一种双护盾隧道掘进机步进装置及使用方法与流程

本发明涉及隧道施工领域，具体涉及一种双护盾隧道掘进机步进装置及使用方法。

背景技术：

21世纪是地下空间的世纪，随着国民经济的快速发展，我国城市化进程不断加快，今后相当长的时期内，国内的城市地铁隧道、水工隧道、越江隧道、铁路隧道、公路隧道、市政管道等隧道工程将需要大量的隧道掘进机。隧道掘进机是一种高智能化，集机、电、液、光、计算机技术为一体的隧道施工重大技术装备。在发达国家，使用隧道掘进机施工已占隧道总量的90%以上。由于隧道掘进机的制造工艺复杂，技术附加值高。

隧道掘进机使用时，前进需要用到步进装置，现有的双护盾步进装置存在着体型大、重量重、安装不便、运行操作麻烦等缺点，而且造价极高。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种双护盾隧道掘进机步进装置，其特征在于，包括设置在双护盾隧道掘进机下方的轨道和滑动连接在所述轨道上的移动式顶推架，所述移动式顶推架与推进动力装置可拆卸连接，

所述移动式顶推架包括滑动连接在所述轨道上的顶推架体，所述顶推架体的两端设置有若干个用于放置千斤顶的千斤顶支座，所述移动式顶推架还包括设置在所述顶推架体上的顶推支座，所述顶推支座与所述推进动力装置可拆卸连接。

可选地，所述轨道的底部连接有座板，所述座板的底部设置有锚固筋，所述座板和所述锚固筋预埋在作业地面内。

可选地，所述移动式顶推架的底部设置有卡爪，所述卡爪能够与所述轨道相接触。

可选地，所述顶推架体包括相连接的第一架体和第二架体，所述第二架体位于所述第一架体靠近所述推进动力装置的一侧，所述第一架体和所述第二架体之间设置有安装板，所述顶推支座穿过所述第二架体并固定在所述安装板上。

可选地，所述卡爪包括单卡爪和双卡爪，所述单卡爪设置在所述第一架体的底部，所述双卡爪设置在所述第二架体的底部，所述单卡爪设置在所述轨道的一侧，所述双卡爪设置在所述轨道的两侧。

可选地，所述单卡爪的截面具有l型结构，所述单卡爪卡设在所述轨道的上部结构的底部，所述双卡爪扣设在所述轨道的上部结构的外侧。

可选地，所述移动式顶推架包括顶板和底板，所述顶板和所述底板之间设置有多个加强筋，所述底板与地面相平设置。

可选地，所述移动式顶推架远离所述推进动力装置的一侧的底部设置有若干个楔铁。

一种双护盾隧道掘进机步进装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、准备步进

将千斤顶油缸端部与千斤顶支座固定，将推进动力装置与顶推支座连接固定，向千斤顶无杆腔注油，千斤顶缸体向作业地面方向移动，千斤顶的缸体底座压紧作业地面，单卡爪及双卡爪拉紧轨道的上部结构的底部，移动式顶推架远离推进动力装置的一侧装入若干楔铁；

步骤2、步进

推进动力装置启动伸出，利用移动式顶推架和楔铁提供的反作用力，推动双护盾隧道掘进机的盾体在轨道上向前滑行，当推进动力装置到达最大行程后，步进滑行的行程完毕；

步骤3、步进完成

向千斤顶有杆腔注油，液压千斤顶的缸体底座脱离作业地面，单卡爪及双卡爪脱离轨道的上部结构的底部；

步骤4、移动式顶推架收回

推进动力装置启动回收，带动移动式顶推架在轨道上滑行，移动式顶推架滑动至双护盾隧道掘进机的盾体尾部，准备下一个步进行程。

可选地，步骤2中，采用高强螺栓压紧轨道的侧面，步骤3中拆卸高强螺栓。

有益效果：

本发明的实施例中所提供的一种双护盾隧道掘进机步进装置及使用方法具有重量轻、体型小、操作简单方便、造价低的优点。

附图说明

图1是本发明一种双护盾隧道掘进机步进装置及使用方法的实施例的准备步进状态下的结构示意图；

图2是本发明一种双护盾隧道掘进机步进装置及使用方法的实施例的步进状态下的结构示意图；

图3是本发明一种双护盾隧道掘进机步进装置及使用方法的实施例的步进完成状态下的结构示意图；

图4是本发明一种双护盾隧道掘进机步进装置及使用方法的实施例的移动式顶推架收回状态下的结构示意图；

图5是图1中a-a的剖面图；

图6是图2中b-b的剖面图；

图7是图2中c-c的剖面图；

图8是图3中d-d的剖面图；

图9是本发明一种双护盾隧道掘进机步进装置及使用方法的实施例的主视图；

图10是本发明一种双护盾隧道掘进机步进装置及使用方法的实施例的侧视图；

图11是本发明一种双护盾隧道掘进机步进装置及使用方法的实施例的单卡爪、轨道、座板、压板和锚固筋的结构示意图；

图12是本发明一种双护盾隧道掘进机步进装置及使用方法的实施例的双卡爪、轨道、座板、压板和锚固筋的结构示意图。

其中：

11、轨道；12、座板；13、锚固筋；14、混凝土弧形底板；21、第一架体；22、第二架体；23、安装板；24、千斤顶支座；25、千斤顶；26、单卡爪；27、双卡爪；28、压板；29、楔铁；31、顶推支座；32、辅推油缸。

具体实施方式

下面详细介绍本发明技术方案。

实施例1

如图1-8所示，一种双护盾隧道掘进机步进装置，包括设置在双护盾隧道掘进机下方的轨道11和滑动连接在所述轨道11上的移动式顶推架，所述移动式顶推架与推进动力装置可拆卸连接，

所述移动式顶推架包括滑动连接在所述轨道11上的顶推架体，所述顶推架体的两端设置有若干个用于放置千斤顶25的千斤顶支座24，所述移动式顶推架还包括设置在所述顶推架体上的顶推支座31，所述顶推支座31与所述推进动力装置可拆卸连接。

所述轨道11的底部连接有座板12，所述座板12的底部设置有锚固筋13，所述座板12和所述锚固筋13预埋在作业地面内。

进一步的，所述轨道11的下方的隧道作业地面浇筑混凝土弧形底板14，将座板12与锚固筋13焊接形成组焊件，所述组焊件起名为轨道11支座，在浇筑时预埋轨道11支座，所述轨道11的底部安装在所述座板12上，在所述轨道11的底部结构的左右两侧分别焊接轨道11压板28，用于固定所述轨道11，然后全部浇筑混凝土完毕。

进一步的，所述锚固筋13的竖截面具有矩形结构，且远离所述座板12的一端设置有开口。

进一步的，所述轨道11压板28的一端具有楔口，所述楔口压在所述轨道11的底部结构的顶面上。

进一步的，所述轨道11的竖截面具有工字型结构，本实施例中包括两条所述轨道11，两条所述轨道11关于双护盾隧道掘进机的竖直中线对称设置，两条所述轨道11分别与竖直中线成30度夹角。

进一步的，所述推进动力装置为辅推油缸32，所述辅推油缸32与双护盾隧道掘进机盾体相连接。

进一步的，所述千斤顶支座24关于双护盾隧道掘进机的竖直中线对称设置，本实施例中包括14个所述千斤顶支座24，左右两侧分别对应设置有7个所述千斤顶支座24。

具体地，所述千斤顶支座24固定在所述移动式顶推架的侧壁的顶部，所述千斤顶支座24与千斤顶25可拆卸的连接，千斤顶25的一端抵靠所述千斤顶支座24，另一端可向斜下方运动，每个所述千斤顶支座24对应设置有一个千斤顶25。

进一步的，所述千斤顶25为液压千斤顶，液压千斤顶与双护盾隧道掘进机的液压系统相连接。

进一步的，所述顶推支座31具有圆柱体结构，且直径大于辅推油缸32，所述辅推油缸32可拆卸的套接在所述顶推支座31远离所述移动式顶推架的一端。

所述移动式顶推架的底部设置有卡爪，所述卡爪能够与所述轨道11相接触。

进一步的，所述千斤顶25压紧地面时，所述卡爪能够接触并紧压在所述轨道11的上部结构的底面上，增大所述移动式顶推架与所述轨道11之间的摩擦力，为步进操作提供支点。

进一步的，所述千斤顶25脱离地面时，所述卡爪能够脱离所述轨道11的上部结构的底面，不阻碍移动式顶推架收回的操作。

所述顶推架体包括相连接的第一架体21和第二架体22，所述第二架体22位于所述第一架体21靠近所述推进动力装置的一侧，所述第一架体21和所述第二架体22之间设置有安装板23，所述顶推支座31穿过所述第二架体22并固定在所述安装板23上。

进一步的，所述第一架体21和所述第二架体22并列设置。

进一步的，所述安装板23竖直设置，所述顶推支座31的一端固定在所述安装板23上，另一端与所述辅推油缸32相连接。

所述卡爪包括单卡爪26和双卡爪27，所述单卡爪26设置在所述第一架体21的底部，所述双卡爪27设置在所述第二架体22的底部，所述单卡爪26设置在所述轨道11的一侧，所述双卡爪27设置在所述轨道11的两侧。

进一步的，所述单卡爪26设置在所述第一架体21的底部的两端，并与所述轨道11对应设置，所述双卡爪27设置在所述第二架体22的底部的两端，并与所述轨道11对应设置。

进一步的，所述单卡爪26设置在两条所述轨道11的外侧。

所述单卡爪26的竖截面具有l型结构，所述单卡爪26卡设在所述轨道11的上部结构的底部，所述双卡爪27扣设在所述轨道11的上部结构的外侧。

进一步的，所述单卡爪26的l型结构的一端伸入所述轨道11的上部结构的下方，所述单卡爪26与所述轨道11的接触面相匹配，所述千斤顶25将所述顶推架体顶起时，所述单卡爪26与所述轨道11相接触挤压。

进一步的，所述双卡爪27包括对称设置且竖截面具有l型结构的第一卡爪和第二卡爪，所述第一卡爪和所述第二卡爪分别设置在一条轨道11的上部结构的两侧，并将轨道11的上部结构扣设在内，所述千斤顶25将所述顶推架体顶起时所述第一卡爪和所述第二卡爪与所述轨道11的顶部结构的底面相接触挤压。

进一步的，在所述单卡爪26和所述双卡爪27的外侧侧壁设置有螺栓孔，在螺栓孔内使用风动扳手打入高强螺栓，用于固定所述卡爪和所述轨道11，利用螺栓压紧所述轨道11侧面的紧固力，增加所述移动式顶推架与所述轨道11之间的摩擦力。

所述移动式顶推架包括顶板和底板，所述顶板和所述底板之间设置有多个加强筋，所述底板与地面相平设置。

进一步的，所述底板和所述顶板具有弧形结构，且弧度与所述混凝土弧形底板14的弧度相同。

所述移动式顶推架远离所述推进动力装置的一侧的底部设置有若干个楔铁29。

进一步的，所述楔铁29设置在所述移动式顶推架与所述混凝土弧形底板14之间，增加所述移动式顶推架与所述楔铁29的顶面及所述混凝土弧形底板14顶面与楔铁29底面的摩擦力。

具体地，本实施例中包括7个所述楔铁29。

一种双护盾隧道掘进机步进装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤1、准备步进

将千斤顶25油缸端部与千斤顶支座24固定，将推进动力装置与顶推支座31连接固定，向千斤顶25无杆腔注油，千斤顶25缸体向作业地面方向移动，即向混凝土底板方向移动，千斤顶25的缸体底座压紧混凝土底板，单卡爪26及双卡爪27拉紧轨道11的上部结构的底部，移动式顶推架远离推进动力装置的一侧装入若干楔铁29；

进一步的，利用双护盾隧道掘进机的液压系统给液压千斤顶无杆腔注油。

进一步的，所述轨道11的两侧采用风动扳手打入高强螺栓，使高强螺栓压紧钢轨侧面。

以上准备工作主要目的是增加所述移动式顶推架与所述轨道11的摩擦力，为所述辅推油缸32提供反作用力。

步骤2、步进

推进动力装置启动伸出，即辅推油缸32伸出，利用移动式顶推架和楔铁29提供的反作用力，推动双护盾隧道掘进机的盾体在轨道11上向前滑行，当推进动力装置到达最大行程后，即辅推油缸32基本全部伸出，一个步进滑行的行程完毕；

步骤3、步进完成

向千斤顶25有杆腔注油，液压千斤顶的缸体底座脱离作业地面，即脱离混凝土底板，单卡爪26及双卡爪27脱离轨道11的上部结构的底部；

进一步的，利用双护盾隧道掘进机的液压系统给液压千斤顶有杆腔注油。

进一步的，轨道11两侧的高强螺栓采用风动扳手旋松，以上工作完成准备回收移动式顶推架。

步骤4、移动式顶推架收回

推进动力装置启动回收，即辅推油缸32回收，带动移动式顶推架在轨道11上向前滑行，移动式顶推架滑动至双护盾隧道掘进机的盾体尾部，准备下一个步进行程。

本发明的实施例中所提供的一种双护盾隧道掘进机步进装置及使用方法具有重量轻、体型小、操作简单方便、造价低的优点。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。