CN108002288A - 一种用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台 - Google Patents

一种用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台，属于地下工程施工及其技术领域。该平台由支撑体系和升降体系两部分组成；升降体系包括手拉葫芦、升降平台、水平定向钻机和导向构件；支撑体系包括混凝土基础、军便梁连接弦杆、军便梁中部撑杆、军便梁中部弦杆、军便梁上部撑杆、连接钢板、交叉支撑、水平连接杆、军便梁下部撑杆、军便梁立杆和导向滑道；本发明采用装配式结构体系，通过螺栓连接构件，拆装方便、施工速度快、可重复利用，构件尺寸较小，便于运输。

Description

一种用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台
技术领域
本发明专利涉及一种用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台，适用于隧道竖向管幕的施工，属于地下工程施工及其技术领域。
背景技术
在开挖大断面隧道的过程中，首先要在岩土断面上通过水平定向钻机打入钢管，形成管幕，作为初期支护结构，然后，在管幕形成的围护区域内进行土方开挖、支护及隧道主体结构施工，最终形成隧道。水平管幕施工时，顶部通过水平定向钻机，可在同一水平高度内，连续打入多根管幕，施工效率较高；而两侧竖向管幕施工时，水平定向钻机需要随着土层向下开挖的进行，不断调整其竖向位置，逐次打入管幕钢管，施工效率较低。
现有技术中，用于水平定向钻机施工的升降平台共有5种，详述如下：
(1)不采用水平定向钻机升降平台，以地基土层支撑水平定向钻机。随着土层向下开挖的进行，不断调整水平定向钻机的竖向位置，逐次打入管幕钢管。这种技术工作效率较低，需要轮番停止和挪移水平定向钻机而长时间占用机械，施工周期较长，且费用较高。
(2)申请号CN201310440875.9的发明专利公开了固定式手动升降平台。一种固定式手动升降平台，包括底座、工作平台和剪式升降机构；剪式升降机构为上下两层剪叉组件，剪叉组件为两组，每组包括呈X状连接的内支撑杆和外支撑杆，两层剪叉组件连接处的两组剪叉组件之间均通过横向连接杆相连，固定式手动升降平台还包括有直线传动机构，直线传动机构主动件上连接有手摇机构，直线传动机构从动件与其中一个横向连接杆相连，两个横向连接杆通过直线传动机构带动能够相互靠近或远离，进而带动工作平台的升降。
此发明专利所述升降平台与本发明专利存在2点本质不同。
升降作业方式不同。此发明专利升降作业方式为利用直线传动机构带动升降平台升降，本发明专利通过设置手拉葫芦，直接进行平台升降作业；
定向方式不同。此发明专利未设置竖向定向***，本发明专利通过设置竖向滑道定向，保证水平定向钻机的准确定位。
(3)申请号CN201320625580.4的发明专利公开了高空作业加工用升降平台。一种高空作业加工用升降平台，包括：一可移动底座；一升降台面，平行设置在底座上方；一升降装置，设置在可移动底座与升降台面之间；一支撑架，位于升降台面上方；一放置台面，供加工机器放上后可形成水平方向移动、纵向方向移动、和360°旋转位移；一水平方向驱动装置，设置在支撑架上；一纵向方向驱动装置，设置在左右驱动装置上方；一旋转驱动装置，设置在前后驱动装置上方；和一固定装置，连接放置台面与支撑架。
此发明专利所述升降平台与本发明专利适用范围不同，此发明专利主要用于货物的高空作业加工，本发明专利主要用于隧道竖向管幕的施工。
(4)申请号CN201110440508.X的发明专利公开了一种壁挂式升降机。一种壁挂式升降机包括升降平台、升降机构、以及机架导轨体，机架导轨体包括支撑框架和安装在支撑框架上的导轨，升降平台设置在机架导轨体中央，且侧面安装有能沿导轨运动的滚轮，升降机构包括多个链条滚轮、液压缸、移动架以及链条,移动架两侧分别设有沿机架导轨体上下运动的滑轮,液压缸缸体竖直地设置在升降平台上,液压缸的缸杆连接移动架，链条滚轮分别设置在液压缸上,链条一端连接在升降平台上,链条另一端绕链条滚轮设置在连接移动架上。此发明的有益效果：结构坚固，载货量大，升降平稳，安装维护简单，不需要开挖地坑且不需上部吊顶，操作简单可靠。
此发明专利所述升降平台与本发明专利存在2点本质不同。
升降作业方式不同。该发明专利通过液压缸配合链条滚轮、链条、移动架等进行升降作业，本发明专利通过设置手拉葫芦，进行平台升降作业；
支撑结构不同。该发明专利通过倚靠建筑物，设置支撑立柱和支撑框架作为支撑结构，本发明专利通过设置独立的装配式支撑体系作为支撑结构。
(5)申请号CN201120338571.8的发明专利公开了一种竖井井壁施工作业升降平台，涉及一种建筑施工设备，包括操作牵引***和工作升降平台***，所述操作牵引***包括若干卷扬机、控制柜、倒向滑轮和吊装支架，所述工作升降平台***包括升降平台，升降平台上设置有起重滑子，升降平台沿周边安装有若干固定防滑丝杆和防摩阻轮，卷扬机与控制柜连接，卷扬机的钢绳通过倒向滑轮和吊装支架后与起重滑子连接。本发明具有在竖井中上、下升降和任意点固定的特点，解决了人员和机具可以不离开平台随时就可开机工作的问题，这样大大提高了工作效率，比传统常规的施工方法快2-3倍以上，节约了成本，另外保证了作业人员和设备机具施工安全，非常具有实用性。
此发明专利所述升降平台与本发明专利存在2点本质不同。
适用范围不同。此发明专利主要用于竖井井壁施工作业，本发明专利主要用于隧道竖向管幕的施工；
支撑结构不同。此发明专利以竖井井壁及吊装支架作为支撑结构，本发明专利通过设置独立的装配式支撑体系作为支撑结构。
本发明专利为一种适用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台，可满足大断面隧道竖向管幕连续施工的需要，降低了施工成本，保证了隧道管幕施工的高效进行，支撑体系及升降体系采用装配式结构，拆装简单，运输方便，可重复利用。
发明内容
本发明专利为一种适用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台，主要解决了隧道竖向管幕施工过程中遇到的如下技术问题：
(1)隧道竖向管幕采用传统工艺施工时，水平定向钻机12竖向位置调整程序复杂，施工效率低、周期长。
(2)水平定向钻机升降平台支撑体系及升降体系搭建复杂，周期长，不可重复回收利用。
本发明专利采用装配式结构体系，通过螺栓连接构件，拆装方便、施工速度快、可重复利用，构件尺寸较小，便于运输。隧道竖向管幕施工过程中，通过手拉葫芦6，沿导向滑道14，调整升降平台9竖向位置，减少了土体分层向下开挖的工作量，有效地缩短了施工周期，降低了施工成本。
本发明采用的技术方案为一种用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台，该平台由支撑体系和升降体系两部分组成：
升降体系包括手拉葫芦6、升降平台9、水平定向钻机12和导向构件15，水平定向钻机12放置于升降平台9上部，导向构件15焊接于升降平台9一侧，手拉葫芦6通过自带挂钩连接于升降平台9上，手拉葫芦6上部通过自带挂钩连接于军便梁中部弦杆4上。
支撑体系包括混凝土基础1、军便梁连接弦杆2、军便梁中部撑杆3、军便梁中部弦杆4、军便梁上部撑杆5、连接钢板7、交叉支撑8、水平连接杆10、军便梁下部撑杆11、军便梁立杆13和导向滑道14；
军便梁连接弦杆2沿竖直方向布设，军便梁下部撑杆11沿水平纵向布设，水平连接杆10沿水平横向布设，军便梁下部撑杆11与水平连接杆10通过螺栓连接在军便梁连接弦杆2底部，军便梁连接弦杆2、军便梁下部撑杆11和水平连接杆10连接的节点安装在混凝土基础1上；军便梁立杆13为支撑体系的骨架结构，军便梁立杆13垂直立于军便梁连接弦杆2、军便梁下部撑杆11和水平连接杆10连接的节点处；军便梁连接弦杆2通过螺栓与军便梁立杆13连接；军便梁中部撑杆3通过螺栓连接于军便梁立杆13下部；军便梁上部撑杆5通过螺栓连接军便梁立杆13上部；交叉支撑8位于升降平台9中部，交叉支撑8设置在相邻的军便梁立杆13之间；连接钢板7位于交叉支撑8的交叉中点处，交叉支撑8与连接钢板7之间通过螺栓连接；导向滑道14焊接于军便梁立杆13外侧。
本发明专利关键技术如下：
(1)支撑体系以军便梁构件为基础搭建，通过螺栓连接，构件尺寸小、强度高，拆装简单，运输方便，可重复利用。
(2)土方开挖一次完成，减少了土方逐次向下开挖的工作量，通过手拉葫芦6沿导向滑道14抬升升降平台9，控制水平定向钻机12的竖向位置，可满足位于不同高度位置的竖向管幕钢管连续施工的要求，整个施工过程操作简单，不需要额外的动力，快捷方便。
附图说明
图1整体结构结构的示意图。
图2整体结构结构的前视图。
图3整体结构结构的俯视图。
图4整体结构结构的左视图。
图5整体结构结构竖向导向结构局部放大图。
图6整体结构结构的支撑体系。
图7整体结构结构的升降体系。
图8整体结构结构的水平定向钻机装配式升降平台拼装工序。
具体实施方式
本发明采用的技术方案为一种用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台，该平台由支撑体系和升降体系两部分组成：
升降体系包括手拉葫芦6、升降平台9、水平定向钻机12和导向构件15，水平定向钻机12放置于升降平台9上部，导向构件15焊接于升降平台9一侧，手拉葫芦6通过自带挂钩连接于升降平台9上，手拉葫芦6上部通过自带挂钩连接于军便梁中部弦杆4上。
支撑体系包括混凝土基础1、军便梁连接弦杆2、军便梁中部撑杆3、军便梁中部弦杆4、军便梁上部撑杆5、连接钢板7、交叉支撑8、水平连接杆10、军便梁下部撑杆11、军便梁立杆13和导向滑道14；
军便梁连接弦杆2沿竖直方向布设，军便梁下部撑杆11沿水平纵向布设，水平连接杆10沿水平横向布设，军便梁下部撑杆11与水平连接杆10通过螺栓连接在军便梁连接弦杆2底部，军便梁连接弦杆2、军便梁下部撑杆11和水平连接杆10连接的节点安装在混凝土基础1上；军便梁立杆13为支撑体系的骨架结构，军便梁立杆13垂直立于军便梁连接弦杆2、军便梁下部撑杆11和水平连接杆10连接的节点处；军便梁连接弦杆2通过螺栓与军便梁立杆13连接；军便梁中部撑杆3通过螺栓连接于军便梁立杆13下部；军便梁上部撑杆5通过螺栓连接军便梁立杆13上部；交叉支撑8位于升降平台9中部，交叉支撑8设置在相邻的军便梁立杆13之间；连接钢板7位于交叉支撑8的交叉中点处，交叉支撑8与连接钢板7之间通过螺栓连接；导向滑道14焊接于军便梁立杆13外侧；
本发明专利一种用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台具体实施工程分为两个部分，第一个部分为水平定向钻机装配式升降平台拼装，如图8所示，第二个部分为隧道竖向管幕的施工。
支撑体系以军便梁构件为基础搭建，通过螺栓连接，构件尺寸小、强度高，拆装简单，拼装效率高，施工周期短，运输方便，可重复回收利用。
土方开挖一次完成，减少了土方逐次开挖的工作量，通过手拉葫芦6沿导向滑道14抬升升降平台9，控制水平定向钻机12的竖向位置，可满足位于不同高度的竖向管幕钢管连续施工的要求，整个施工过程操作简单，不需要额外的动力，快捷方便。
水平定向钻机装配式升降平台拼装工序如下：
工序1：浇筑混凝土基础1，军便梁连接弦杆2、军便梁中部撑杆3、军便梁上部撑杆5及军便梁下部撑杆11通过螺栓连接，形成左(右)侧半榀框架；
工序2：在左(右)侧半榀框架对称位置重复工序1，形成右(左)侧半榀框架；
工序3：在左右侧半榀框架的顶部和底部，通过军便梁中部弦杆4连接成第一榀框架；
工序4：重复工序1～工序3，形成第二、三、四榀框架，并在第二榀框架及第三榀框架军便梁立杆13外侧，通过螺栓连接导向滑道14；
工序5：通过螺栓将水平连接杆10与框架主体结构固定；
工序6：通过螺栓将交叉支撑8、连接钢板7与框架主体结构连接，至此，支撑体系拼装完成；
工序7：将升降体系与支撑体系连接成整体，形成水平定向钻机装配式升降平台。
隧道竖向管幕的施工过程如下：
(1)土方一次开挖至竖向管幕底部；
(2)将组装好的水平定向钻机装配式升降平台运送至预定位置；
(3)通过手拉葫芦6调节水平定向钻机12的竖向位置，在预打入管幕钢管位置固定升降平台9；
(4)自上而下逐次打入隧道竖向管幕钢管；
(5)隧道竖向管幕施工完成。

Claims (3)

1.一种用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台，其特征在于：该平台由支撑体系和升降体系两部分组成：
升降体系包括手拉葫芦(6)、升降平台(9)、水平定向钻机(12)和导向构件(15)，水平定向钻机(12)放置于升降平台(9)上部，导向构件(15)焊接于升降平台(9)一侧，手拉葫芦(6)通过自带挂钩连接于升降平台(9)上，手拉葫芦(6)上部通过自带挂钩连接于军便梁中部弦杆(4)上；
支撑体系包括混凝土基础(1)、军便梁连接弦杆(2)、军便梁中部撑杆(3)、军便梁中部弦杆(4)、军便梁上部撑杆(5)、连接钢板(7)、交叉支撑(8)、水平连接杆(10)、军便梁下部撑杆(11)、军便梁立杆(13)和导向滑道(14)；
军便梁连接弦杆(2)沿竖直方向布设，军便梁下部撑杆(11)沿水平纵向布设，水平连接杆(10)沿水平横向布设，军便梁下部撑杆(11)与水平连接杆(10)通过螺栓连接在军便梁连接弦杆(2)底部，军便梁连接弦杆(2)、军便梁下部撑杆(11)和水平连接杆(10)连接的节点安装在混凝土基础(1)上；军便梁立杆(13)为支撑体系的骨架结构，军便梁立杆(13)垂直立于军便梁连接弦杆(2)、军便梁下部撑杆(11)和水平连接杆(10)连接的节点处；军便梁连接弦杆(2)通过螺栓与军便梁立杆(13)连接；军便梁中部撑杆(3)通过螺栓连接于军便梁立杆(13)下部；军便梁上部撑杆(5)通过螺栓连接军便梁立杆(13)上部；交叉支撑(8)位于升降平台(9)中部，交叉支撑(8)设置在相邻的军便梁立杆(13)之间；连接钢板(7)位于交叉支撑(8)的交叉中点处，交叉支撑(8)与连接钢板(7)之间通过螺栓连接；导向滑道(14)焊接于军便梁立杆(13)外侧。
2.根据权利要求1所述的一种用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台，其特征在于：升降平台具体实施工程分为两个部分，第一个部分为水平定向钻机装配式升降平台拼装，第二个部分为隧道竖向管幕的施工；
支撑体系以军便梁构件为基础搭建，通过螺栓连接，构件尺寸小、强度高，拆装简单，拼装效率高，施工周期短，运输方便，可重复回收利用；
土方开挖一次完成，减少了土方逐次开挖的工作量，通过手拉葫芦(6)沿导向滑道(14)抬升升降平台(9)，控制水平定向钻机(12)的竖向位置，可满足位于不同高度的竖向管幕钢管连续施工的要求，整个施工过程操作简单，不需要额外的动力，快捷方便；
水平定向钻机装配式升降平台拼装工序如下：
工序1：浇筑混凝土基础(1)，军便梁连接弦杆(2)、军便梁中部撑杆(3)、军便梁上部撑杆(5)及军便梁下部撑杆(11)通过螺栓连接，形成左或右侧半榀框架；
工序2：在左或右侧半榀框架对称位置重复工序1，形成右或左侧半榀框架；
工序3：在左右侧半榀框架的顶部和底部，通过军便梁中部弦杆(4)连接成第一榀框架；
工序4：重复工序1～工序3，形成第二、三、四榀框架，并在第二榀框架及第三榀框架军便梁立杆(13)外侧，通过螺栓连接导向滑道(14)；
工序5：通过螺栓将水平连接杆(10)与框架主体结构固定；
工序6：通过螺栓将交叉支撑(8)、连接钢板(7)与框架主体结构连接，至此，支撑体系拼装完成；
工序7：将升降体系与支撑体系连接成整体，形成水平定向钻机装配式升降平台。
3.根据权利要求2所述的一种用于隧道竖向管幕施工的水平定向钻机装配式升降平台，其特征在于：隧道竖向管幕的施工过程如下：
(1)土方一次开挖至竖向管幕底部；
(2)将组装好的水平定向钻机装配式升降平台运送至预定位置；
(3)通过手拉葫芦(6)调节水平定向钻机(12)的竖向位置，在预打入管幕钢管位置固定升降平台(9)；
(4)自上而下逐次打入隧道竖向管幕钢管；
(5)隧道竖向管幕施工完成。
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