一种用于构建隧道联络通道的顶管设备及其施工方法与流程

本发明涉及隧道工程施工，具体涉及一种用于构建隧道联络通道的顶管设备及其施工方法。

背景技术：

1、按照规范要求，地铁或公路两隧道之间每间隔一定距离必须设置一条联络通道，以满足突发情况下人员快速疏散的需要，但是用于联络通道施工的顶管机的重量达25t左右，其体积比较大，外径和长度都在3m以上，用于构建联络通道的混凝土管节的外径也在3m以上，长度在1m以上，重量达10t左右，想要在隧道内完成顶管机的安装需要将顶管机肢解成几个部分，分批次运送进隧道，再重新组装，施工结束后，再将顶管机拆卸分解，同时，在隧道内使用常规的起重设备是无法吊起这类大型混凝土管节的，导致施工非常不便，极大地降低了施工效率，延长了施工周期，提高了施工难度。

2、因此，有必要提供一种用于构建隧道联络通道的顶管设备及其施工方法解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种用于构建隧道联络通道的顶管设备及其施工方法，能够快速高效在隧道内布置顶管机并构建联络通道，提高了施工效率。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种用于构建隧道联络通道的顶管设备，包括进洞台车、出洞台车和顶管机，所述出洞台车包括第一底板，第一底板顶面沿底板宽度方向安装有放置顶管机的顶进导轨，第一底板上方设有第一车架，第一车架的顶部沿第一底板长度方向设有两根平行的纵梁，纵梁与第一底板通过立柱固接，两根纵梁之间由首端至尾端依次设有三根平行的横梁，尾端的横梁上设有天车油缸座，天车油缸座内固接天车移动油缸的固定端，纵梁顶面设有天车轨道，在第一车架上方设置天车，天车底部的滚轮沿天车轨道运行，天车移动油缸的伸缩端与天车固接，天车顶部设有起吊装置，出洞台车靠近出洞侧设有月牙出洞箱，出洞台车远离出洞侧设有第一弓形后座箱，所述月牙出洞箱、第一弓形后座箱与出洞台车之间均通过顶推伸缩机构连接，月牙出洞箱与第一弓形后座箱的外侧面为与隧道内圆弧面相一致的凸圆弧面，所述第一弓形后座箱内侧对称设置有两块筋板，两块筋板的底面为竖直的安装面板，所述安装面板上设置有用于推动顶管机的顶进油缸，所述月牙出洞箱的箱体两侧设有注泥管，沿月牙出洞箱内侧的出洞口外沿设有止退座，沿止退座均匀布设有若干止退板，所述止退板两端沿长度方向开设有腰型孔，止退板通过螺栓穿过腰型孔与止退座固接，所述月牙出洞箱的箱体内侧下部固接有与顶进导轨承接的副导轨，所述进洞台车包括第二底板，第二底板顶面沿底板宽度方向安装有接收导轨，第二底板上方设有第二车架，进洞台车靠近进洞侧设有月牙进洞箱，进洞台车远离进洞侧设有第二弓形后座箱，第二弓形后座箱内侧设有若干道加强筋，月牙进洞箱、第二弓形后座箱与进洞台车之间均通过顶伸收缩机构连接。

4、优选的，所述顶伸收缩机构包括就位油缸，所述就位油缸固定端分别与第一底板、第一车架、第二底板和第二车架固接，就位油缸的伸缩端分别与月牙出洞箱、第一弓形后座箱、月牙进洞箱和第二弓形后座箱的内侧固接。

5、优选的，所述顶进油缸为双极等推力油缸，顶进油缸的伸缩端部设有与顶管机抵靠接触的撑靴。当顶进油缸对顶管机和混凝土管节推进时，使用撑靴能够对接触面起到缓冲作用，避免出现由于结构损坏。

6、优选的，所述顶管机的尾部法兰内圈边缘开设有若干个与顶进油缸对应的半圆槽。开设半圆槽是防止顶进油缸与顶管机的尾部法兰发生干涉。

7、优选的，所述起吊装置包括起吊油缸，起吊油缸的起吊端设有钢丝绳，钢丝绳的另一端设有与钢丝绳锚固的吊装螺栓。

8、优选的，所述第一车架和第二车架的底部均设有车轮安装梁，沿车轮安装梁布置有若干对车轮。

9、优选的，所述第一弓形后座箱与第二弓形后座箱的外侧面贴附有弧形松木板。松木板可以为第一弓形后座箱与第二弓形后座箱的外侧面起到缓冲作用。

10、优选的，所述月牙出洞箱出洞口的内侧设有洞口止水圈，月牙出洞箱出洞口的外侧设有橡胶垫圈，月牙进洞箱的进洞口的外侧设有橡胶垫圈。月牙出洞箱的洞口止水圈和橡胶垫圈起到双重止水的作用，月牙进洞箱的橡胶垫圈起到顶管机进洞时的缓冲作用。

11、一种采用用于构建隧道联络通道顶管设备的施工方法，包括以下步骤：

12、步骤一，在地面将顶管机安装放置在出洞台车的顶进导轨上，使顶管机的机头对准月牙出洞箱的出洞口，使顶管机进入工作状态；

13、步骤二，将出洞台车驶入隧道，行驶至联络通道预设位置，开启出洞台车上的八个就位油缸，就位油缸的伸缩端带动月牙出洞箱和第一弓形后座箱向隧道径向两侧伸出，并最终使月牙出洞箱、第一弓形后座箱的外侧面与隧道内圆弧面抵靠紧贴，将出洞台车的位置锚定；

14、步骤三，通过注泥管向月牙出洞箱内注泥，使月牙出洞箱内的注泥压力符合出洞要求；

15、步骤四，将月牙出洞箱内侧出洞口的止退板全部调至伸出状态，保证顶管机能够顺利通过出洞口，启动出洞台车上的六个顶进油缸，顶进油缸推动顶管机开始构建联络通道；

16、步骤五，当顶管机的尾端通过顶进油缸的推动越过止退板后，松开全部止退板的螺栓，将止退板沿腰型孔向出洞口的中心方向位移，将止退板调至收回状态，再拧紧螺栓固定止退板，使止退板靠顶管机一端与顶管机的尾部端面抵靠接触，并控制顶进油缸缩回，此时顶管机的底部落在副导轨上，保证顶管机在出洞过程中不会失去基准；

17、步骤六，控制出洞台车顶部的天车，将天车位移至准备好的混凝土管节上方，通过天车的起吊装置进行吊装，混凝土管节的顶部开设有吊装孔，起吊油缸起吊端的钢丝绳穿过吊装孔，通过吊装螺栓在混凝土管节内部支撑，操控起吊油缸将混凝土管节吊起，并通过天车将混凝土管节位移至顶进导轨上方，最终控制起吊油缸将混凝土管节放置在顶进导轨上；

18、步骤七，在混凝土管节尾部的套环内垫装一块环形顶铁，使顶进油缸伸缩端的端部能够抵住环形顶铁，同时松开固定止退板的螺栓，将止退板再次全部调至伸出状态，顶进油缸推动混凝土管节联结在顶管机尾部继续顶进；

19、步骤八，当混凝土管节通过顶进油缸的推动越过止退板后，松开全部止退板的螺栓，将止退板调至收回状态，使止退板靠近顶管机一端与混凝土管节的尾部端面抵靠接触，控制顶进油缸缩回，并拆下环形顶铁；

20、步骤九，依照步骤六至步骤八的操作方法，依次将若干个混凝土管节联结推进，直至顶管机连通另一条隧道；

21、步骤十，在另一条隧道内驶入进洞台车，并将进洞台车停至顶管机进洞处，使顶管机的机头与进洞台车月牙进洞箱的进洞口对准，开启进洞台车上的八个就位油缸，就位油缸的伸缩端带动月牙进洞箱和第二弓形后座箱向隧道径向两侧伸出，并最终使月牙进洞箱、第二弓形后座箱的外侧面与隧道内圆弧面抵靠紧贴，将进洞台车的位置锚定；

22、步骤十一，顶管机沿月牙进洞箱缓缓进洞，当顶管机尾部联结的混凝土管节与隧道连通时，此时，顶管机落在进洞台车的接收导轨上并与混凝土管节脱开，出洞台车停止联结混凝土管节，顶进油缸缩回，拆下环形顶铁，将进洞台车和出洞台车的就位油缸全部缩回，使月牙出洞箱、第一弓形后座箱、月牙进洞箱和第二弓形后座箱与隧道内圆弧面脱离接触，并将进洞台车和出洞台车分别驶出两个隧道，完成联络通道的施工。

23、本发明与现有技术相比，具有以下优点：

24、通过使用本发明的一种用于构建隧道联络通道的顶管设备及其施工方法，将出洞台车、进洞台车和顶管机进行组装结合，全程无需对设备进行搬动拆卸，出洞台车同时还能完成对混凝土管节的起吊工作，将起重设备、搬运设备和顶管设备合三为一，极大的降低了施工难度，提高了施工效率，降低了施工成本。