本發(fā)明屬于盾構(gòu)機(jī)施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種盾構(gòu)機(jī)平移施工結(jié)構(gòu)及平移方法。

背景技術(shù)：

土壓平衡盾構(gòu)機(jī)簡稱盾構(gòu)機(jī)，是一種常見的在軟巖或土質(zhì)圍巖中進(jìn)行全斷面掘進(jìn)的隧道掘進(jìn)機(jī)械，盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)隧道過程中，盾構(gòu)機(jī)過站或者更換工作隧道時(shí)需要進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)平移，盾構(gòu)機(jī)平移的隧道段成為平移施工段，如圖1所示，現(xiàn)有的盾構(gòu)機(jī)平移是將盾構(gòu)機(jī)通過托架小車11進(jìn)行平移，但是在暗挖隧道中進(jìn)行平移時(shí)，由于暗挖隧道的工藝方法導(dǎo)致隧道部分節(jié)段的隧道高度h小于使用托架小車11時(shí)的工作高度h1，所述工作高度為盾構(gòu)機(jī)平移時(shí)盾構(gòu)機(jī)頂端與隧道底部的距離，此時(shí)若要使用托架小車11對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行平移，就需要對(duì)隧道高度為h的隧道節(jié)段進(jìn)行擴(kuò)鑿，但是在擴(kuò)鑿過程中，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，而且對(duì)隧道已有支護(hù)造成影響，降低隧道支護(hù)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的平移造成極大的困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種盾構(gòu)機(jī)平移施工結(jié)構(gòu)及平移方法，其在盾構(gòu)機(jī)上直接固定滾輪，代替了托架小車使盾構(gòu)機(jī)平移所需隧道高度降低，避免了對(duì)現(xiàn)有隧道的二次施工，防止支護(hù)結(jié)構(gòu)變化造成的支護(hù)強(qiáng)度下降問題，在不改變現(xiàn)有隧道的情況下解決了盾構(gòu)機(jī)平移的問題，而且施工程序簡單，施工速度較快。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種盾構(gòu)機(jī)平移施工結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括兩根設(shè)置在隧道平移施工段底部的導(dǎo)軌、多個(gè)與所述導(dǎo)軌配合且安裝高度均相同的滾輪和推動(dòng)需平移盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)裝置，所述導(dǎo)軌的長度小于所述平移施工段的長度；所述平移施工段前端與所述導(dǎo)軌的前端之間為滾輪拆除段，所述平移施工段后端與所述導(dǎo)軌的后端之間為滾輪安裝段；

多個(gè)所述滾輪均安裝在所述盾構(gòu)機(jī)的盾體上，所述盾構(gòu)機(jī)的前盾和尾盾均至少設(shè)置有一對(duì)滾輪，所述盾構(gòu)機(jī)的中盾至少設(shè)置有兩對(duì)滾輪，每對(duì)所述滾輪包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置在所述盾體下方左右兩側(cè)的滾輪，兩個(gè)所述滾輪均設(shè)置在所述盾體的同一橫斷面上；

所述驅(qū)動(dòng)裝置包括用于為所述盾構(gòu)機(jī)提供前進(jìn)動(dòng)力的推力機(jī)構(gòu)和為所述推力機(jī)構(gòu)提供反力的反力機(jī)構(gòu)，所述反力機(jī)構(gòu)設(shè)置在隧道底部或?qū)к壣?，所述推力機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述反力機(jī)構(gòu)與所述盾構(gòu)機(jī)之間，所述推力機(jī)構(gòu)的前端與所述盾構(gòu)機(jī)接觸，所述推力機(jī)構(gòu)的后端與所述反力機(jī)構(gòu)接觸。

上述的一種盾構(gòu)機(jī)平移施工結(jié)構(gòu)，其特征在于：每個(gè)所述滾輪的安裝角為α，其中α＝25°～35°；所述安裝角α為所述滾輪的安裝半徑與所述盾體橫截面豎直中軸線的夾角，所述安裝半徑為所述滾輪的安裝位置與所述滾輪所在盾體橫截面圓心的連線。

上述的一種盾構(gòu)機(jī)平移施工結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述滾輪包括輪體、用于安裝輪體的輪軸和用于安裝所述輪軸的輪架，所述輪架由水平頂板和兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置在所述水平頂板左右兩側(cè)的側(cè)板組成，所述輪架通過多個(gè)平行布設(shè)的鋼板固定在所述盾構(gòu)機(jī)的盾體上，多個(gè)所述鋼板均固定在所述水平頂板上，多個(gè)所述鋼板為均直角三角形板。

上述的一種盾構(gòu)機(jī)平移施工結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述盾構(gòu)機(jī)上安裝滾輪的位置處設(shè)置有加固結(jié)構(gòu)。

上述的一種盾構(gòu)機(jī)平移施工結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述盾構(gòu)機(jī)的尾盾設(shè)置一對(duì)滾輪，所述盾構(gòu)機(jī)的中盾設(shè)置有兩對(duì)滾輪，所述盾構(gòu)機(jī)的前盾設(shè)置有一對(duì)或兩對(duì)滾輪；當(dāng)盾構(gòu)機(jī)的直徑d≤8m時(shí)，所述盾構(gòu)機(jī)的前盾設(shè)置有一對(duì)滾輪，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)的直徑d>8m時(shí)，所述盾構(gòu)機(jī)的前盾設(shè)置有兩對(duì)滾輪。

上述的一種盾構(gòu)機(jī)平移施工結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述平移施工段的后方設(shè)置有用于組裝盾構(gòu)機(jī)的組裝臺(tái)，所述平移施工段的前方設(shè)置有盾構(gòu)始發(fā)臺(tái)，所述組裝臺(tái)和盾構(gòu)始發(fā)臺(tái)均為鋼筋混凝土臺(tái)。

上述的一種盾構(gòu)機(jī)平移施工結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述推力機(jī)構(gòu)為千斤頂，所述反力機(jī)構(gòu)為固定在導(dǎo)軌上的夾軌器或設(shè)置在隧道底部的反力結(jié)構(gòu)，所述反力結(jié)構(gòu)為突出結(jié)構(gòu)或凹坑。

一種利用上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)平移的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、確定導(dǎo)軌鋪設(shè)長度：平移施工段內(nèi)導(dǎo)軌的長度l＝l-l1-l2，其中,l為所述平移施工段的長度，l1為所述滾輪安裝段的長度，50cm<l1<100cm，l2為所述滾輪拆除段的長度，50cm<l2<100cm；

步驟二、鋪設(shè)導(dǎo)軌：在所述平移施工段內(nèi)鋪設(shè)導(dǎo)軌，在所述平移施工段后端與導(dǎo)軌后端之間預(yù)留長度為l1的滾輪安裝段，在所述平移施工段前端與導(dǎo)軌前端之間預(yù)留長度為l2的滾輪拆除段；

步驟三、平移盾構(gòu)機(jī)：將盾構(gòu)機(jī)組裝完成后，利用所述驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)組裝好的盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行平移施工；

步驟301、將盾構(gòu)機(jī)平移至導(dǎo)軌上：使用所述推力機(jī)構(gòu)和固定在隧道底部的所述反力機(jī)構(gòu)將需平移盾構(gòu)機(jī)平移至導(dǎo)軌上；當(dāng)?shù)谝粚?duì)所述滾輪的預(yù)設(shè)安裝位置平移至滾輪安裝段時(shí)，將所述滾輪固定安裝在所述預(yù)設(shè)安裝位置，然后向前繼續(xù)平移，將多對(duì)所述滾輪逐個(gè)先后固定在所述盾構(gòu)機(jī)上各自的預(yù)設(shè)安裝位置處，直至盾構(gòu)機(jī)平移至導(dǎo)軌上；

步驟302、盾構(gòu)機(jī)在導(dǎo)軌上進(jìn)行平移：使用所述推力機(jī)構(gòu)和固定在導(dǎo)軌上的所述反力機(jī)構(gòu)將所述盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行平移；

步驟303、將盾構(gòu)機(jī)平移至盾構(gòu)始發(fā)臺(tái)上：使用所述推力機(jī)構(gòu)和固定在導(dǎo)軌上的所述反力機(jī)構(gòu)將所述盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行平移；當(dāng)?shù)谝粚?duì)所述滾輪平移至滾輪拆除段時(shí)，先將所述盾構(gòu)機(jī)停下，然后將第一對(duì)所述滾輪從所述盾構(gòu)機(jī)的盾體上拆除，然后繼續(xù)平移，將多對(duì)滾輪逐個(gè)先后拆除，直至所述盾構(gòu)機(jī)平移至盾構(gòu)始發(fā)臺(tái)上，完成平移。

上述的一種盾構(gòu)機(jī)平移方法，其特征在于：所述滾輪包括輪體、用于安裝輪體的輪軸和用于安裝所述輪軸的輪架，所述輪架由水平頂板和兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置在所述水平頂板左右兩側(cè)的側(cè)板組成，所述輪架通過多個(gè)平行布設(shè)的鋼板固定在所述盾構(gòu)機(jī)的盾體上，多個(gè)所述鋼板為均直角三角形板；

所述推力機(jī)構(gòu)為千斤頂，所述反力機(jī)構(gòu)為固定在導(dǎo)軌上的夾軌器或設(shè)置在隧道底部的反力結(jié)構(gòu)，所述反力結(jié)構(gòu)為突出結(jié)構(gòu)或凹坑，所述千斤頂后端支頂在所述夾軌器的前端面上，所述千斤頂?shù)那岸酥ы斣谒鰸L輪的輪架上，步驟302中在導(dǎo)軌上平移盾構(gòu)機(jī)，具體步驟如下：

步驟a、選取推動(dòng)輪，選取所述盾構(gòu)機(jī)上最后一對(duì)滾輪為推動(dòng)輪；

步驟b、固定夾軌器：在兩個(gè)所述推動(dòng)輪正后方的兩根所述導(dǎo)軌上分別固定所述夾軌器，所述夾軌器與對(duì)應(yīng)所述推動(dòng)輪之間的距離小于千斤頂?shù)淖畲蠊ぷ餍谐蹋凰鰥A軌器固定好后，將所述千斤頂安裝在所述夾軌器與所述推動(dòng)輪之間；

步驟c、推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)：控制兩個(gè)所述千斤頂同時(shí)推動(dòng)所述盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)；

步驟d、判斷所述盾構(gòu)機(jī)是否進(jìn)入滾輪拆除段，所述盾構(gòu)機(jī)前端是否位于滾輪拆除段內(nèi)，當(dāng)所述盾構(gòu)機(jī)前端位于滾輪拆除段內(nèi)時(shí)，則執(zhí)行步驟303；否則，將兩個(gè)所述千斤頂和兩個(gè)所述夾軌器均拆卸，并將夾軌器在所述導(dǎo)軌上向前移動(dòng)且移動(dòng)的距離不少于步驟b中前進(jìn)的距離，然后執(zhí)行步驟b。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明通過設(shè)置滾輪，代替了托架小車，使盾構(gòu)機(jī)平移所需隧道高度降低，避免了對(duì)現(xiàn)有隧道的二次施工，防止增加施工步驟，延長施工時(shí)間，能夠在不改變現(xiàn)有隧道的情況下進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)平移。

2、本發(fā)明設(shè)置有滾輪安裝段和滾輪拆除段，有效利用導(dǎo)軌分別與組裝臺(tái)和盾構(gòu)始發(fā)臺(tái)的間隙對(duì)滾輪進(jìn)行安裝和拆除，避免了為滾輪安裝設(shè)置特定的支架，節(jié)省了施工結(jié)構(gòu)，簡化了施工程序。

3、本發(fā)明通過采用推力機(jī)構(gòu)和反力機(jī)構(gòu)，通過推力機(jī)構(gòu)和反力機(jī)構(gòu)的配合推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行平移，相較于拉動(dòng)的方式更加節(jié)省空間，更容易施工。

綜上所述，本發(fā)明在盾構(gòu)機(jī)上直接固定滾輪，代替了托架小車使盾構(gòu)機(jī)平移所需隧道高度降低，避免了對(duì)現(xiàn)有隧道的二次施工，防止增加施工步驟，延長施工時(shí)間，能夠在不改變現(xiàn)有隧道的情況下進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)平移，而且施工程序簡單，速度快。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中使用托架小車平移盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明滾輪安裝段的結(jié)構(gòu)位置示意圖。

圖3為本發(fā)明滾輪拆除段的結(jié)構(gòu)位置示意圖。

圖4為圖2的左視圖。

圖5為圖4的a處放大圖。

圖6為本發(fā)明滾輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明滾輪、千斤頂和夾軌器的連接位置示意圖。

圖8為本發(fā)明平移方法的方法流程圖。

附圖標(biāo)記說明:

1—導(dǎo)軌；2—滾輪；2-1—輪體；

2-2—輪軸；2-3—輪架；3—鋼板；

4—前盾；5—中盾；6—尾盾；

7—組裝臺(tái)；8—夾軌器；9—千斤頂；

10—盾構(gòu)始發(fā)臺(tái)；11—托架小車；12—滾輪安裝段；

13—滾輪拆除段。

具體實(shí)施方式

如圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明包括兩根設(shè)置在隧道平移施工段底部的導(dǎo)軌1、多個(gè)與所述導(dǎo)軌1配合且安裝高度均相同的滾輪2和推動(dòng)需平移盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)裝置，所述導(dǎo)軌1的長度小于所述平移施工段的長度；所述平移施工段前端與所述導(dǎo)軌1的前端之間為滾輪拆除段13，所述平移施工段后端與所述導(dǎo)軌1的后端之間為滾輪安裝段12；

多個(gè)所述滾輪2的安裝高度相同，保證了多個(gè)所述滾輪2的安裝位置在同一平面上，對(duì)于結(jié)構(gòu)和尺寸均相同的多個(gè)所述滾輪2，可以保證多個(gè)所述滾輪2均能在導(dǎo)軌1上與導(dǎo)軌1配合移動(dòng)，避免了由于滾輪2高度不一造成滾輪2受力不均勻，在使用的過程中有較大的安全隱患。

滾輪2固定在盾構(gòu)機(jī)上，盾構(gòu)機(jī)本身沒有固定滾輪2的結(jié)構(gòu)，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)組裝完成后，需要安裝滾輪2，但是滾輪2安裝需要一定高度的空間，所以在導(dǎo)軌1的后端與所述平移施工段后端為滾輪安裝段12，所述平移施工段前端與所述導(dǎo)軌1的前端之間為滾輪拆除段13，所述滾輪安裝段12和滾輪拆除段13為沒有設(shè)置導(dǎo)軌1的小段，巧妙利用了導(dǎo)軌1所占空間，將導(dǎo)軌1去掉一段用來安裝和拆卸滾輪2。

多個(gè)所述滾輪2均安裝在所述盾構(gòu)機(jī)的盾體上，所述盾構(gòu)機(jī)的前盾4和尾盾6均至少設(shè)置有一對(duì)滾輪2，所述盾構(gòu)機(jī)的中盾5至少設(shè)置有兩對(duì)滾輪2，每對(duì)所述滾輪2包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置在所述盾體下方左右兩側(cè)的滾輪2，兩個(gè)所述滾輪2均設(shè)置在所述盾體的同一橫斷面上；

所述滾輪2具有獨(dú)立的轉(zhuǎn)軸，彼此之間不互相連接，這樣可以有效降低所述盾構(gòu)機(jī)的頂端與地面之間的距離h，使h<h，所述盾構(gòu)機(jī)便可以在高度為h的隧道內(nèi)進(jìn)行平移。

所述滾輪2的數(shù)量根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的規(guī)格確定，盾構(gòu)機(jī)直徑越大，在相同長度內(nèi)的質(zhì)量更高，在平移時(shí)對(duì)滾輪2產(chǎn)生的壓力更大，所以針對(duì)不同直徑的盾構(gòu)機(jī)采用不同數(shù)量的滾輪2，直徑越大采用的滾輪2的數(shù)量越多。根據(jù)盾構(gòu)機(jī)本身的特點(diǎn)，前盾4長度較短，質(zhì)量較大，至少采用一對(duì)滾輪2，且該滾輪2首先考慮設(shè)置在土倉外壁，由于土倉內(nèi)部有壓力，土倉壁通常擁有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，所以首先考慮土倉外壁；中盾5長度較長，質(zhì)量較大，一般需要設(shè)置至少兩對(duì)滾輪2，以保證穩(wěn)定性，避免在平移過程中發(fā)生事故；尾盾6雖然最長，但質(zhì)量輕，一般情況設(shè)置一對(duì)滾輪2便可以保證運(yùn)行，該滾輪2優(yōu)先設(shè)置在尾盾6的中點(diǎn)位置處，在布置滾輪2時(shí)，根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的質(zhì)量分布決定相鄰滾輪2的距離，質(zhì)量分布越密集，單位長度的質(zhì)量越高，相鄰滾輪2的距離越短，在盾構(gòu)機(jī)質(zhì)量分布差別不大的情況下，盡量保證所有的滾輪2均勻布設(shè)在盾構(gòu)機(jī)上。

所述驅(qū)動(dòng)裝置包括用于為所述盾構(gòu)機(jī)提供前進(jìn)動(dòng)力的推力機(jī)構(gòu)和為所述推力機(jī)構(gòu)提供反力的反力機(jī)構(gòu)，所述反力機(jī)構(gòu)設(shè)置在隧道底部或?qū)к?上，所述推力機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述反力機(jī)構(gòu)與所述盾構(gòu)機(jī)之間，所述推力機(jī)構(gòu)的前端與所述盾構(gòu)機(jī)接觸，所述推力機(jī)構(gòu)的后端與所述反力機(jī)構(gòu)接觸。

所述驅(qū)動(dòng)裝置采用推動(dòng)的方式，工作穩(wěn)定，安全性高，所述推力機(jī)構(gòu)沿導(dǎo)軌1長度方向布設(shè)，目的在于對(duì)所述盾構(gòu)機(jī)施加水平推力，避免產(chǎn)生豎直分力，造成同等大小的推力做功減少的情況。

本實(shí)施例中，每個(gè)所述滾輪2的安裝角為α，其中α＝25°～35°；所述安裝角α為所述滾輪2的安裝半徑與所述盾體橫截面豎直中軸線的夾角，所述安裝半徑為所述滾輪2的安裝位置與所述滾輪2所在盾體橫截面圓心的連線。

若α過小，會(huì)造成所述盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，所述盾構(gòu)機(jī)在平移過程中會(huì)容易發(fā)生側(cè)翻，α角度越小，盾構(gòu)機(jī)發(fā)生側(cè)翻的可能性越大，若α過大，會(huì)造成滾輪2的安裝高度過高，影響滾輪2的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在盾構(gòu)機(jī)平移過程中有可能造成滾輪2變形甚至斷裂，α角度越大，滾輪2的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越弱，發(fā)生變形的可能性越大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得知，三角形結(jié)構(gòu)在正三角形時(shí)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最高，所以設(shè)定α＝25°～35°，在本實(shí)施例中，α＝30°。

如圖5和圖6所示，本實(shí)施例中，所述滾輪2包括輪體2-1、用于安裝輪體2-1的輪軸2-2和用于安裝所述輪軸2-2的輪架2-3，所述輪架2-3由水平頂板和兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置在所述水平頂板左右兩側(cè)的側(cè)板組成，所述輪架2-3通過多個(gè)平行布設(shè)的鋼板3固定在所述盾構(gòu)機(jī)的盾體上，多個(gè)所述鋼板3均固定在所述水平頂板上，多個(gè)所述鋼板3為均直角三角形板。

本實(shí)施例中，在所述輪體2-1內(nèi)側(cè)設(shè)置有凸沿，通過凸沿與導(dǎo)軌1的相互作用為所述輪體2-1提供一個(gè)水平方向上從外向內(nèi)的力，如此設(shè)計(jì)可以減少滾輪2對(duì)導(dǎo)軌1的作用力，減小滾輪2與導(dǎo)軌1的摩擦，也降低了導(dǎo)軌1被滾輪2擠壓變形的可能性。

本實(shí)施例中，對(duì)滾輪2進(jìn)行提前預(yù)制，在預(yù)制所述滾輪2之前，根據(jù)盾構(gòu)機(jī)質(zhì)量m確定單個(gè)滾輪2能承受的最大質(zhì)量，單個(gè)滾輪2能承受的最大質(zhì)量其中n為滾輪2的計(jì)算數(shù)量，同時(shí)需要考慮在平移過程中出現(xiàn)的各種情況，由于導(dǎo)軌1變形或者地基不穩(wěn)造成的滾輪2懸空，會(huì)造成滾輪2受力變大的情況，在考慮滾輪2的強(qiáng)度時(shí)，設(shè)想盾構(gòu)機(jī)發(fā)生側(cè)翻時(shí)只使用一半數(shù)量的滾輪2，取其中n為所述盾構(gòu)機(jī)上實(shí)際安裝的滾輪2的個(gè)數(shù)。本實(shí)施例中的盾構(gòu)機(jī)直徑d＝6m,盾構(gòu)機(jī)質(zhì)量m＝340t,設(shè)置4對(duì)滾輪2,考慮最少四個(gè)滾輪2受力,單個(gè)滾輪2能承受的最大質(zhì)量m＝130t。

所述鋼板3的結(jié)構(gòu)可以是扇形等多種規(guī)則圖形，也可以是不規(guī)則圖形，能將滾輪2與所述盾構(gòu)機(jī)外壁有效連接便可采用，所述鋼板3的材料也是多種多樣，能夠保證滾輪2的連接強(qiáng)度便可采用，所述鋼板3為直角三角形鋼板，便于取得和加工，鋼板材是工程施工中最為常見的幾種材料之一，極易獲得，鋼板材大都為矩形，直角是比較常見的鋼板材結(jié)構(gòu)，所以采用直角三角形結(jié)構(gòu)，所述直角三角形鋼板在使用時(shí)，斜邊焊接在盾構(gòu)機(jī)上，水平的直角邊與滾輪2焊接。

所述鋼板3的數(shù)量越多滾輪2與盾構(gòu)機(jī)的連接強(qiáng)度越大，但是施工程序越多，施工時(shí)間也會(huì)更長，所述鋼板3的數(shù)量越少，越節(jié)省材料，施工時(shí)間越短，但是滾輪2與盾構(gòu)機(jī)的強(qiáng)度越小，盾構(gòu)機(jī)的規(guī)格越大和質(zhì)量越重，所需要的鋼板3越多。所述滾輪2受力方向?yàn)閺亩軜?gòu)機(jī)圓心指向該滾輪2的安裝位置處，對(duì)滾輪2進(jìn)行受力分析，滾輪2承受豎直向下和水平方向上從圓心向外的力，在預(yù)制所述滾輪2時(shí)，根據(jù)其受力情況設(shè)計(jì)滾輪2的結(jié)構(gòu)，滾輪2的滾輪架2-3的結(jié)構(gòu)不受限制，但必須保證能夠滿足滾輪2的強(qiáng)度要求，而且需滿足與所述，在這里使用三張所述鋼板3的原因是結(jié)構(gòu)簡單易于取得和加工，省時(shí)省工省成本。

本實(shí)施例中單個(gè)滾輪2承受的最大質(zhì)量m＝130t,設(shè)置三張所述鋼板3可以滿足，所述直角三角形鋼板的較小的銳角為β，其中β＝α，可以保證所述直角三角形鋼板的斜邊與滾輪2的受力方向垂直，可以有效將盾構(gòu)機(jī)的壓力傳遞給滾輪2，避免鋼板3自身受力過大造成變形。

本實(shí)施例中，所述盾構(gòu)機(jī)上安裝滾輪2的位置處設(shè)置有加固結(jié)構(gòu)。

所述滾輪2固定安裝在所述盾構(gòu)機(jī)的盾體上，所述盾構(gòu)機(jī)上安裝滾輪2的位置處設(shè)置有盾體加固結(jié)構(gòu)，由于所述盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在差異，有的盾體位置內(nèi)部薄弱，在固定滾輪2時(shí)會(huì)造成盾體外壁強(qiáng)度發(fā)生變化，在所述盾構(gòu)機(jī)平移過程中，可能導(dǎo)致盾體變形或者凹陷，在盾體內(nèi)部設(shè)置加固結(jié)構(gòu)，可以增加盾構(gòu)機(jī)的強(qiáng)度，可以有效防止盾體變形。

本實(shí)施例中，所述盾構(gòu)機(jī)的尾盾6設(shè)置一對(duì)滾輪2，所述盾構(gòu)機(jī)的中盾5設(shè)置有兩對(duì)滾輪2，所述盾構(gòu)機(jī)的前盾4設(shè)置有一對(duì)或兩對(duì)滾輪2；當(dāng)盾構(gòu)機(jī)的直徑d≤8m時(shí)，所述盾構(gòu)機(jī)的前盾4設(shè)置有一對(duì)滾輪2，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)的直徑d>8m時(shí)，所述盾構(gòu)機(jī)的前盾4設(shè)置有兩對(duì)滾輪2。

一般情況，盾構(gòu)機(jī)按照直徑劃分為微型盾構(gòu)機(jī)、小型盾構(gòu)機(jī)、中型盾構(gòu)機(jī)、大型盾構(gòu)機(jī)和超大型盾構(gòu)機(jī)，大型盾構(gòu)機(jī)的直徑一般為6m～14m，直徑超過14m為超大型盾構(gòu)機(jī)，本發(fā)明中，對(duì)一般使用的盾構(gòu)機(jī)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)保證強(qiáng)度的前提下以直徑為8m為界限，直徑小于等于8m的采用四對(duì)滾輪2，直徑大于8m的采用五對(duì)滾輪2。

需要說明的是，為了保證盾構(gòu)機(jī)正常平移，對(duì)于直徑超過14m的超大型盾構(gòu)機(jī)，需要對(duì)其質(zhì)量分布進(jìn)行分析，在五對(duì)滾輪2的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整滾輪2位置或增加滾輪2數(shù)量。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)質(zhì)量和直徑較大時(shí)，一般在前盾4與刀盤處，添加一對(duì)滾輪對(duì)質(zhì)量較大的刀盤進(jìn)行支撐，防止刀盤過重，在盾構(gòu)機(jī)平移過程中，會(huì)造成安全事故；在中盾5處，若兩對(duì)所述滾輪2的設(shè)置位置處的中盾5盾體內(nèi)部無支撐結(jié)構(gòu)，則將滾輪2的設(shè)置位置調(diào)整至該處±25cm內(nèi)盾體內(nèi)部有支撐結(jié)構(gòu)的位置處，若該處±25cm內(nèi)盾體內(nèi)部均未設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，則在該處的盾體內(nèi)部人工設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)；尾盾6在選擇滾輪安裝位置時(shí)與中盾5的選擇方式相同，若所述滾輪2的設(shè)置位置處的盾體內(nèi)部無支撐結(jié)構(gòu)，則將滾輪2的設(shè)置位置調(diào)整至該處±25cm內(nèi)盾體內(nèi)部有支撐結(jié)構(gòu)的位置處，若該處±25cm內(nèi)盾體內(nèi)部均未設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，則在該處的盾體內(nèi)部人工設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例的盾構(gòu)機(jī)采用型號(hào)為dz042土壓平衡盾構(gòu)機(jī),直徑d＝6m<8m，屬于常見規(guī)格中較小的尺寸，采用四對(duì)滾輪2，根據(jù)滾輪2的布設(shè)位置的原則，確定前盾4在土倉外壁設(shè)置有第一對(duì)滾輪2，中盾5布設(shè)有第二對(duì)滾輪2和第三對(duì)滾輪2，尾盾6在中點(diǎn)位置設(shè)置有第四對(duì)滾輪2。

本實(shí)施例中，所述平移施工段的后方設(shè)置有用于組裝盾構(gòu)機(jī)的組裝臺(tái)7，所述平移施工段的前方設(shè)置有盾構(gòu)始發(fā)臺(tái)10，所述組裝臺(tái)7和盾構(gòu)始發(fā)臺(tái)10均為鋼筋混凝土臺(tái)。

所述組裝臺(tái)7和盾構(gòu)始發(fā)臺(tái)10可以為可移動(dòng)的托架也可以為不可移動(dòng)的平臺(tái)，本實(shí)施例中，由于考慮到隧道內(nèi)高度較小，采用托架需要拆卸和組裝，需要較大的空間，所以采用鋼筋混凝土臺(tái)的方式施工組裝臺(tái)7和盾構(gòu)始發(fā)臺(tái)10，施工簡單，所需空間小，穩(wěn)定性較高。

如圖7所示，本實(shí)施例中，所述推力機(jī)構(gòu)為千斤頂9，所述反力機(jī)構(gòu)為固定在導(dǎo)軌1上的夾軌器8或設(shè)置在隧道底部的反力結(jié)構(gòu)，所述反力結(jié)構(gòu)為突出結(jié)構(gòu)或凹坑。

所述千斤頂9為常見的驅(qū)動(dòng)裝置，千斤頂9可以是手動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)或者電動(dòng)，在本實(shí)施例中，采取液壓驅(qū)動(dòng)的液壓油頂，所述夾軌器8配合導(dǎo)軌1使用，可以根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的位置調(diào)整反力點(diǎn)的位置，從而使用千斤頂9逐段對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行推動(dòng)，所述千斤頂9可以配合所述夾軌器8使用，也可以配合隧道底部的突出結(jié)構(gòu)或凹坑結(jié)構(gòu)配合使用。

如圖8所示，本實(shí)施例中，一種利用上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)平移的施工方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、確定導(dǎo)軌鋪設(shè)長度：平移施工段內(nèi)導(dǎo)軌1的長度l＝l-l1-l2，其中,l為所述平移施工段的長度，l1為所述滾輪安裝段12的長度，50cm<l1<100cm，l2為所述滾輪拆除段13的長度，50cm<l2<100cm；

步驟二、鋪設(shè)導(dǎo)軌：在所述平移施工段內(nèi)鋪設(shè)導(dǎo)軌1，在所述平移施工段后端與導(dǎo)軌1后端之間預(yù)留長度為l1的滾輪安裝段12，在所述平移施工段前端與導(dǎo)軌1前端之間預(yù)留長度為l2的滾輪拆除段13；

步驟三、平移盾構(gòu)機(jī)：將盾構(gòu)機(jī)組裝完成后，利用所述驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)組裝好的盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行平移施工；

步驟301、將盾構(gòu)機(jī)平移至導(dǎo)軌上：使用所述推力機(jī)構(gòu)和固定在隧道底部的所述反力機(jī)構(gòu)將需平移盾構(gòu)機(jī)平移至導(dǎo)軌1上；當(dāng)?shù)谝粚?duì)所述滾輪2的預(yù)設(shè)安裝位置平移至滾輪安裝段12時(shí)，將所述滾輪2固定安裝在所述預(yù)設(shè)安裝位置，然后向前繼續(xù)平移，將多對(duì)所述滾輪2逐個(gè)先后固定在所述盾構(gòu)機(jī)上各自的預(yù)設(shè)安裝位置處，直至盾構(gòu)機(jī)平移至導(dǎo)軌1上；

步驟302、盾構(gòu)機(jī)在導(dǎo)軌上進(jìn)行平移：使用所述推力機(jī)構(gòu)和固定在導(dǎo)軌1上的所述反力機(jī)構(gòu)將所述盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行平移；

步驟303、將盾構(gòu)機(jī)平移至盾構(gòu)始發(fā)臺(tái)上：使用所述推力機(jī)構(gòu)和固定在導(dǎo)軌1上的所述反力機(jī)構(gòu)將所述盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行平移；當(dāng)?shù)谝粚?duì)所述滾輪2平移至滾輪拆除段13時(shí)，先將所述盾構(gòu)機(jī)停下，然后將第一對(duì)所述滾輪2從所述盾構(gòu)機(jī)的盾體上拆除，然后繼續(xù)平移，將多對(duì)滾輪2逐個(gè)先后拆除，直至所述盾構(gòu)機(jī)平移至盾構(gòu)始發(fā)臺(tái)10上，完成平移。

本實(shí)施例中，所述滾輪2包括輪體2-1、用于安裝所述輪體2-1的輪軸2-2和用于安裝所述輪軸2-2的輪架2-3，所述輪架2-3由水平頂板和兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置在所述水平頂板左右兩側(cè)的側(cè)板組成，所述輪架2-3通過多個(gè)平行布設(shè)的鋼板3固定在所述盾構(gòu)機(jī)的盾體上，多個(gè)所述鋼板3為均直角三角形板；

所述推力機(jī)構(gòu)為千斤頂9，所述反力機(jī)構(gòu)為固定在導(dǎo)軌1上的夾軌器8或設(shè)置在隧道底部的反力結(jié)構(gòu)，所述反力結(jié)構(gòu)為突出結(jié)構(gòu)或凹坑，所述千斤頂9后端支頂在所述夾軌器8的前端面上，所述千斤頂9的前端支頂在所述滾輪2的輪架2-3上，步驟302中在導(dǎo)軌1上平移盾構(gòu)機(jī)，具體步驟如下：

步驟a、選取推動(dòng)輪，選取所述盾構(gòu)機(jī)上最后一對(duì)滾輪2為推動(dòng)輪；

步驟b、固定夾軌器：在兩個(gè)所述推動(dòng)輪正后方的兩根所述導(dǎo)軌1上分別固定所述夾軌器8，所述夾軌器8與對(duì)應(yīng)所述推動(dòng)輪之間的距離小于千斤頂9的最大工作行程；所述夾軌器8固定好后，將所述千斤頂9安裝在所述夾軌器8與所述推動(dòng)輪之間；

步驟c、推動(dòng)盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)：控制兩個(gè)所述千斤頂9同時(shí)推動(dòng)所述盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)；

步驟d、判斷所述盾構(gòu)機(jī)是否進(jìn)入滾輪拆除段13，所述盾構(gòu)機(jī)前端是否位于滾輪拆除段13內(nèi)，當(dāng)所述盾構(gòu)機(jī)前端位于滾輪拆除段13內(nèi)時(shí)，則執(zhí)行步驟303；否則，將兩個(gè)所述千斤頂9和兩個(gè)所述夾軌器8均拆卸，并將夾軌器8在所述導(dǎo)軌1上向前移動(dòng)且移動(dòng)的距離不少于步驟b中前進(jìn)的距離，然后執(zhí)行步驟b。

所述盾構(gòu)機(jī)完全落在導(dǎo)軌1上后，便需要采用所述千斤頂9和所述夾軌器8相配合的方式進(jìn)行所述盾構(gòu)機(jī)的平移工作，有的千斤頂9的行程較長，可以滿足一次將所述盾構(gòu)機(jī)平移至進(jìn)入所述滾輪拆除段13，有的千斤頂9行程較短，無法一次將所述盾構(gòu)機(jī)平移至進(jìn)入所述滾輪拆除段13，則需要將所述夾軌器8進(jìn)行移動(dòng)，重復(fù)之前的平移所述盾構(gòu)機(jī)的動(dòng)作。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。