在所述的框架上設有與所述的滑板對應傳動的滑板導向槽。採用上述技術方案的組合式滑板卷鋪框架盾構機，由於採用了滑板仰向定位鋪設 於盾構、頂進構築物頂層和上部覆蓋物(覆蓋土層)之間，滑板上方與覆蓋物(土體)接觸，滑板下方通過潤滑脂與減阻滑板接觸，由於滑板上方與覆蓋物(土體)接觸的靜摩係數遠大於滑板下部通過潤滑脂與減阻滑板接觸的摩擦係數，因此滑板不會隨盾構及構築物的頂進而移動。滑板沿盾構掘進方向的拉應力也不會隨構築物頂進的長度而積累，滑板不容易受到框架橋(涵)頂進時的拉力的破壞。由於滑板從掘進刀後部空間補充，因此理論上不限制滑板鋪設長度。在增加中繼間的情況下，利用頂拉法，其框架橋(涵)的頂進長度不受限制；由於滑板仰向定位卷鋪於盾構、頂進構築物頂層和上部覆蓋物(覆蓋土層)之間，滑板不需要在盾構、頂進構築物頂層和上部覆蓋物(覆蓋土層)之間多次拉動，最大限度減小了滑板對上部覆蓋物的擾動，從而更有利於減小對覆蓋物上部構築物的損害和工後沉降的控制。綜上優點，使得該實用新型能更好的運用於繁忙的公路，鐵路、車站、廣場及城市道路的框架橋(涵)的頂進施工，最大限度減小了框架橋(涵)頂進施工對交通的影響，能廣泛運用於公路、鐵路和城市交通領域。

圖I是本實用新型立體示意圖。圖2是本實用新型的正面示意圖。圖3是本實用新型的俯視圖。圖4是本實用新型的滑板鋪設裝置示意圖。圖5是本實用新型組合式滑板卷鋪框架盾構機施工狀態立面示意圖。圖6是本實用新型滑板卷鋪過程狀態一示意圖。圖7是本實用新型滑板卷鋪過程狀態二示意圖。圖8是本實用新型滑板卷鋪過程狀態三示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體施工方式對本實用新型作進一步說明。參見圖I、圖2、圖3和圖4，框架包括墊梁I、組合支架2、主梁3、橫梁4、盾構外側
5、頂板6和支架內擋板7，組合支架2可根據頂進框架橋(涵)的寬度及盾構上方載荷情況設置2至多排。墊梁I通過其端部連接板與框架橋(涵)27下部預埋件進行連接，墊梁I底部與構築物底部平齊。墊梁I軸線與框架橋(涵)27頂進軸線平行。組合支架2通過墊梁上部鉸座、連接法蘭及焊接進行連接，豎向安裝於構築物前方端面前方，組合支架2可根據框架橋(涵)27高度進行組合拼裝；主梁3通過連接法蘭及鉸支座與組合支架2的法蘭及鉸支連接，構成單排支架；根據構築物的寬度和載荷情況可設置2排至多排組合支架。橫梁4安裝於2排至多排主梁3之上，其安裝軸線平行於構築物前方端面。在框架上設有多組子盾構，子盾構由子盾構外架8、子盾構伸縮框9、掘進刀10、伸縮動力11組成，子盾構外架8、子盾構伸縮框9、掘進刀10、伸縮動力11可根據頂進框架橋(涵)27的寬度組合設置。子盾構外架8通過連接墊塊安裝於主梁3前段；子盾構伸縮框9安裝於子盾構外架8上方滑槽24內，子盾構伸縮框9在伸縮動力11的帶動下在滑槽24內可向前自由伸縮；掘進刀10安裝於子盾構伸縮框9前方上部；伸縮動力11安裝於子盾構外架8上部滑槽24後部橫梁和子盾構伸縮框9的中部橫梁上，伸縮動力11 一般採用液壓油缸。每個子盾構伸縮框9的內側安裝有處於掘進刀10的後下方的滑板捲筒12，每個子盾構均設有一條滑板17，每條滑板17從框架內繞過滑板捲筒12後滑板17的尾部固定在滑板尾部固定體16上，在框架上設有與滑板17對應傳動的滑板導向槽26，滑板捲筒12、滑板補充焊接架15可根據子盾構數量設置，滑板捲筒12通過盾構伸縮框9前部內側的可調軸承座25安裝於掘進刀10的後下方，滑板焊接架15安裝於子盾構外架8後方的支架上。滑板尾部固定體16 (可採用鋼 筋混凝土或鋼結構體)設於需頂進構築物及盾構頂進端的既有構築物(路基)邊坡上，其底面高度高於盾構的掘進刀10的頂端。在框架上設有將潤滑脂塗布於滑板17下方的潤滑脂塗布器19，在需頂進構築物頂部安裝有減阻滑板18，減阻滑板18為扁鋼、鋼板或四氟板。滑板17、減阻滑板18、潤滑脂塗布器19根據子盾構數量設置。滑板17通過滑板補充焊接架15、潤滑脂塗布器19、滑板導向槽26、滑板捲筒12在伸縮動力11的拉動下，由於滑板17尾部固定在滑板尾部固定體16上，滑板17將從盾構體內部帶動滑板17定位鋪設於盾構頂板6、減阻滑板18與覆蓋物(土體)之間。同時，潤滑脂塗布器19將潤滑脂塗布於滑板17下方；減阻滑板18安裝於框架橋(涵)27頂部。框架橋(涵)27頂進系統由頂進後座20、頂進動力21、中繼間22組成。中繼間22可根據需框架橋(涵)27的節數多少設置。本實用新型的滑板卷鋪過程狀態如下參見圖6，開挖盾構前方土體至點劃線a位置，盾構掘進面同步跟進開挖等量距離。此時滑板17尾部已固結於滑板尾部固結體16。參見圖7 :伸縮動力11向前推動子盾構伸縮框9前方掘進刀10至前方點劃線a，同步帶動滑板捲筒12向前移動，由於滑板17尾部固結於滑板尾部固定體16，在滑板捲筒12移動過程中帶動下方的滑板17通過滑板導向槽16、滑板捲筒12將滑板17仰向定位鋪設於盾構、框架橋(涵)27頂部與覆蓋土體底部之間。參見圖8，在頂進動力21的作用下，框架橋(涵)27和盾構主體向前頂進，子盾構伸縮框9、滑板捲筒12、掘進刀10靜止不動，伸縮動力(油缸)11隨框架橋(涵)27和盾構主體頂進由後向前同步收縮，至子盾構伸縮框9回到初始收縮狀態，滑板17完成了一段頂進長度AL的鋪設，盾構完成了一個頂進循環。採用本實用新型頂進框架橋(涵)施工方法是首先要在外側預製框架橋(涵)27，預製框架橋(涵)27時，根據盾構的連接要求，預埋盾構連接件，以便於本盾構的安裝，在混凝土強度達到設計要求後，即可進行盾構的安裝。其安裝步驟為1、墊梁I安裝調整，2、組合支架2安裝調整，3、主梁3安裝調整，4、子盾構外架安裝，5、橫梁4安裝調整，6、頂板6安裝,7、盾構預壓試驗。預壓試驗有問題，對整機結構件進行調整。預壓試驗滿足要求，則同步進行子盾構伸縮框9、外側擋板5、液壓設備與管路、風水管路的安裝。安裝完成後對整機進行調試檢查及框架橋(涵)27的試頂。其安裝後的整機狀態如圖I。試頂無問題後即可進行框架橋(涵)27頂進，參見圖5，子盾構入土後，將滑板17固結與滑板尾部固定體16上，然後，按照圖6、圖7和圖8所述，依次循環頂進。在頂進到快出洞時，要適當減小每次的循環頂進量，並讓前方的土方開挖空間留有一定的空間餘量，以避免將前方土體頂裂造成對既有結構物的破壞。需要進一步說明的特徵如下組合支柱2由多節單元組合，通過單元的組合來調整組合支架2的高度，以適應不 同的框架橋高度和不同載荷。滑板17緊跟掘進刀10後仰向定位鋪設於覆蓋物(土體)與盾構頂板6及減阻滑板18之間，滑板17鋪設後無需滑移、拉動，不存在對盾構、框架橋(涵)27上方覆蓋物的再次擾動，有利於減小覆蓋物(土體)與頂板6及減阻滑板18之間的空隙，從而有利於減小對覆蓋物和覆蓋物上部構築物的沉降。滑板17通過滑板補充焊接兒在盾構內部空間補充，由於滑板17定位鋪設，不受頂進方向拉力影響，因此滑板17可不限制滑板鋪設長度，可以解決更長構築物頂進的要求。同時，由於滑板17定位鋪設，能滿足巖石，粘土等多種地質情況的構築物頂進要求。
權利要求1.一種組合式滑板卷鋪框架盾構機，包括框架和設在所述的框架上的多個子盾構，每個所述的子盾構包括子盾構伸縮框(9)、掘進刀(10)和伸縮動力(11)，其特徵是包括一個設於需頂進構築物及盾構頂進端的既有構築物或路基邊坡上的滑板尾部固定體(16)，每個所述的子盾構伸縮框(9)的內側安裝有處於所述的掘進刀(10)的後下方的滑板捲筒(12)，每個所述的子盾構均設有一條滑板(17)，每條所述的滑板(17)從所述的框架內繞過所述的滑板捲筒(12)後所述的滑板(17)的尾部固定在所述的滑板尾部固定體(16)上。
2.根據權利要求I所述的組合式滑板卷鋪框架盾構機，其特徵是在所述的框架上設有將潤滑脂塗布於所述的滑板(17)下方的潤滑脂塗布器(19)。
3.根據權利要求I或2所述的組合式滑板卷鋪框架盾構機，其特徵是在需頂進構築物頂部安裝有減阻滑板(18)。
4.根據權利要求3所述的組合式滑板卷鋪框架盾構機，其特徵是所述的減阻滑板(18)為扁鋼、鋼板或四氟板。
5.根據權利要求I或2所述的組合式滑板卷鋪框架盾構機，其特徵是在所述的框架上設有滑板焊接架(15)。
6.根據權利要求I或2所述的組合式滑板卷鋪框架盾構機，其特徵是所述的滑板捲筒(12)採用可調軸承座(25)安裝於所述的子盾構伸縮框(9)前部內側的所述的掘進刀(10)的後下方。
7.根據權利要求I或2所述的組合式滑板卷鋪框架盾構機，其特徵是在所述的框架上設有與所述的滑板(17)對應傳動的滑板導向槽(26)。
專利摘要本實用新型公開了一種組合式滑板卷鋪框架盾構機，包括框架和設在所述的框架上的多個子盾構，每個所述的子盾構包括子盾構伸縮框(9)、掘進刀(10)和伸縮動力(11)，包括一個設於需頂進構築物及盾構頂進端的既有構築物或路基邊坡上的滑板尾部固定體(16)，每個所述的子盾構伸縮框(9)的內側安裝有處於所述的掘進刀(10)的後下方的滑板捲筒(12)，每個所述的子盾構均設有一條滑板(17)，每條所述的滑板(17)從所述的框架內繞過所述的滑板捲筒(12)後所述的滑板(17)的尾部固定在所述的滑板尾部固定體(16)上。本實用新型是一種頂進不受構築物長度和巖石地質限制，頂進長度長，摩擦阻力小，不會產生斷板現象的組合式滑板卷鋪框架盾構機。
文檔編號E21D9/06GK202560236SQ201220147819
公開日2012年11月28日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者吳飛輪 申請人:株洲市明超建築勞務有限公司, 石傑超, 潘建明, 吳飛輪