一种盾构机快速移动装置及方法与流程

本发明涉及盾构机
技术领域：
，具体来说，涉及一种盾构机快速移动装置及方法。
背景技术：
：盾构机平移、空推移动技术在国内已有几十年的历史,经过近十年的快速发展已日臻成熟。在国内的地下工程施工中,盾构法以其安全、优质、高效、环保、劳动强度低等优点，在城市地下轨道交通工程中得到广泛的应用。国内盾构施工越来越专业化，各施工单位均成立专业的轨道公司进行盾构隧道的施工，各单位标段内盾构施工区间大多超过两个区间，由于盾构站内空推再始发相对盾构吊装更加安全便捷，节约成本和工期，越来越多的标段采用站内空推再始发，其技术应用的也越来越广泛。根据国内轨道交通站内空推再始发情况调查，大部分采用过站小车及顶推盾构机的过站方式。这些方式对物质材料使用巨大，具有费时、费工、费料等缺点。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。技术实现要素：针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种盾构机快速移动装置，将极大限度的缩短过站工期，移动速度一般1天为120m，节约施工成本。为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种盾构机快速移动装置，包括可拆装地连接在盾构机底部的万向轮组，所述万向轮组包括呈矩阵排布的至少四个万向轮，所述万向轮行驶在钢轨上，所述钢轨在所述万向轮组的后方可拆装地连接有助力器，所述盾构机的底部可拆装地连接有推进油缸，所述推进油缸位于所述助力器的前方，并与所述助力器相对应，所述推进油缸通过油管连接有液压泵站。进一步地，所述万向轮采用双拼无阻行走轮并自带竖向转轴。进一步地，所述盾构机的前盾底部和中盾底部各安装两个万向轮。进一步地，前后相邻的两个所述万向轮之间的距离为2350mm，左右相邻的两个所述万向轮之间的距离为2800mm。进一步地，所述盾构机的前侧固定安装有与所述钢轨相对应的轨道卡尺。进一步地，所述助力器包括左右间隔设置的两个侧板，两个所述侧板之间的距离与所述钢轨相对应，所述侧板的下部以及所述钢轨的下部均开设有彼此对应的螺栓孔，两个所述侧板通过位于二者顶部的连接板以及位于二者前侧的安装板相连接，所述安装板可拆装地连接有向前方延伸的钢支撑，所述钢支撑与所述推进油缸相对应。本发明还提供了一种盾构机快速移动方法，包括以下步骤：s1在洞门前的车站底板上铺设左右间隔排布的至少两根钢轨；s2在盾构机的前盾向前推出洞门时，停止推进，在所述盾构机的前盾底部安装好与所述钢轨对应的一组万向轮；s3继续向前推进所述盾构机，直至所述盾构机的中盾推出洞门时，在所述盾构机的中盾底部安装好与所述钢轨对应的另一组万向轮；s4将所述盾构机完全推出洞门后拆开连接桥，将所述盾构机与台车分离；s5在所述钢轨上安装助力器，所述助力器位于最后面一组所述万向轮的后方，在所述盾构机的底部安装推进油缸，所述推进油缸位于所述助力器的前方；s6将推进油缸通过油管连接好液压泵站后，通过液压泵站来控制推进油缸向后伸长并在助力器提供的反力作用下推动所述盾构机快速向前移动。进一步地，所述钢轨通过钢筋固定在所述车站底板上，左右两根钢轨之间的距离通过轨道卡尺卡好，所述轨道卡尺固定安装在所述盾构机的前侧。进一步地，在s6中，所述液压泵站通过手动阀控制推进油缸的伸缩。进一步地，所述助力器与所述推进油缸之间可拆装地设置有钢支撑。本发明的有益效果：可实现盾构机的快速移动，减少了施工中人力、物资的投入量，节约了成本；其中万向轮、助力器和轨道卡尺的应用简化了传统的施工方法，其施工方法方便、省工省料、进度快，给企业带来较大的经济效益。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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是根据本发明实施例所述的盾构机快速移动装置的正视图；图2是根据本发明实施例所述的盾构机快速移动装置的侧视图；图3是根据本发明实施例所述的助力器的示意图；图4是根据本发明实施例所述的助力器与钢轨连接时的正视图；图5是根据本发明实施例所述的助力器与钢轨连接时的侧视图;图6是根据本发明实施例所述的轨道卡尺的示意图。图中：1、万向轮；2、盾体；3、推进油缸；4、钢轨；5、助力器；6、钢支撑；7、液压泵站；8、油管；9、轨道卡尺。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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1-6所示，根据本发明实施例所述的一种盾构机快速移动装置，包括可拆装地连接在盾构机2底部的万向轮组，所述万向轮组包括呈矩阵排布的至少四个万向轮1，所述万向轮1行驶在钢轨4上，所述钢轨4在所述万向轮组的后方可拆装地连接有助力器6，所述盾构机2的底部可拆装地连接有推进油缸3，所述推进油缸3位于所述助力器6的前方，并与所述助力器6相对应，所述推进油缸3通过油管8连接有液压泵站7。在本发明的一个具体实施例中，所述万向轮1采用双拼无阻行走轮并自带竖向转轴。在本发明的一个具体实施例中，所述盾构机2的前盾底部和中盾底部各安装两个万向轮1。在本发明的一个具体实施例中，前后相邻的两个所述万向轮1之间的距离为2350mm，左右相邻的两个所述万向轮1之间的距离为2800mm。在本发明的一个具体实施例中，所述盾构机2的前侧固定安装有与所述钢轨4相对应的轨道卡尺9。在本发明的一个具体实施例中，所述助力器6包括左右间隔设置的两个侧板，两个所述侧板之间的距离与所述钢轨4相对应，所述侧板的下部以及所述钢轨4的下部均开设有彼此对应的螺栓孔，两个所述侧板通过位于二者顶部的连接板以及位于二者前侧的安装板相连接，所述安装板可拆装地连接有向前方延伸的钢支撑6，所述钢支撑6与所述推进油缸3相对应。本发明还提供了一种盾构机快速移动方法，包括以下步骤：s1在洞门前的车站底板上铺设左右间隔排布的至少两根钢轨4；s2在盾构机2的前盾向前推出洞门时，停止推进，在所述盾构机2的前盾底部安装好与所述钢轨4对应的一组万向轮1；s3继续向前推进所述盾构机2，直至所述盾构机2的中盾推出洞门时，在所述盾构机2的中盾底部安装好与所述钢轨4对应的另一组万向轮1；s4将所述盾构机2完全推出洞门后拆开连接桥，将所述盾构机2与台车分离；s5在所述钢轨4上安装助力器6，所述助力器6位于最后面一组所述万向轮1的后方，在所述盾构机2的底部安装推进油缸3，所述推进油缸3位于所述助力器6的前方；s6将推进油缸3通过油管8连接好液压泵站7后，通过液压泵站7来控制推进油缸3向后伸长并在助力器6提供的反力作用下推动所述盾构机2快速向前移动。在本发明的一个具体实施例中，在s1中，所述钢轨4通过钢筋固定在所述车站底板上，左右两根钢轨4之间的距离通过轨道卡尺9卡好，所述轨道卡尺9固定安装在所述盾构机2的前侧。在本发明的一个具体实施例中，在s6中，所述液压泵站7通过手动阀控制推进油缸3的伸缩。在本发明的一个具体实施例中，所述助力器6与所述推进油缸3之间可拆装地设置有钢支撑6。为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式对本发明的上述技术方案进行详细说明。本发明的技术方案为在盾构机2出洞后，在盾构机2的前盾底部和中盾底部安装万向轮1，并铺设钢轨4同时设置助力器6，通过推进油缸3推动盾构机2在钢轨4上滑动前移，再改变钢轨4的方向即可实现盾构机2的多方向移动。盾构机2上主要单件的重量尺寸表（理论值）如下表所示：序号构件名称长（mm）宽（m）高（m）重量（t）1刀盘（含刀具）141062806280702前盾总成（含刀盘驱动）2141625062501103中盾（含伸缩油缸、铰接油缸、人仓）380462406240854盾尾总成（含尾刷）341362306230255螺旋输送机1395516451645276管片安装器（安装机梁）545550433558.620根据盾构机2的设计参数，该盾构机2的理论总重量为335t（过站按400t考虑），盾构机2的总长为9.62m，盾构机2的开挖直径为6280mm，台车总长64m。1、万向轮1的加装（1）万向轮1的设计。根据盾构机2的设计尺寸及盾构机2各分部重量计算，盾构机2设计四个重心点，其中一组重心位置选择在距离前盾前侧1200mm处，另一组重心位置选择在距离前盾前侧3550mm处，万向轮1安装在重心点处，前后两个万向轮1之间的间距为2350mm。左右两个万向轮1之间的间距为2800mm，过站前须在车站底板铺设50#的钢轨4，轨距2800mm。万向轮1采用台车上的双拼无阻行走轮，带有竖向转轴，可实现定向行走。（2）万向轮1的安装。在盾构机2的前盾推出洞门2000mm时，停止推进，测量万向轮1安装位置并做好标识，开始安装第一组万向轮1。每组万向轮1安装时要注意左右对称，万向轮1底面与钢轨4的轨面平行。确认前盾的万向轮1安装质量合格后，继续推进盾构机2至前盾推出洞门3850mm，在距离前盾的万向轮1中心2350mm的位置按照前一组万向轮1相关要求安装后一组万向轮1，同时保证前后两个万向轮1在一条直线上。后一组万向轮1安装完成后将盾构机2完全推出洞后拆开连接桥，将盾构机2与台车分离。2、推进油缸设计参数（1）油缸参数推进油缸3的承载力为84.6t；油缸缸径180mm*杆径110mm*行程1000mm；工作压力550bar。（2）电动泵参数液压泵站7具有两个电动泵，单个电动泵流量为：20l/min；工作压力为：200bar；单个电动泵功率为：11kw-4380v/50hz；两个电动泵合用一个油箱，油箱容量为：120l。（3）控制方式：手动阀控制推进油缸3的伸出速度为：0.79m/min；油缸回缩速度为：1.25m/min。3、助力器6的设计助力器6安装在钢轨4上，用于为推进油缸3提供反力，助力器6由两个侧板、一个连接板、一个安装板构成，侧板由三角形的助力加工件加工而成，侧板采用5个12.9级螺栓与钢轨固定，推进油缸3放置在助力器6和万向轮1之间，通过推进油缸3伸长来带动盾构机2移动。每根钢轨4上安装一个助力器6。4、盾构机2的移动步骤（1）钢轨4的铺设：根据设计得出的钢轨4的间距，沿盾构机2向前铺设，钢轨4的左右两边打入钢筋以固定在车站底板上，钢轨4的间距使用提前加工好的钢轨卡尺9卡好，保证钢轨4的间距不会因盾构机2的前移而发生变化，盾构机2走过的钢轨4可拆卸下来周转后铺设在盾构机2的前方，以实现循环使用，通过调整钢轨4的方向可以改变盾构机2移动的方向。（2）液压泵站7通过手动阀控制推进油缸3的伸缩，推进油缸3放置固定在已安装好的万向轮1后方与钢轨4平行，通过助力器6，推进油缸3的伸缩头伸出可推动盾构机2向前移动。（3）推进油缸3向后伸长时可使盾构机2向前移动，通过在推进油缸3和助力器6中间增加钢支撑6来提高推进行程以增加工作效率。当达到一定行程后可将助力器6卸下向前安装，继续下一个工作循环。5、连接方式（1）推进油缸3安装在最后面的万向轮1的后方，万向轮1的后侧焊接钢板作为盾构机2前进的一个支撑面，该支撑面用于支撑推进油缸3的缸筒。推进油缸3悬吊在盾构机2的下方，只需要通过推进油缸3的伸缩就可以实现盾构机2前移，不需要再对推进油缸3进行调整。推进油缸3的原理同盾构机2上的伸缩油缸。（2）助力器6成“n”形，可直接骑在钢轨4上，钢轨4上打孔对应助力器6上预留的螺栓孔，使用螺栓固定。助力器6可安装推进油缸3的伸缩头，可在推进油缸3工作时提供反力，来使盾构机2向前移动。（3）盾构机2前侧的钢轨卡尺9直接安装到钢轨4上，并与刀盘保持一定距离，随着盾构机2的前进不断向前移动，可保证钢轨4的间距不发生变化。综上所述，借助于本发明的上述技术方案，推进油缸的伸缩头伸出时可使盾构机向前移动，通过改变钢轨的方向可调整盾构机的移动方向，通过在推进油缸和助力器中间增加钢支撑来提高推进行程增加工作效率。当达到一定行程后可将助力器卸下向前安装，可继续下一个工作循环。以上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。当前第1页12