CN111156027B - 盾构管环结构的拼装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盾构管环结构及其拼装方法，用于在标准管环拼装的过程中拼装宽度大于标准管环的非标管环；包括将顶撑于已拼装好的标准管环上的液压油缸缩回，在已拼装好的标准管环和液压油缸之间形成施工空间；于施工空间内拼装非标管环的管片形成顶部留有楔形口的环状结构；将封顶块分成前封顶块和后封顶块；将前封顶块置于施工空间内对应楔形口处并抵靠于已拼装好的标准管环上，缩回的液压油缸恢复顶伸至前封顶块侧面上；顶撑在环状结构和前封顶块侧面上的液压油缸向隧道掘进方向顶伸推进一设定距离；缩回前封顶块处的液压油缸，在前封顶块处形成拼装空间；将后封顶块置于拼装空间并抵靠于前封顶块，液压油缸恢复顶伸至后封顶块上完成拼装。

Description

盾构管环结构的拼装方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，尤指一种盾构管环结构及其拼装方法。

背景技术

地下轨道交通工程施工中，盾构法通过液压油缸推动盾构刀盘切削土体向前掘进，然后管片拼装位置的液压油缸临时缩回，进行管片拼装。通常，每一环完整的管环由若干块标准块管片、两块邻接块管片和一块封顶块管片组成。封顶块管片为楔形，由管片拼装机沿隧道轴线方向插接到左右两块邻接块管片形成的空隙内。

有时因设置联络通道或其他工程需求，需要在管环侧壁横向开孔。为了保证洞口的完整性及施工便捷，尽量选择只在一环管环侧壁开孔，因而需要在隧道局部区域拼装具有一定宽度的非标管环。这时若采用原有盾构设备会存在液压油缸顶进行程无法满足封顶块管片较大的拼装空间要求的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种盾构管环结构及其拼装方法，解决现有技术中在隧道局部区域拼装较宽非标管环时，若采用原有盾构设备会存在液压油缸顶进行程无法满足封顶块管片较大的拼装空间要求的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供一种盾构管环结构的拼装方法，用于在标准管环拼装的过程中拼装宽度大于标准管环的非标管环；所述拼装方法包括如下步骤：

将顶撑于已拼装好的标准管环上的液压油缸缩回，从而在已拼装好的标准管环和液压油缸之间形成了施工空间；

于所述施工空间内拼装非标管环的管片，所述管片拼装好后形成顶部留有楔形口的环状结构；

将适配于楔形口的封顶块分割成前封顶块和后封顶块；

管片拼装机将所述前封顶块置于所述施工空间内对应所述楔形口的位置处并抵靠于对应的已拼装好的标准管环上，缩回的液压油缸恢复顶伸至所述前封顶块的侧面上；

顶撑在所述环状结构和所述前封顶块侧面上的液压油缸向隧道的掘进方向顶伸推进一设定距离；

缩回对应前封顶块处的液压油缸，从而在所述前封顶块处形成拼装空间；以及

所述管片拼装机将所述后封顶块置于所述拼装空间处并抵靠于所述前封顶块，缩回的液压油缸恢复顶伸至所述后封顶块的侧面上，完成非标管环的拼装。

本发明盾构管环结构的拼装方法进一步改进在于，

非标管环的管片包括：多个标准块和两个邻接块；

于所述施工空间内拼装非标管环的管片，包括：

将多个所述标准块沿着垂直于所述隧道轴线方向拼接固定形成留有缺口的环状结构；

将两个邻接块设于所述缺口的相对两侧且拼接固定于对应的所述标准块，两个所述邻接块之间留设形成所述楔形口。

本发明盾构管环结构的拼装方法的进一步改进在于，

将多个所述标准块沿着垂直于所述隧道轴线方向拼接固定形成留有缺口的环状结构，包括：

先拼装位于拱底的标准块，再于所述拱底的相对两侧交替拼装所述标准块。

本发明还提供一种盾构管环结构，包括沿着隧道轴线方向对接的标准管环和宽度大于标准管环的非标管环，所述非标管环包括：

相互拼接的多个管片，拼接固定形成留有楔形口的环状结构；以及

由适配于楔形口的封顶块分成的前封顶块和后封顶块，所述前封顶块和所述后封顶块沿着所述隧道轴线方向插设于所述楔形口内且相互拼接固定以封堵所述楔形口。

本发明盾构管环结构的进一步改进在于，所述管片包括：

相互拼接的多个标准块，拼接固定形成留有缺口的环状结构；以及

设于所述缺口的相对两侧且拼接固定于对应的所述标准块的两个邻接块，两个所述邻接块之间留设形成所述楔形口。

本发明盾构管环结构及其拼装方法的有益效果：

本发明通过采用多个管片分步拼装，将适配于楔形口的封顶块分割成前封顶块和后封顶块，管片拼装机分步将前封顶块和后封顶块沿隧道轴线方向插接于所述楔形口，液压油缸先后顶撑在标准管环和前封顶块上分步向掘进方向顶伸推进，从而单次顶伸推进的距离小，在液压油缸顶进行程之内，解决了在盾构隧道局部区域拼装较宽非标管环时，原有盾构设备液压油缸顶进行程无法满足封顶块管片拼装空间要求的问题。

附图说明

图1为本发明盾构管环结构示意图。

图2为本发明盾构管环的拼装状态的示意图。

图3至图10为本发明盾构管环的拼装步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，显示了图1为本发明盾构管环结构示意图。图2为本发明盾构管环的拼装状态的示意图。结合图1和图2所示，本发明盾构管环结构包括沿着隧道轴线方向对接的标准管环2和宽度大于标准管环2的非标管环1，非标管环1包括：

相互拼接的多个管片10，拼接固定形成留有楔形口的环状结构；以及

由适配于楔形口的封顶块分成的前封顶块20和后封顶块30，前封顶块20和后封顶块30沿着隧道轴线方向插设于楔形口内且相互拼接固定以封堵楔形口。

具体地，管片可为混凝土管片、钢管片或复合管片，管片之间通过螺栓或焊缝连接。

本发明通过采用多个管片分步拼装，将适配于楔形口的封顶块分割成前封顶块和后封顶块，管片拼装机分步将前封顶块和后封顶块沿隧道轴线方向插接于楔形口，液压油缸先后顶撑在标准管环和前封顶块上分步向掘进方向顶伸推进，从而单次顶伸推进的距离小，在液压油缸顶进行程之内，解决了在盾构隧道局部区域拼装较宽非标管环时，原有盾构设备液压油缸顶进行程无法满足封顶块管片拼装空间要求的问题。

作为本发明盾构管环结构的一较佳实施方式，管片10包括：

相互拼接的多个标准块11，拼接固定形成留有缺口的环状结构；以及

设于缺口的相对两侧且拼接固定于对应的标准块11的两个邻接块 12，两个邻接块12之间留设形成楔形口。

具体地，标准块具有相互平行的一对标准拼接侧面，供和已安装的管环单元对接的标准对接端面，供液压油缸顶撑的标准顶撑端面，标准顶撑端面和标准对接端面相互平行且垂直于标准拼接侧面。

邻接块具有供和标准拼接侧面拼接的邻接拼接侧面，靠近楔形口的斜面，供和已安装的管环单元对接的邻接对接端面，供液压油缸顶撑的邻接顶撑端面，邻接顶撑端面和邻接对接端面相互平行且垂直于邻接拼接侧面。在将两个邻接块分别和对应的标准块拼接后，两个邻接块的斜面形成楔形口。

参阅图3至图10为本发明盾构管环的拼装步骤示意图。结合图1至图10所示，本发明提供一种盾构管环结构的拼装方法，用于在标准管环2 拼装的过程中拼装宽度大于标准管环2的非标管环1；拼装方法包括如下步骤：

将顶撑于已拼装好的标准管环2上的液压油缸40缩回，从而在已拼装好的标准管环2和液压油缸40之间形成了施工空间；

于施工空间内拼装非标管环1的管片10，管片10拼装好后形成顶部留有楔形口的环状结构；

将适配于楔形口的封顶块分割成前封顶块20和后封顶块30；

管片拼装机将前封顶块20置于施工空间内对应楔形口的位置处并抵靠于对应的已拼装好的标准管环2上，缩回的液压油缸40恢复顶伸至前封顶块20的侧面上；顶撑在环状结构和前封顶块20侧面上的液压油缸40 向隧道的掘进方向顶伸推进一设定距离；

缩回对应前封顶块处的液压油缸40，从而在前封顶块20处形成拼装空间；

管片拼装机将后封顶块30置于拼装空间处并抵靠于前封顶块20，缩回的液压油缸40恢复顶伸至后封顶块30的侧面上，完成非标管环1的拼装。

具体地，包括如下步骤：

如图3所示，提供多个液压油缸40，将液压油缸40沿着隧道轴线方向顶撑于已安装的标准管环2的对接面；

如图4所示，顶撑在标准管环2上的液压油缸40向隧道的掘进方向顶伸推进一设定距离后，缩回液压油缸40以形成施工空间；

如图5所示，提供多个管片10，在施工空间内将多个管片10拼接固定形成留有楔形口的环状结构，同时将留有楔形口的环状结构对接于已安装的标准管环2的对接面，并将缩回的液压油缸40顶撑于环状结构；

提供封顶块，将封顶块分成前封顶块20和后封顶块30；如图6所示，将位于楔形口的液压油缸40缩回，将前封顶块20沿隧道轴线方向插接于楔形口且对接于已安装的标准管环2的对接面；

如图7所示，将位于楔形口的缩回的液压油缸40顶撑于前封顶块20；

如图8所示，顶撑在环状结构和前封顶块20侧面上的液压油缸40 向隧道的掘进方向顶伸推进一设定距离；

如图9所示，将位于楔形口的液压油缸40缩回，将后封顶块30沿隧道轴线方向插接于楔形口且对接于前封顶块20，从而前封顶块20和后封顶块30封堵楔形口，形成非标管环；以及

如图10所示，将位于楔形口的缩回的液压油缸40顶撑于后封顶块 30。

具体地，采用管片拼装机从管片运输机上提取管片。

本发明采用管片拼装机分步将前封顶块和后封顶块沿隧道轴线方向插接于楔形口，液压油缸先后顶撑在标准管环和前封顶块上分步向掘进方向顶伸推进，从而单次顶伸推进的距离小，在液压油缸顶进行程之内，解决了在盾构隧道局部区域拼装较宽非标管环时，原有盾构设备液压油缸顶进行程无法满足封顶块管片拼装空间要求的问题。

作为本发明盾构管环结构的拼装方法的一较佳实施方式，

非标管环的管片10包括：多个标准块11和两个邻接块12；

于施工空间内拼装非标管环的管片10，包括：

在施工空间内将多个管片10拼接固定形成留有楔形口的环状结构，包括：

将多个标准块11沿着垂直于隧道轴线方向拼接固定形成留有缺口的环状结构；

将两个邻接块12设于缺口的相对两侧且拼接固定于对应的标准块 11，两个邻接块12之间留设形成楔形口。

作为本发明盾构管环结构的拼装方法的一较佳实施方式，

将多个标准块11沿着垂直于隧道轴线方向拼接固定形成留有缺口的环状结构，包括：

先拼装位于拱底的标准块11，再于拱底的相对两侧交替拼装标准块 11。

下面对本发明盾构管环结构的拼装方法的具体步骤进行说明：

盾构已安装的标准管环2拼装完成后，顶撑在已安装的标准管环2管片侧面上的液压油缸40向掘进方向顶伸，为下一管环单元的拼装提供足够空间。

采用管片拼装机从管片运输机上提取管片，按先拼装拱底标准块管片，再依次左右两侧交替拼装标准块，最后拼装邻接块的顺序拼装。拼装时，待拼装管片对应位置的液压油缸40临时缩回，为管片拼装提供空间。

管片精确定位使其紧贴已安装的标准管环2，同时与左/右相邻管片沿圆弧方向对接，并通过螺栓或焊缝连接；缩回的液压油缸40恢复顶伸至已安装的管片上。

封顶块对应位置的液压油缸40临时缩回，管片拼装机提取前封顶块 20沿隧道轴线方向插接到左右两块邻接块管片2形成的楔形空间，并通过螺栓或焊缝与已安装的标准管环2以及左/右邻接块管片2连接，缩回的液压油缸40恢复顶伸至前封顶块20的侧面上。

顶撑在已安装管片侧面上的液压油缸40向掘进方向顶伸一定距离，为后封顶块30拼装提供足够空间。

封顶块对应位置的液压油缸40临时缩回，管片拼装机提取后封顶块 30沿隧道轴线方向插接到左右两块邻接块管片2形成的楔形空间，并通过螺栓或焊缝与前封顶块20以及左/右邻接块管片2连接，缩回的液压油缸 40恢复顶伸至后封顶块30的侧面上，完成较宽非标管环的拼装。

本发明盾构管环结构及其拼装方法的有益效果为：

本发明通过采用多个管片分步拼装，将适配于楔形口的封顶块分割成前封顶块和后封顶块，管片拼装机分步将前封顶块和后封顶块沿隧道轴线方向插接于楔形口，以拼装形成较宽非标管环单元。液压油缸先后顶撑在标准管环和前封顶块上分步向掘进方向顶伸推进一设定距离，从而单次顶伸推进的距离小，在液压油缸顶进行程之内，避免因需要提升盾构设备整体性能来完成局部区域较宽非标管环的拼装，造成较大资源和经济浪费。本发明解决了在盾构隧道局部区域拼装较宽非标管环时，原有盾构设备液压油缸顶进行程无法满足封顶块管片拼装空间要求的问题。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种盾构管环结构的拼装方法，用于在标准管环拼装的过程中拼装宽度大于标准管环的非标管环；其特征在于，所述拼装方法包括如下步骤：

将顶撑于已拼装好的标准管环上的液压油缸缩回，从而在已拼装好的标准管环和液压油缸之间形成了施工空间；

于所述施工空间内拼装非标管环的管片，所述管片拼装好后形成顶部留有楔形口的环状结构；

将适配于楔形口的封顶块分割成前封顶块和后封顶块；

管片拼装机将所述前封顶块置于所述施工空间内对应所述楔形口的位置处并抵靠于对应的已拼装好的标准管环上，缩回的液压油缸恢复顶伸至所述前封顶块的侧面上；

顶撑在所述环状结构和所述前封顶块侧面上的液压油缸向隧道的掘进方向顶伸推进一设定距离；

缩回对应前封顶块处的液压油缸，从而在所述前封顶块处形成拼装空间；以及

所述管片拼装机将所述后封顶块置于所述拼装空间处并抵靠于所述前封顶块，缩回的液压油缸恢复顶伸至所述后封顶块的侧面上，完成非标管环的拼装。

2.如权利要求1所述的盾构管环结构的拼装方法，其特征在于，

非标管环的管片包括：多个标准块和两个邻接块；

于所述施工空间内拼装非标管环的管片，包括：

将多个所述标准块沿着垂直于所述隧道轴线方向拼接固定形成留有缺口的环状结构；

将两个邻接块设于所述缺口的相对两侧且拼接固定于对应的所述标准块，两个所述邻接块之间留设形成所述楔形口。

3.如权利要求2所述的盾构管环结构的拼装方法，其特征在于，

将多个所述标准块沿着垂直于所述隧道轴线方向拼接固定形成留有缺口的环状结构，包括：

先拼装位于拱底的标准块，再于所述拱底的相对两侧交替拼装所述标准块。

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