[實用新型]能小角度翻轉且快速拼裝矩形管片的矩形盾構

有效

• 申請號: 201420563487.X
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN204225904U
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 李建斌;賈連輝;范磊;董艷萍;王小濤;龔廷民;陳世友
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D11/40
• 分類號: E21D11/40;E21D11/04
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;鄭園

技術領域

本實用新型涉及一種隧道施工設備及使用方法，尤其是能小角度翻轉且快速拼裝矩形管片的矩形盾構及拼裝方法。

背景技術

隨著我國經濟持續穩定地增長，城市化進程的進一步加快以及環境保護意識的增強，我國的地下管線的需求量也在逐年增加。盾構技術不用大量拆遷，不用開挖地面，地面上無噪音、無塵土、不擾民，而且全部采用自動化控制，工程進度較快，因此，是一種即可減少工程污染，節約工程投資，廣泛應用于未來城市的地鐵隧道、地下管道、防澇排污管道、電力管道等工程項目的施工技術。

矩形斷面隧道相對于圓形斷面隧道有著空間利用率高的特點，必為隧道施工應用中的發展趨勢之一。而矩形管片在已開挖面的拼裝模式是制約矩形盾構施工技術發展的主要瓶頸。傳統的圓形盾構管片拼裝模式為：圓形管片通常為等分1/6或1/8圓周，占據運送空間小，以圓形回轉運動為基礎，輔之其他5個自由度進行調節安裝，螺旋輸送機從此管片安裝機中間穿過，并將渣土運送到皮帶機上。矩形斷面由于沒有圓形斷面承載土壓時的拱橋效應，故上下底邊承受彎矩最大區域不宜為管片拼接節點，不能類似于圓形劃分多份；同時，管片必須在已架設隧道內自由運輸，若在矩形管節左右側邊上布置拼接節點，則該管片在已開挖所圍空間內翻轉不能滿足，若強行滿足翻轉空間，則掘進裝置超挖面積又過大而造成工程造價過高。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種超挖斷面面積合理，能小角度翻轉且快速拼裝矩形管片的矩形盾構的矩形盾構設備，矩形盾構的管片能在盾體內小角度翻轉，使管片拼裝機械化程度高，施工安全高效。

本實用新型能小角度翻轉且快速拼裝矩形管片的矩形盾構的矩形盾構設備所采用的技術方案如下：

本實用新型能小角度翻轉且快速拼裝矩形管片的矩形盾構，包括護盾結構，在護盾結構前端設置有掘進裝置，在護盾結構內設置有排渣系統和管片拼裝系統，在護盾結構后部設置的后配套系統，所述管片拼裝系統，包括兩種矩形管節、多功能小車一、多功能小車二、抓舉裝置和活動軌道；多功能小車一和多功能小車二可沿著活動軌道對矩形管節進行運輸，并通過抓舉裝置進行翻轉拼裝。掘進裝置用于矩形開挖面的掘進及渣土攪拌改良，排渣系統用于配合掘進裝置將渣土排出盾體外，護盾結構用于支撐整個盾體。每個矩形管節均由兩個管片拼合而成，通過設置管片拼裝系統，多功能小車一和多功能小車二對矩形管節的管片通過后配套系統運輸至活動軌道，再通過位于活動軌道前方的抓舉裝置對管片進行角度調節，抓舉裝置可將管片進行六個自由度的調節，操作靈活準確，活動軌道由控制油缸伸縮并可依工況變換移動位置，多功能小車一和多功能小車二能夠精準舉升和小角度旋轉管片，配合抓舉裝置輔助完成管片的拼裝工作。通過這種方式，使得管片可以在護盾結構內進行小角度翻轉進行拼裝，拼裝速度快，機械化程度高。

作為本實用新型的一種優選，每個矩形管節是由上底邊、下底邊、左側邊、右側邊四個條邊組成的呈環狀矩形，且四條邊的直角拐點處采用圓角過渡，在每個矩形管節左側邊和右側邊的厚度方向上各設置有一個不等邊倒角，所述兩個不等邊倒角關于整個管節的重心點中心對稱。

作為本實用新型的一種優選，所述矩形管節分為A形矩形管節和B形矩形管節，所述A形矩形管節是由在矩形管節左右側邊上橫向截斷而產生的正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形矩形管節是由在矩形管節左右側邊上橫向截斷產生的正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值與正U形管片一和倒U形管片一高度差絕對值相等；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置有一個吊裝絲孔，兩側設置有若干個縱向手孔，U形開口處設置有若干個豎向手孔，兩種手孔均通過螺栓連接；A形矩形管節和B形矩形管節沿隧道鋪設方向交錯鋪設，四種U形管片均繼承了矩形管節的不等邊倒角特性。所述矩形管節的上底邊可起拱，矩形管節的每個不等邊倒角所成斜邊與隧道架設方向成α角。通過A形矩形管節和B形矩形管節交錯鋪設的方式使管節整體的受力好，支撐穩固。