[發明專利]應用于矩形合口盾構的管片拼裝系統及拼裝方法

有效

• 申請號: 201710317999.6
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107100642B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 范磊;孫磊;薛廣記;董艷萍;劉曉宇;孫恒;龔廷民;王小濤;蔣鵬鵬;劉嬌;陳世友;鄭霄峰;馮猛;諶文濤;張九宇
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D11/08
• 分類號: E21D11/08;E21D11/40;E21D9/06
• 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,陳亞秋

技術領域

本發明涉及矩形合口盾構機的組件，特指一種矩形合口盾構機的管片拼裝系統及拼裝方法。

背景技術

傳統供電、通訊、供暖和給排水等管線均采用直埋方式鋪設，且分屬不同部門管理，隨著城鎮化的快速推進，供電、通訊、供暖、給排水等基礎設施滿足不了城市發展需求，需要改造升級時各部門之間缺乏協調溝通，造成馬路多次重復開挖；水管爆裂漏水造成的路面塌陷和雨季內澇也成為日益凸顯的民生問題。城市地下綜合管廊能有效解決上述問題，綜合管廊建設已經引起國家領導的高度重視，是未來城市地下空間開發的趨勢。

城市地下綜合管廊可明挖施工也可盾構施工。明挖施工工程造價低，施工難度低，但需要開挖路面，施工噪音和揚塵污染周邊環境，太擾民，若涉及管線和居民搬遷時，總成本將大幅上漲；盾構施工能有效解決上述擾民及搬遷問題。但是綜合管廊一般是矩形斷面，傳統圓盾構開挖的圓斷面隧道空間利用率不高，同時矩形盾構機管片拼裝系統拼裝效率低，拼裝過程不穩定，成為制約其發展與應用的技術瓶頸。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述現有技術的不足，提供一種能在矩形合口盾構盾體內完成管片拼裝工作的管片拼裝系統及拼裝方法，本發明通過管片運輸裝置、管片旋轉裝置和管片拼裝裝置三者共同完成管片的整個拼裝流程，并保證了拼裝過程的穩定可靠。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

本發明矩形合口盾構機的管片拼裝系統，包括管片運輸裝置、管片旋轉裝置和管片拼裝裝置，其特征在于：管片運輸裝置設置于隧道內軌道上，管片通過管片運輸裝置進行運輸，管片旋轉裝置設置在矩形合口盾構機的尾盾底部，管片通過管片旋轉裝置進行角度調整后，再通過管片拼裝裝置進行拼裝；所述管片運輸裝置包括四套輪組，每套輪組均包括兩個運輸輪、兩塊連接板和一根連接梁，每套輪組的連接梁上均設有分別與上管片、下管片底部匹配的承載板，在運輸輪內部裝有軸承，運輸輪踏面與隧道內的軌道匹配，所述連接梁中間上部設置有承載板，連接梁兩端與運輸輪的軸承配合，使運輸輪能與連接梁發生相對轉動。

作為本發明的優選方案，所述管片旋轉裝置包括箱體、頂升油缸、短套筒、長套筒、旋轉油缸、縱向移動油缸、橫向微調油缸和液壓泵站一，箱體設置于矩形合口盾構機尾盾底部，箱體為敞口形式，在箱體底部與矩形合口盾構機尾盾底板之間設置有潤滑耐磨塊；所述縱向移動油缸沿隧道軸向布置，縱向移動油缸一端連接尾盾筋板，縱向移動油缸另一端連接箱體，所述縱向移動油缸可推動或拉動箱體沿盾構機軸線方向前后移動。

作為本發明的優選方案，所述橫向微調油缸設置在箱體前部，橫向微調油缸是一根雙桿液壓缸，缸體連接箱體，缸桿桿端與尾盾筋板接觸，橫向微調油缸可沿盾構機軸向相對滑動，通過調整橫向微調油缸左右缸桿的行程，完成箱體沿盾構機橫向小位移調整。

作為本發明的優選方案，所述頂升油缸設置在箱體內靠前位置，頂升油缸缸桿一端固定在箱體底板上，所述旋轉油缸的數量為兩根，兩根旋轉油缸設置在箱體中部，兩根旋轉油缸相對于管片旋轉裝置的縱軸對稱布置，旋轉油缸一端連接液壓泵站一，旋轉油缸另一端連接頂升油缸缸體，通過旋轉油缸油缸桿的伸縮帶動頂升油缸缸體旋轉；液壓泵站一設置在箱體后部。

作為本發明的優選方案，所述管片拼裝裝置包括爬越機構、車架、車輪、驅動馬達、管片抬升機構、橫向微調機構和液壓泵站二，所述車架前部設置有爬越機構，車架上部布置有液壓泵站二、橫向微調機構和管片抬升機構，車架下部設有車輪。

作為本發明的優選方案，所述爬越機構包括爬越輪、擺動油缸和擺動臂，爬越輪安裝在擺動臂前端，擺動油缸連接擺動臂后端和車架前端，使擺動臂能在豎直面內相對車架旋轉角度α。

作為本發明的優選方案，在管片抬升機構與車架之間設有滑動導向塊和滑動導向槽，滑動導向塊和滑動導向槽分別固定在管片抬升機構下部和車架上部，使管片抬升機構和車架之間可以沿盾構機橫軸方向相對滑動；所述管片抬升機構設有兩組油缸，兩組油缸分別為A組油缸和B組油缸，A組油缸和B組油缸的缸體均固定在管片抬升機構的鋼結構上，A組油缸向下伸縮，用于將管片抬起和下放，B組油缸缸桿向上伸縮，用于將管片頂起。

作為本發明的優選方案，所述橫向微調機構由一組橫向布置的油缸組成，油缸一端連接車架，另一端連接管片抬升機構，通過油缸的伸縮完成管片抬升機構的橫向微調動作。

作為本發明的優選方案，在管片拼裝裝置上設置有驅動馬達，驅動馬達分別與管片拼裝裝置后部兩個車輪連接；液壓泵站二為管片拼裝裝置上的油缸和馬達提供動力。