專利名稱：步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地下工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)，尤其是一種采用步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在城市地鐵隧道建設(shè)中，盾構(gòu)機(jī)發(fā)揮越來越重要的作用。盾構(gòu)機(jī)完成一個(gè)區(qū)間施工后，需要平移通過地鐵車站——簡稱為盾構(gòu)過站，以施工下一個(gè)區(qū)間隧道。目前現(xiàn)有盾構(gòu)過站技術(shù)主要分為兩大類，第一類過站方式主要是將盾構(gòu)機(jī)和后配臺(tái)車解體后，在盾構(gòu)機(jī)基座下鋪設(shè)鋼板或滾軸，然后在車站底板設(shè)置反力基座，利用額外的水平千斤頂實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)側(cè)移和前進(jìn)。完成一個(gè)步進(jìn)循環(huán)后，重新在盾構(gòu)機(jī)前方鋪設(shè)鋼板和反力基座，如此反復(fù)循環(huán)最終實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)平移。第一類方法的改進(jìn)措施一是在盾構(gòu)機(jī)基座下安裝行走輪，鋪設(shè)行走軌道，在軌道上設(shè)置反力基座，盾構(gòu)機(jī)自身千斤頂推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)。 第一類方法的改進(jìn)措施二是用卷揚(yáng)機(jī)替代額外千斤頂，實(shí)現(xiàn)水平動(dòng)力。上述方式存在問題施工工期較長，輔助材料較多，如鋼板和鋼軌，在車站底板設(shè)置反力基座會(huì)對(duì)車站結(jié)構(gòu)造成一定不良影響。第二類過站方式是盾構(gòu)機(jī)與后配車架整體平移過站，在車站底板澆筑導(dǎo)槽，在導(dǎo)槽內(nèi)設(shè)置反力支座，利用盾構(gòu)機(jī)自身的千斤頂向前頂進(jìn)盾構(gòu)機(jī)，同時(shí)鋪設(shè)支架安裝軌道使后配臺(tái)車在盾構(gòu)機(jī)的牽引下前移，完成盾構(gòu)機(jī)的整體過站。但是這種盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)存在以下問題過站澆筑導(dǎo)臺(tái)需要時(shí)間長，費(fèi)用高；導(dǎo)臺(tái)不能投入后期施工，需要拆除，造成浪費(fèi)；導(dǎo)臺(tái)與盾構(gòu)主機(jī)之間的摩擦阻力大，需要較大的過站動(dòng)力，對(duì)導(dǎo)臺(tái)上反力孔的制作要求高；導(dǎo)臺(tái)欠缺靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在將盾構(gòu)機(jī)與后配臺(tái)車解體的情況下，平移速度快、操作簡單、有效提高材料和設(shè)備利用率的盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)。同時(shí)，本發(fā)明還提供了利用所述系統(tǒng)過站的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)，包括接收托架，用于承載盾構(gòu)機(jī)；移動(dòng)副滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)和接收托架之間，兩者可以在此機(jī)構(gòu)限位下產(chǎn)生水平方向的相對(duì)移動(dòng)；抬升機(jī)構(gòu)，用于抬升盾構(gòu)機(jī)和所述接收托架；水平牽引機(jī)構(gòu)，設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)和接收托架之間，用于牽引接收托架相對(duì)于盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)生平移；水平頂推機(jī)構(gòu)，設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)和接收托架之間，用于頂推盾構(gòu)機(jī)相對(duì)于接收托架產(chǎn)生平移。
具體的，所述抬升機(jī)構(gòu)包括若干抬升千斤頂；若干牛腿支座，每一牛腿支座的一端與盾構(gòu)機(jī)焊接，另外一端與一抬升千斤頂通過抽屜式卡座結(jié)構(gòu)連接。更具體的，所述抽屜式卡座結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述抬升千斤頂頂部側(cè)面對(duì)稱的凸起；設(shè)置在所述牛腿支座上并與所述凸起對(duì)應(yīng)的凹槽；所述抬升千斤頂通過所述凸起嵌入所述凹槽中與所述牛腿支座連接。具體的，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括若干沿盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)方向與盾構(gòu)機(jī)焊接的滑動(dòng)導(dǎo)軌，和沿所述滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)的滑動(dòng)小車，滑動(dòng)小車通過吊鏈與所述接收托架連接。具體的，所述水平牽引機(jī)構(gòu)為葫蘆，其鏈輪與盾構(gòu)機(jī)連接，拉鏈一端與所述接收托架連接。進(jìn)一步，還包括若干連接型鋼，將盾構(gòu)機(jī)中體與盾尾固定連接。具體的，所述水平頂推機(jī)構(gòu)包括第一反力牛腿，與盾構(gòu)機(jī)固定連接；第二反力牛腿，與所述接收托架固定連接；水平千斤頂，設(shè)于所述第一反力牛腿和所述第二反力牛腿之間。一種使用權(quán)利要求1所述的步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)過站的方法，包括以下步驟Sl 水平頂推機(jī)構(gòu)推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)相對(duì)于接收托架前移到一預(yù)定距離，此時(shí)接收托架相對(duì)地面靜止；S2 抬升機(jī)構(gòu)將盾構(gòu)機(jī)和接收托架抬離地面；S3:水平牽引機(jī)構(gòu)拉動(dòng)接收托架沿連接機(jī)構(gòu)相對(duì)于盾構(gòu)機(jī)前移一段距離，此時(shí)盾構(gòu)機(jī)相對(duì)地面靜止，移動(dòng)距離與Si中盾構(gòu)機(jī)相對(duì)于接收托架前移的距離相等；S4 抬升機(jī)構(gòu)收縮，將盾構(gòu)機(jī)與接收托架恢復(fù)至原始狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果是1、盾構(gòu)平移速度快利用步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)完成兩個(gè)循環(huán)3米的推進(jìn)最多只需要50分鐘的時(shí)間，大大節(jié)約的工期。相對(duì)于其他的過站方式節(jié)約1/3的時(shí)間。2、步履式盾構(gòu)過站系統(tǒng)靈活，對(duì)水平牽引機(jī)構(gòu)和水平頂推機(jī)構(gòu)作用方向做出相同的改變之后就可以實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)向不同方向移動(dòng)。3、對(duì)車站結(jié)構(gòu)不利影響少，頂推盾構(gòu)機(jī)不需要在車站上設(shè)置反力基座，對(duì)車站結(jié)構(gòu)的影響小。4、使用范圍廣，相應(yīng)不同車站結(jié)構(gòu)所提供的過站空間，可根據(jù)車站具體結(jié)構(gòu)選擇盾構(gòu)機(jī)分體過站和整體過站方式，特別適合一個(gè)標(biāo)段含有多個(gè)不同結(jié)構(gòu)車站的工程施工。5、有效的提高了材料和設(shè)備的利用率，使用的材料和設(shè)備一次性投入后可循環(huán)多次使用。為了充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明所述步履式盾構(gòu)平移系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中的橫剖面示意圖。圖3為圖1中牛腿支座與抬升千斤頂?shù)某閷鲜娇ㄗB接示意圖。圖4是圖1中系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖。圖5是圖1中系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖。圖6是圖1中系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖。圖7是圖1中系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖。圖中1-盾構(gòu)機(jī)；11-前體；12-中體；13-盾尾；14-螺旋輸送機(jī)；2_接收托架；3_抬升機(jī)構(gòu)；31-牛腿支座；311-凹槽；32-抬升千斤頂；321-凸起；4-水平頂推機(jī)構(gòu)；41-第一反力牛腿；42-第二反力牛腿；43-水平千斤頂；5-連接機(jī)構(gòu)；51-滑動(dòng)導(dǎo)軌；52-滑動(dòng)小車； 53-連接吊鏈；6-水平牽引機(jī)構(gòu)；61-拉鏈；62-鏈輪；63-吊環(huán)；7-連接型鋼；8-車站側(cè)壁。
具體實(shí)施例方式如圖1至圖7所示，在盾構(gòu)機(jī)與后配臺(tái)車解體后的情況下，一種步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)，包括接收托架2、抬升機(jī)構(gòu)3、滑動(dòng)機(jī)構(gòu)5、水平牽引機(jī)構(gòu)6和水平頂推機(jī)構(gòu)4。接收托架2承載盾構(gòu)機(jī)1，抬升機(jī)構(gòu)2用于將接收機(jī)構(gòu)2和盾構(gòu)機(jī)1抬升；滑動(dòng)機(jī)構(gòu)5連接盾構(gòu)機(jī)1與接收托架2，使接收托架2能夠相對(duì)于盾構(gòu)機(jī)1做平行與水平面的移動(dòng)。水平牽引機(jī)構(gòu)6牽引接收托架2相對(duì)于盾構(gòu)機(jī)1移動(dòng)；水平頂推機(jī)構(gòu)4牽引盾構(gòu)機(jī)1相對(duì)于接收托架 2移動(dòng)。接收托架2承載盾構(gòu)機(jī)1，在于盾構(gòu)機(jī)1接觸的一面具有與盾構(gòu)機(jī)1形狀對(duì)應(yīng)的凸起，防止盾構(gòu)機(jī)1向兩側(cè)移動(dòng)。抬升機(jī)構(gòu)3包括4個(gè)牛腿支座31和與牛腿支座對(duì)應(yīng)的抬升千斤頂32。在盾構(gòu)機(jī) 1的前體11和中體12兩側(cè)各焊接2個(gè)牛腿支座31，前體11上的牛腿支座31位于盾構(gòu)機(jī)1 重心的前方，距離重心0. 5米；中體12上的牛腿支座31位于距離前體11上的牛腿支座31 距離2米的位置。牛腿支座31采用20mm厚的Q235鋼板焊接而成，然后在牛腿支座31下端安裝抬升千斤頂32，4個(gè)抬升千斤頂32的頂升力要大于盾構(gòu)機(jī)1和接收托架2的重量， 可采用頂升力總共為300噸的抬升千斤頂。牛腿支座31與抬升千斤頂32之間采用抽屜式卡座連接，如圖3所示，牛腿支座31底部具有對(duì)稱的凹槽311，抬升千斤頂32頂部側(cè)面具有與凹槽311對(duì)應(yīng)的凸起321，凸起321嵌入凹槽311之中，使得抬升千斤頂32能夠在平行與水平面方向上滑動(dòng)，在垂直水平面方向固定?；瑒?dòng)機(jī)構(gòu)5包括滑動(dòng)導(dǎo)軌51和滑動(dòng)小車52。沿盾構(gòu)機(jī)1的前進(jìn)方向，在盾構(gòu)機(jī)1 的前體11和尾盾13兩側(cè)各焊接兩段熱軋普通36C工字鋼作為滑動(dòng)導(dǎo)軌51，滑動(dòng)導(dǎo)軌51的長度為盾構(gòu)機(jī)重心長度的80%加1米的富裕量?；瑒?dòng)小車52安裝在滑動(dòng)導(dǎo)軌10上，并利用連接吊鏈53將滑動(dòng)小車51和接收托架2進(jìn)行連接，連接吊鏈53采用鐵鏈條，其長度為滑動(dòng)小車52到接收托架2的垂直距離加15厘米，外加的15厘米的長度主要是為了完成盾構(gòu)機(jī)1的側(cè)移。這樣滑動(dòng)小車52可以沿滑動(dòng)導(dǎo)軌51移動(dòng)。水平牽引機(jī)構(gòu)6為一個(gè)葫蘆，包括拉鏈61和鏈輪62。鏈輪62懸掛在固定于螺旋輸送機(jī)15腹部的吊環(huán)63上，拉鏈61 —端固定于接收托架2的尾部。
水平頂推機(jī)構(gòu)4包括第一反力牛腿41、第二反力牛腿42和水平千斤頂43。第一反牛牛腿41 一端焊接在盾構(gòu)機(jī)1的前體11，；第二反力牛腿42焊接在接收托架2上；在第一反力牛腿41與第二反力牛腿42之間安裝水平千斤頂43。為了加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)1中體12與盾尾13之間的牢固程度，還使用連接型鋼7加固中體12與盾尾13的連接。該步履式盾構(gòu)平移系統(tǒng)工作時(shí)，按照如下步驟進(jìn)行1、如圖4所示，水平頂推機(jī)構(gòu)4頂推盾構(gòu)機(jī)1相對(duì)接收托架前移伸長水平千斤頂 43，作用于第一反力牛腿41和第二反力牛腿42，推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)1相對(duì)接收托架2前移；水平千斤頂43伸長至最大行程后，收縮水平千斤頂43，在第一牛腿支座41或者第二牛腿支座 42和水平千斤頂43之間增設(shè)傳力桿；再次伸長水平千斤頂43，使盾構(gòu)機(jī)1繼續(xù)前移，直到預(yù)定移動(dòng)距離為止，盾構(gòu)機(jī)1的預(yù)定移動(dòng)距離為盾構(gòu)機(jī)1重心長度的80%。2、如圖5所示，抬升機(jī)構(gòu)3抬升盾構(gòu)機(jī)1和接收托架2 盾構(gòu)機(jī)1移動(dòng)到預(yù)定距離后，伸長4個(gè)抬升千斤頂32，抬升盾構(gòu)機(jī)1。由于連接機(jī)構(gòu)5的作用，接收托架2隨著盾構(gòu)機(jī)1的升起。抬升過程中要保持4個(gè)抬升千斤頂32的伸長長度一致。盾構(gòu)機(jī)1抬升的距離不宜過高，使接收托架6離開地面約5cm即可。3、如圖6所示，水平牽引機(jī)構(gòu)6牽引接收托架2相對(duì)盾構(gòu)機(jī)1前移盾構(gòu)機(jī)1和接收托架2抬升到位后，葫蘆6牽引拉鏈61，使接收托架2沿滑動(dòng)導(dǎo)軌51向前移動(dòng)，移動(dòng)距離要和盾構(gòu)機(jī)1前進(jìn)的距離相等。4、如圖7所示，抬升機(jī)構(gòu)3收回，盾構(gòu)機(jī)1與接收托架2恢復(fù)原狀接收托架2移動(dòng)到位后，同步收縮4個(gè)抬升千斤頂32，至接收托架2著地為止。至此一個(gè)步履式循環(huán)完成，按照上述步驟往復(fù)循環(huán)可完成盾構(gòu)機(jī)的過站工作。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明不需要在盾構(gòu)機(jī)前方鋪設(shè)鋼板和反力基座，設(shè)置了發(fā)明的裝置后，一次性投入可循環(huán)多次使用，有效的提高了材料和設(shè)備的利用率，減少了反力基座對(duì)車站結(jié)構(gòu)造成的不利影響。另外，還可以根據(jù)實(shí)際情況的需要，調(diào)整水平牽引機(jī)構(gòu)和水平頂推機(jī)構(gòu)的牽引方向，即可改變盾構(gòu)機(jī)平移方向，極大的增強(qiáng)了本系統(tǒng)的靈活性。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明較佳的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者根據(jù)有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，均在本權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)，其特征在于，包括接收托架，用于承載盾構(gòu)機(jī)；滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)和接收托架之間，兩者可以在此機(jī)構(gòu)限位下產(chǎn)生水平方向的相對(duì)移動(dòng)；抬升機(jī)構(gòu)，用于抬升盾構(gòu)機(jī)和所述接收托架；水平牽引機(jī)構(gòu)，設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)和接收托架之間，用于牽引接收托架相對(duì)于盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)生平移；水平頂推機(jī)構(gòu)，設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)和接收托架之間，用于頂推盾構(gòu)機(jī)相對(duì)于接收托架產(chǎn)生平移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)，其特征在于，所述抬升機(jī)構(gòu)包括若干抬升千斤頂；若干牛腿支座，每一牛腿支座的一端與盾構(gòu)機(jī)焊接，另外一端與一抬升千斤頂通過抽屜式卡座結(jié)構(gòu)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)，其特征在于，所述抽屜式卡座結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述抬升千斤頂頂部側(cè)面對(duì)稱的凸起；設(shè)置在所述牛腿支座上并與所述凸起對(duì)應(yīng)，并沿盾構(gòu)機(jī)移動(dòng)方向延伸的凹槽；所述抬升千斤頂通過所述凸起嵌入所述凹槽中與所述牛腿支座連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)，其特征在于，所述滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括若干沿盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)方向與盾構(gòu)機(jī)焊接的滑動(dòng)導(dǎo)軌，和沿所述滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)的滑動(dòng)小車，滑動(dòng)小車通過連接吊鏈與所述接收托架連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)，其特征在于，所述水平牽引機(jī)構(gòu)為葫蘆，其鏈輪與盾構(gòu)機(jī)連接，拉鏈一端與所述接收托架連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)，其特征在于， 還包括若干連接型鋼，將盾構(gòu)機(jī)中體與盾尾固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)，其特征在于，所述水平頂推機(jī)構(gòu)包括第一反力牛腿，與盾構(gòu)機(jī)固定連接；第二反力牛腿，與所述接收托架固定連接；水平千斤頂，設(shè)于所述第一反力牛腿和所述第二反力牛腿之間。
8.一種使用權(quán)利要求1所述的步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)過站的方法，其特征在于，包括以下步驟51水平頂推機(jī)構(gòu)推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)相對(duì)于接收托架前移到一預(yù)定距離，此時(shí)接收托架相對(duì)地面靜止；52抬升機(jī)構(gòu)將盾構(gòu)機(jī)和接收托架抬離地面；53水平牽引機(jī)構(gòu)拉動(dòng)接收托架沿連接機(jī)構(gòu)相對(duì)于盾構(gòu)機(jī)前移一段距離，此時(shí)盾構(gòu)機(jī)相對(duì)地面靜止，移動(dòng)距離與Sl中盾構(gòu)機(jī)相對(duì)于接收托架前移的距離相等；54抬升機(jī)構(gòu)收縮，將盾構(gòu)機(jī)與接收托架恢復(fù)至原始狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種步履式過站平移系統(tǒng)以及利用本系統(tǒng)過站的方法，所述步履式過站平移系統(tǒng)包括一種步履式盾構(gòu)平移過站系統(tǒng)，包括接收托架，用于承載盾構(gòu)機(jī)；設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)和接收托架之間的移動(dòng)副滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩者可以在此機(jī)構(gòu)限位下產(chǎn)生水平方向的相對(duì)移動(dòng)；抬升機(jī)構(gòu)，用于抬升盾構(gòu)機(jī)和所述接收托架；水平牽引機(jī)構(gòu)，設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)和接收托架之間，用于牽引接收托架相對(duì)于盾構(gòu)機(jī)產(chǎn)生平移；水平頂推機(jī)構(gòu)，設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)和接收托架之間，用于頂推盾構(gòu)機(jī)相對(duì)于接收托架產(chǎn)生平移。采用本系統(tǒng)后，本發(fā)明不需要在盾構(gòu)機(jī)前方鋪設(shè)鋼板和反力基座，有效的提高了材料和設(shè)備的利用率。
文檔編號(hào)E21D9/00GK102242632SQ201110194009
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者葉建興, 廖鴻雁, 王學(xué)龍, 王暉, 竺維彬, 米晉生, 鐘長平, 鞠世健, 黃威然 申請(qǐng)人:廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司