一种预制管廊施工的拼装支护装置及其支护方法与流程

本发明涉及管廊施工技术领域，特别是指一种预制管廊施工的拼装支护装置及其支护方法。

背景技术：

随着地下空间的不断开发利用，地下综合管廊的建造逐步增多，目前，国内管廊施工一般都采用放坡支护与现浇或基坑支护与现浇结合的方式进行加固、支护、开挖、现浇顺序作业，工序复杂，施工时间长，对交通影响较大。为了适应管廊建造的快速化、标准化、预制化，需要研制一种预制管廊快速拼装支护装备，使得综合管廊建设得到大幅提升。

技术实现要素：

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种预制管廊施工的拼装支护装置及其支护方法，解决了现有技术中管廊施工工序复杂、效率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种预制管廊施工的拼装支护装置，包括移动门架，移动门架上设有行走天车，行走天车的下部设有用于吊装预制管节的旋转吊具，移动门架的一侧设有行走机构、另一端与盾构机相连接。

所述移动门架包括前支架、后支架和主梁，后支架通过主梁与前支架相连接，行走天车位于主梁上且沿主梁运动，前支架的下部与盾构机铰接，前支架的上部与主梁相连接，后支架的下部设有行走机构，后支架的上部与主梁相连接。

所述行走机构包括轮座，轮座上设有成列设置的轮对。轮对由多组自平衡浮动轮组构成，在后支腿下部左右两侧各布置一套，便于移动门架的移动。

所述前支架为门型框架，后支架为门型框架，主梁为平行双梁结构，盾构机为u形盾构机。u形盾构机的尾部盾体呈u形，上部开口，前后设置横向支撑结构。

所述行走天车上设有钢丝绳电动葫芦，钢丝绳电动葫芦通过钢丝绳与旋转吊具相连接。通过钢丝绳电动葫芦对钢丝绳的收放实现旋转吊具的上下移动。

所述旋转吊具包括支撑架，支撑架上设有旋转架，旋转架的下部设有夹具，夹具上设有平衡油缸，支撑架上设有旋转驱动机构，旋转架与旋转驱动机构相连接。

一种预制管廊施工的拼装支护装置的支护方法，包括如下步骤：

s1：土方的开挖与基坑支护：盾构机前进方向的土方采用挖掘机开挖，自卸车运输，开挖面呈圆弧状；盾构机前部插板可及时伸出，对前部开挖区域形成临时支撑，当盾构机向前移动时，控制前部插板同步缩回；

s2：预制管节由管节运输车运至施工工地，沿管廊后部预留的坡道进入拼装完成的管廊上部，经过后支架，进入到旋转吊具的下方；

s3：行走天车上的钢丝绳电动葫芦通过下放钢丝绳带动旋转吊具向下运动，旋转吊具夹持住管节运输车上的预制管节，预制管节在旋转吊具的作用下旋转90°，并在行走天车的作用下沿主梁运动；

s4：当载有预制管节的旋转吊具运动至盾构机的尾部上方时，行走天车的钢丝绳电动葫芦下放钢丝绳，将预制管节放至拼装位置，在盾体内尾部的左右调整机构及旋转吊具的平衡油缸的共同调整下，将预制管节与已拼装的管廊对正；然后用螺纹钢或钢绞线将预制管节与已拼装的管廊进行涨拉紧固；

s5：盾构机内部的顶推油缸顶推在已拼装的预制管节上，推动盾构机前行，同时对盾体尾部管廊两侧与原状土之间的间隙进行回填或注浆；

s6：重复步骤s2~s5，直至完成完成全部预制管节的拼装。

本发明通过行走天车和旋转吊具可实现预制管廊拼装的机械化快速施工，减少土方开挖面积，缩短施工周期，提高施工效率。本发明从预制管节的运送，到预制管节的旋转吊运，再到定位拼装，整个过程高效有序，工序简单，开挖基坑的机械化支护结构与预制管节的吊装拼装机构有机的结合为一个整体，可以快速进行大型预制管节的吊装、转运、拼装和支护结构机械化作业，具有较高的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明旋转吊具竖向吊运预制管节状态示意图。

图3为本发明旋转吊具横向吊运预制管节状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，如图1所示，一种预制管廊施工的拼装支护装置，包括移动门架1，移动门架1随盾构机移动。移动门架1上设有行走天车2，行走天车2沿移动门架1运动，行走天车2的下部设有用于吊装预制管节3的旋转吊具4，旋转吊具可旋转，旋转吊具设置旋转驱动、平衡调节油缸，具备将预制管节水平旋转90度的能力，具备预制管节平衡调节功能；用于改变预制管节的吊运方向，移动门架1的一侧设有行走机构、另一端与盾构机5相连接，移动门架在盾构机的作用下移动。

进一步，所述移动门架1包括前支架6、后支架7和主梁8，后支架7上部通过主梁8与前支架6上部相连接，行走天车2位于主梁8上且沿主梁8运动，前支架6的下部与盾构机5铰接，前支架6的上部与主梁3铰接连接，上部的铰接使得主梁相对于前支架具备水平方向小幅的旋转的自由度，下部的铰接使得前支架相对于盾构机具备前后方向小幅度旋转的自由度。后支架7的下部设有行走机构，后支架7的上部与主梁3相连接。所述行走机构包括轮座9，轮座9上设有成列设置的轮对10。轮对由多组自平衡浮动轮组构成，在后支腿下部左右两侧各布置一套，便于移动门架的移动。

实施例2，如图2和3所示，一种预制管廊施工的拼装支护装置，所述前支架6为门型框架，后支架7为门型框架，便于管节运输车的通过，主梁8为平行双梁结构，盾构机5为u形盾构机，u形盾构机的尾部盾体呈u形，上部开口，前后设置横向支撑结构。所述行走天车2上设有至少两个钢丝绳电动葫芦11，钢丝绳电动葫芦11通过钢丝绳12与旋转吊具4相连接。多吊点设计保证旋转吊具的稳定性，防止在调运过程中出现倾斜现象。

进一步，所述旋转吊具4包括支撑架4-1，支撑架4-1与钢丝绳连接方式为多点悬吊，起到稳定支撑架的作用。支撑架4-1上设有旋转架4-2，旋转架4-2的下部设有夹具4-3，夹具4-3上设有平衡油缸4-4，支撑架4-1上设有旋转驱动机构4-5，旋转架4-2与旋转驱动机构4-5相连接，旋转架在旋转驱动机构的作用下实现相对支撑架的转动，实现在吊运过程中预制管节的转动。旋转驱动机构可采用马达或电机，为旋转架的转动提供动力。

其他结构与实施例1相同。

实施例3，一种预制管廊施工的拼装支护装置的支护方法，包括如下步骤：s1：土方的开挖与基坑支护：在综合管廊始发端制作始发基坑，预吊装预制管节若干，然后组装u形盾构机及其附属吊装机构。盾构机5前进方向的土方采用挖掘机17开挖，自卸车运输，用2台挖掘机纵向分2层进行开挖，第二层在前盾处从上至下、从中间向两侧逐层开挖至管廊基底，开挖面呈圆弧状；盾构机5前部插板可及时伸出，对前部开挖区域形成临时支撑，当盾构机5向前移动时，控制前部插板同步缩回；测量盾体底部标高，在底部原状土上铺设素混凝土垫层；根据实际勘测和规划，在底层承载力较好的区域，垫层铺设环节可以取消。

s2：预制管节3由管节运输车13运至施工工地，沿管廊后部预留的坡道进入拼装完成的管廊上部，经过后支架7，运动到旋转吊具4的下方；

s3：行走天车2上的钢丝绳电动葫芦11通过下放钢丝绳12带动旋转吊具4向下运动，旋转吊具4夹持住管节运输车13上的预制管节3，预制管节3在旋转吊具4的作用下旋转90°，并在行走天车2的作用下沿主梁8运动；管节运输车13原路返回，进行下一个预制管节的运输。

s4：当载有预制管节3的旋转吊具4运动至盾构机的尾部上方时，行走天车2的钢丝绳电动葫芦11下放钢丝绳，将预制管节3放至拼装位置，在盾体内尾部的左右调整机构及旋转吊具4的平衡油缸4-4的共同调整下，将预制管节3与已拼装的管廊14对正；然后用螺纹钢或钢绞线将预制管节3与已拼装的管廊进行涨拉紧固；预制管节可以每节或多节进行一次涨拉，拼缝之间设置遇水膨胀橡胶止水条或注浆带进行止水。

s5：盾构机5内部的顶推油缸顶推在已拼装的预制管节上，推动盾构机前行，同时对盾体尾部管廊14两侧与原状土16之间的间隙进行回填或注浆。

s6：重复步骤s2~s5，直至完成完成全部预制管节的拼装。当拼装完成的廊体达到一定长度时，根据工程组织的需求，对管廊分层覆土回填，并压实。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。