一种TBM刀盘无扩大洞室洞内更换方法与流程

本发明涉及一种tbm刀盘更换方法，特别是一种tbm刀盘无扩大洞室洞内更换方法。

背景技术：

目前，在隧道施工中，由于施工环境和地质条件越来越复杂，隧道连续掘进长度越来越大，使其tbm采用越来越广泛；当出扩大洞径超出原设计扩挖能力或需要更改刀盘结构形式等情况下，需要在tbm施工过程中更换刀盘或者刀盘边块。以往的做法是施工扩大洞室、安装桥式吊机或者大吨位起重葫芦，为刀盘更换提供作业空间和起重设备。现有的扩大洞室施工方法有两种，一是利用支洞施工扩大洞室，二是在tbm施工隧道内利用导洞在刀盘前方施作扩大洞室，两种方法虽然可行，但是，扩大洞室的方法存在工期长、投资大的缺点。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种在有限空间内，能够方便提升、定位、安装刀盘的tbm刀盘无扩大洞室洞内更换方法。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种tbm刀盘无扩大洞室洞内更换方法，所述方法包括如下步骤：1）开挖基坑；2）安装旋转升降装置；3）利用旋转升降装置进行旧刀盘边块拆除；4）拆除旧刀盘中心块；5）安装新刀盘中心块；6）安装新刀盘边块。

其中，在所述步骤1）和2）中，在tbm主梁下方施作刀盘转运基坑，基坑尺寸根据刀盘边块尺寸和旋转升降器尺寸确定；基坑完成开挖、加固、衬砌后，安装并调试旋转升降器。

其中，在所述步骤3）中包括如下步骤：（1）后退tbm，直至需要拆除的刀盘边块到达旋转升降器中点位置，拆除刀盘边块，并固定，继续后退tbm直至基坑后部；（2）将刀盘边块水平旋转90°，利用旋转升降器将刀盘边块降低至基坑内部；降低后最终位置，以不影响底护盾通过为准；（3）tbm前移至基坑位于主梁下方设计位置，利用旋转升降器顶升边块至设计高度，单独提升边块并装车外运；4）tbm前后移动，按照对角线拆除刀盘边块。

进一步，所述步骤5）中，将新刀盘中心块运输到旋转升降器位置，并将新刀盘中心推至基坑底部，通过旋转升降器顶升新刀盘中心，并完成转体，最后进行新刀盘中心安装。

其中，在所述步骤6）中包括如下步骤：（1）运输新刀盘边块到旋转升降器位置，并将新刀盘边块推至基坑底部；（2）后退tbm至基坑后部，顶升新刀盘边块，并完成新刀盘边块转体；（3）前推tbm至新刀盘边块位置，并进行新边块安装。

在本发明中，所述旋转升降器包括位于基坑内的升降装置，在所述升降装置上方设置有起吊机构，所述起吊机构布设在基坑的上端面，在所述升降装置上端面设置有托盘机构。

其中，所述升降装置包括竖直设置在基坑内且两两相对布置的四根立柱，在所述立柱外侧上部设置有三角撑，在所述三角撑上竖直设置有举升油缸；所述托盘机构位于立柱上端面，且举升油缸顶在托盘机构下端面。

其中，所述托盘机构包括水平设置在立柱上端面上的托盘，在所述托盘上端面设置有转动机构。

进一步描述，所述转动机构包括转盘下盘，在所述转盘下盘上端面设置有转盘轴承，在所述转盘轴承上端面设置有转盘上盘；在所述转盘下盘上端面两侧均设置有旋转限位器；在所述托盘上端面设置有平移限位器，所述平移限位器为两个，且分别设置在转盘下盘两侧，所述平移限位器一端与托盘连接，另一端与转盘下盘下部连接。

进一步描述，所述起吊机构包括钢结构架，在所述钢结构架两端分别设置有一对起吊油缸，所述起吊油缸的上端与钢结构架连接，所述起吊油缸下端与托盘连接。

由于采用了上述技术方案，本发明具有方法简便，操作方便的优点，采用它能够在有效空间内，方便快捷的对刀盘进行提升、定位和安装，节约了大量施工时间和成本，极大的缩短了施工周期，提高了施工效率。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本发明的转动机构结构示意图；

图4为图3的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或替代，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1：如图1所示，一种tbm刀盘无扩大洞室洞内更换方法，所述方法包括如下步骤：1）开挖基坑；2）安装旋转升降装置；3）利用旋转升降装置进行旧刀盘边13块拆除；4）拆除旧刀盘中心块14；5）安装新刀盘中心块；6）安装新刀盘边块。

其中，在所述步骤1）和2）中，在tbm主梁下方施作刀盘转运基坑，基坑尺寸根据刀盘边块尺寸和旋转升降器尺寸确定；基坑完成开挖、加固、衬砌后，安装并调试旋转升降器。

进一步描述，在所述步骤3）中包括如下步骤：（1）后退tbm，直至需要拆除的刀盘边块到达旋转升降器中点位置，拆除刀盘边块，并固定，继续后退tbm直至基坑后部；（2）将刀盘边块水平旋转90°，利用旋转升降器将刀盘边块降低至基坑内部；降低后最终位置，以不影响底护盾通过为准；（3）tbm前移至基坑位于主梁下方设计位置，利用旋转升降器顶升边块至设计高度，单独提升边块并装车外运；4）tbm前后移动，按照对角线拆除刀盘边块。

进一步描述，在所述步骤5）中，将新刀盘中心块运输到旋转升降器位置，并将新刀盘中心推至基坑底部，通过旋转升降器顶升新刀盘中心，并完成转体，最后进行新刀盘中心安装。

进一步描述，在所述步骤6）中包括如下步骤：（1）运输新刀盘边块到旋转升降器位置，并将新刀盘边块推至基坑底部；（2）后退tbm至基坑后部，顶升新刀盘边块，并完成新刀盘边块转体；（3）前推tbm至新刀盘边块位置，并进行新边块安装。

当新刀盘部件安装完成后，使用专用测量工具检测每个刀位刀高，检测合格后紧固螺栓；然后，将所有螺栓紧固完毕后，焊接刀盘。

如图1、2所示，在本发明中，所述旋转升降器包括位于基坑（1）内的升降装置，在所述升降装置上方设置有起吊机构，所述起吊机构布设在基坑（1）的上端面，在所述升降装置上端面设置有托盘机构。

其中，所述升降装置包括竖直设置在基坑1内且两两相对布置的四根立柱2，在所述立柱2外侧上部设置有三角撑3，在所述三角撑3上竖直设置有举升油缸4；所述托盘机构位于立柱2上端面，且举升油缸4顶在托盘机构下端面。

其中，所述托盘机构包括水平设置在立柱2上端面上的托盘5，在所述托盘5上端面设置有转动机构。

如图3、4所示，进一步描述，所述转动机构包括转盘下盘6，在所述转盘下盘6上端面设置有转盘轴承7，在所述转盘轴承7上端面设置有转盘上盘8；在所述转盘下盘6上端面两侧均设置有旋转限位器9；在所述托盘5上端面设置有平移限位器10，所述平移限位器10为两个，且分别设置在转盘下盘6两侧，所述平移限位器10一端与托盘5连接，另一端与转盘下盘6下部连接。

在本发明中，所述起吊机构包括钢结构架11，在所述钢结构架11两端分别设置有一对起吊油缸12，所述起吊油缸12的上端与钢结构架11连接，所述起吊油缸12下端与托盘5连接。

当需要拆除刀盘边块时，安装升降装置、托盘5及附属机构在基坑1内，并连接好液压管路，下降托盘5及附属机构至上表面低于隧道底面；后退tbm至基坑1正上方，连接转动机构与刀盘边块，拆除刀盘边块；tbm继续后退，通过转动机构旋转刀盘边块至隧道轴线方向；安装起吊机构在基坑1上方，用起吊油缸12将托盘5吊起，拆除三角撑3和举升油缸4；下降起吊油缸12，将刀盘边块和托盘5放入基坑；tbm前进至护盾脱离基坑，将刀盘边块起吊运出。

当需要安装刀盘边块时，采用拆除的逆步骤实施，通过举升油缸4可调整刀盘边块上下高度，通过转动机构可旋转刀盘边块，通过平移油缸可调整刀盘边块的左右位置。