本發(fā)明涉及的是一種用于地下建筑的頂板掘進(jìn)裝置，屬于土木工程基礎(chǔ)施工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有頂管法施工，用支承于基坑后座上的液壓千斤頂將管節(jié)壓入土層中，同時(shí)挖除并運(yùn)走管節(jié)正面的泥土。當(dāng)?shù)谝还?jié)管節(jié)全部頂入土層后，接著將第二節(jié)管接在后面繼續(xù)頂進(jìn)，管節(jié)依次頂入，形成涵管，其管節(jié)輪廓為涵管輪廓，截面尺寸大，施工時(shí)頂推力大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出的是一種用于地下建筑的頂板掘進(jìn)裝置，其目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，其主要優(yōu)點(diǎn)：1）第一節(jié)板的頭部是挖掘裝置的挖掘面，挖掘的巖土隨鏈刀帶至工作井內(nèi)，板推頂?shù)轿缓笤偾宄砂逍纬傻那惑w內(nèi)的巖土，施工簡單；2）每塊板都配套挖掘裝置，可以分別頂進(jìn)挖掘，頂進(jìn)頂推力小。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：將組成地下建筑的板在平行于掘進(jìn)方向分成若干組，施工時(shí)分別頂進(jìn)；每組板施工時(shí)包括挖掘裝置、前端軌道、側(cè)面軌道和尾部頂進(jìn)裝置；挖掘裝置由傳動裝置和鏈刀組成，傳動裝置由驅(qū)動裝置和鏈輪組成，鏈刀由鏈條和固定于鏈條上的刀具組成；施工時(shí)前端軌道和側(cè)面軌道上運(yùn)行有挖掘巖土的鏈刀，前端軌道的背部與板的前端連接成一體；尾部頂進(jìn)裝置和驅(qū)動裝置安裝在施工井內(nèi)；側(cè)面軌道的背部與板的側(cè)面連接成一體，側(cè)面軌道的前端與前端軌道的兩端相連，側(cè)面軌道的尾端與傳動裝置相連；施工時(shí)安裝在工作井內(nèi)的驅(qū)動裝置驅(qū)動鏈刀，鏈刀沿著軌道運(yùn)行，前端軌道上的鏈刀挖掘板前端的巖土，通過側(cè)面軌道向后運(yùn)行的鏈刀將已挖掘的板前端的巖土帶至后方，挖掘裝置內(nèi)設(shè)有泥漿管路，管路的端部是噴嘴。

側(cè)面軌道是板的組成部分，每組板是分塊預(yù)制的。

鏈刀的鏈條中心線是空間曲線；鏈刀是在工作井內(nèi)更換鏈條上的刀具的，以適應(yīng)不同地質(zhì)條件；鏈刀在寬度方向?yàn)槎嗯沛湹?，多排鏈刀根?jù)需要進(jìn)行同時(shí)挖掘或分別挖掘；組成鏈刀的鏈條是廣義的鏈條，包括履帶、繩索和柔性帶。

頂板施工法包括如下步驟：

1）挖掘工作井，搭建作業(yè)平臺；

2）將第一塊板和前端軌道連接并蹲位；

3）安裝側(cè)面軌道；

4）在軌道上安裝鏈刀；

5）安裝驅(qū)動裝置、鏈輪組成的傳動裝置，形成挖掘裝置；

6）安裝頂進(jìn)裝置；

7）驅(qū)動鏈刀，前端軌道上的鏈刀挖掘前方的巖土，并將其帶至后方，頂進(jìn)裝置頂推板的尾端或頂推傳動裝置，傳動裝置再頂推板的尾端，板向前運(yùn)行；

8）第一塊頂推至設(shè)定距離后，頂進(jìn)裝置縮回，臨時(shí)拆除傳動裝置，放下第二塊板，將第二塊板的頭部與第一塊板的尾部相連；

9）安裝第二塊板軌道上的鏈刀和傳動裝置形成挖掘裝置，鏈刀挖掘第一塊板前方的巖土，頂進(jìn)裝置頂推板的尾端或頂推驅(qū)動裝置，板向前運(yùn)動；

10）重復(fù)上述動作，完成全部板的施工；

2）、3）、4）、5）和6）動作不分先后。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：第一節(jié)板的頭部是挖掘裝置的挖掘面，挖掘的巖土隨鏈刀帶至工作井內(nèi)，板推頂?shù)轿缓笤偾宄砂逍纬傻那惑w內(nèi)的巖土，施工簡單；每塊板都配套挖掘裝置，可以分別頂進(jìn)挖掘，頂進(jìn)頂推力小。

附圖說明

圖1是掘進(jìn)裝置在工作井7內(nèi)的施工示意圖，也是組成掘進(jìn)裝置的挖掘裝置1、前端軌道2、側(cè)面軌道3、頂進(jìn)裝置4、鏈刀5和板6-1的結(jié)構(gòu)示意圖，也是挖掘裝置1在挖掘巖土的同時(shí)，頂進(jìn)裝置4把一塊板6-1推頂?shù)轿坏氖疽鈭D；

圖2是圖1 的A向視圖，也是由傳動裝置1-1和鏈刀5組成的挖掘裝置1的結(jié)構(gòu)示意圖；也是由驅(qū)動裝置1-1-1、張緊裝置1-1-2和鏈輪1-1-3組成的傳動裝置1-1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是平行于掘進(jìn)方向分成四塊板6-1分別頂進(jìn)，每塊板包括挖掘裝置1、前端軌道2、側(cè)面軌道3和頂進(jìn)裝置4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3的A向視圖，也是四塊板6-1相互嵌入連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖3的B-B視圖,也是頭部前端軌道2上的泥漿管路2-1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖3的C-C視圖，也是外嵌的側(cè)面軌道3-1和內(nèi)嵌的側(cè)面軌道3-2的結(jié)構(gòu)示意圖；也是側(cè)面軌道3上的泥漿管路3-3結(jié)構(gòu)示意圖，也是一字型板6-1相互嵌入的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是鏈刀5的結(jié)構(gòu)示意圖，（a）是鏈條5-1和刀具5-2的結(jié)構(gòu)示意圖，也是由A十字節(jié)5-1-1和B十字節(jié)5-1-2組成的鏈條5-1的十字節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；也是鏈條5-1實(shí)現(xiàn)空間彎曲的結(jié)構(gòu)示意圖。（b）是鏈刀5由柔性帶5-1B和刀具5-2B組成的結(jié)構(gòu)示意圖；也是柔性帶5-1B和刀具5-2B的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是在工作井7內(nèi)放入第一段的四塊板6-1的狀態(tài)示意圖，也是安裝頂進(jìn)裝置4、側(cè)面軌道3、傳動裝置1-1和鏈刀5形成挖掘裝置1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是圖8的下一步工序狀態(tài)圖，也是頂進(jìn)裝置4按設(shè)定的順序先頂進(jìn)左側(cè)和中間上下位置的三塊板6-1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是圖9的下一步工序狀態(tài)圖，也是后部裝置4的頂進(jìn)裝置4-1按設(shè)定的順序頂進(jìn)右側(cè)板6-1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是圖10的下一步工序狀態(tài)圖，頂進(jìn)裝置4縮回，斷開鏈刀5的鏈條5-1，挖掘裝置1的傳動裝置1-1也縮回，放入第二段位置的四塊板6-1的狀態(tài)示意圖，也是板6-1是分段預(yù)制的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是圖11的下一步工序狀態(tài)圖，也是安裝板6-1和連接鏈條5-1的狀態(tài)示意圖，把第二段位置的四塊板6-1與第一段位置的四塊板6-1分別對應(yīng)連接固定，安裝側(cè)面軌道3，再連接鏈刀5的鏈條5-1，驅(qū)動鏈條5-1，鏈刀5挖掘頭部投影部分的環(huán)狀巖土，并將其帶至后方，頂進(jìn)裝置4頂推板6-1，板6-1向前運(yùn)行；

圖13是圖12的下一步工作工序狀態(tài)圖，設(shè)定的順序先頂進(jìn)第二段位置右側(cè)的板6-1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是圖13的下一步工作工序狀態(tài)圖，也是按設(shè)定的順序循環(huán)逐漸頂進(jìn)第二段位置的其他三塊板6-1的狀態(tài)示意圖；

圖15是圖14的A-A視圖，也是板6-1邊頂進(jìn)，后面若干塊板6-1形成的封閉區(qū)域內(nèi)邊清除巖土的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16是地下建筑截面為兩塊L形板6-2相互嵌入式結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖17是地下建筑截面為U形板6-3與一字形板6-1相互嵌入式結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖18是掘進(jìn)裝置1的底部鏈刀軌道和側(cè)面鏈刀軌道的結(jié)構(gòu)示意圖，軌道的類型包括A1、A2、B、C和D 共5種，其中A1、A2是凹型，B是平面型，C是凸型；

圖19是D為縱向多排軌道錯開成錐型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖20是掘進(jìn)裝置1的D型軌道和多排鏈刀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中的1是頂板掘進(jìn)裝置的挖掘裝置，由傳動裝置1-1和鏈刀5組成；1-1是挖掘裝置1的傳動裝置，由驅(qū)動裝置1-1-1、張緊裝置1-1-2和鏈輪1-1-3組成；1-1-1是傳動裝置1-1的驅(qū)動裝置；1-1-2是傳動裝置1-1的張緊裝置；1-1-3是傳動裝置1-1的鏈輪；2是掘進(jìn)裝置的頭部前端軌道；2-1是軌道2上的泥漿管路；3是掘進(jìn)裝置的側(cè)面軌道；3-1是外嵌的側(cè)面軌道；3-2是內(nèi)嵌的側(cè)面軌道；3-3是側(cè)面軌道3上的泥漿管路；3-4是底部帶刃角的的側(cè)面罩；4是掘進(jìn)裝置的頂進(jìn)裝置；5是組成挖掘裝置1的鏈刀；5-1是組成鏈刀5的鏈條，包括履帶、繩索和柔性帶；5-1-1是組成鏈條十字節(jié)的A十字節(jié)；5-1-2是組成鏈條十字節(jié)的B十字節(jié)；5-1B是組成鏈刀5的柔性帶；5-2是固定在鏈條5-1上的挖掘巖土的刀具；5-2B是固定在柔性帶5-1B上的挖掘巖土的刀具；6是掘進(jìn)裝置的板；6-1是一字形板；6-2是L形板；6-3是U形板。

具體實(shí)施方式

一種用于地下建筑的頂板掘進(jìn)裝置是將組成地下建筑的板在平行于掘進(jìn)方向分成若干組，施工時(shí)分別頂進(jìn)；每組板施工時(shí)包括挖掘裝置、前端軌道、側(cè)面軌道和尾部頂進(jìn)裝置；挖掘裝置由傳動裝置和鏈刀組成，傳動裝置由驅(qū)動裝置和鏈輪組成，鏈刀由鏈條和固定于鏈條上的刀具組成；施工時(shí)前端軌道和側(cè)面軌道上運(yùn)行有挖掘巖土的鏈刀，前端軌道的背部與板的前端連接成一體；尾部頂進(jìn)裝置和驅(qū)動裝置安裝在施工井內(nèi)；側(cè)面軌道的背部與板的側(cè)面連接成一體，側(cè)面軌道的前端與前端軌道的兩端相連，側(cè)面軌道的尾端與傳動裝置相連；施工時(shí)安裝在工作井內(nèi)的驅(qū)動裝置驅(qū)動鏈刀，鏈刀沿著軌道運(yùn)行，前端軌道上的鏈刀挖掘板前端的巖土，通過側(cè)面軌道向后運(yùn)行的鏈刀將已挖掘的板前端的巖土帶至后方，挖掘裝置內(nèi)設(shè)有泥漿管路，管路的端部是噴嘴。

所述的側(cè)面軌道是板的組成部分。

所述的每組板是分塊預(yù)制的。

所述的鏈刀是在工作井內(nèi)更換鏈條上的刀具的，以適應(yīng)不同地質(zhì)條件。

所述的鏈刀在寬度方向?yàn)槎嗯沛湹?，多排鏈刀根?jù)需要進(jìn)行同時(shí)挖掘或分別挖掘。

所述的組成地下建筑的若干組板在接口部位是全部或部分互相嵌入的。

所述的若干組板施工時(shí)是按設(shè)定的順序循環(huán)逐漸頂進(jìn)的。

所述的若干塊板頂進(jìn)一定距離，在由若干組板形成的封閉或底部開口的區(qū)域內(nèi)挖掘巖土，形成局部腔室后再頂進(jìn)。

所述的板是L形板和/或U形板。

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明：

如圖1～圖7所示，地下建筑在平行于掘進(jìn)方向分成若干塊板6分別頂進(jìn)，每塊板6包括挖掘裝置1、前端軌道2、側(cè)面軌道3和頂進(jìn)裝置4；挖掘裝置1由傳動裝置1-1和鏈刀5組成，傳動裝置1-1由驅(qū)動裝置1-1-1、張緊裝置1-1-2和鏈輪1-1-3組成，鏈刀5由鏈條5-1和固定于鏈條上的刀具5-2組成；施工時(shí)前端軌道2和側(cè)面軌道3上運(yùn)行有挖掘巖土的鏈刀5，前端軌道2的后部與板6的前端連接成一體，前端鏈刀5的總寬度等于或大于與板6的厚度；頂進(jìn)裝置4安裝在施工井7內(nèi)，側(cè)面軌道3的前端與前端軌道2的尾部相連，側(cè)面軌道3的尾端與頂進(jìn)裝置4相連，施工時(shí)安裝在頂進(jìn)裝置4內(nèi)的驅(qū)動裝置1-1-1驅(qū)動鏈條5-1，帶動刀具5-2沿著軌道運(yùn)行，前端軌道2上的鏈刀5挖掘板6前端的巖土，通過側(cè)面軌道3向后運(yùn)行的鏈刀5將已挖掘的板6前端的巖土帶至后方，挖掘裝置1內(nèi)設(shè)有泥漿管路2-1，管路的端部是噴嘴。

如圖8～圖13所示，地下建筑的頂板掘進(jìn)裝置施工法包括如下步驟：

1）挖掘工作井7，搭建作業(yè)平臺；

2）在工作井內(nèi)安裝頂進(jìn)裝置4；

3）將第一塊板6-1和前端軌道2連接并蹲位，在其軌道上裝鏈刀5；

4）安裝側(cè)面軌道3；

5）安裝驅(qū)動裝置1-1-1、張緊裝置1-1-2和鏈輪1-1-3組成的傳動裝置1-1，形成挖掘裝置1；

6）安裝頂進(jìn)裝置4；

7）驅(qū)動鏈條5-1，前端軌道2上的鏈刀5挖掘前方的巖土，并將其帶至后方，頂進(jìn)裝置4頂推板6-1的尾端或頂推驅(qū)動裝置1-1-1，驅(qū)動裝置1-1-1再頂推板6-1的尾端，板6-1向前運(yùn)行；

8）第一塊6-1頂推至設(shè)定距離后，頂進(jìn)裝置4縮回，放下第二塊板6-1，將第二塊板6-1的頭部與第一塊板6-1的尾部相連；

9）安裝第二塊板軌道上的鏈刀5形成挖掘裝置1，鏈刀5挖掘第一塊板6-1前方的巖土，頂進(jìn)裝置4頂推板6-1的尾端或頂推驅(qū)動裝置1-1-1，板6-1向前運(yùn)動；

10）重復(fù)上述動作，完成全部板6-1的施工；

2）、3）、4）、5）和6）動作不分先后。

如圖14所示，若干塊板6-1頂進(jìn)一定距離，在由若干塊板6-1形成的封閉區(qū)域內(nèi)挖掘巖土，形成局部腔室后再頂進(jìn)。

如圖15所示，地下建筑截面為兩塊L形板6-2相互嵌入式的結(jié)構(gòu)，施工時(shí)，兩塊L形板6-2是按設(shè)定的順序循環(huán)逐漸頂進(jìn)的。

如圖16所示，地下建筑截面為U形板6-3與一字形板6-1相互嵌入式的結(jié)構(gòu)，施工時(shí)，U形板6-3與一字形板6-1是按設(shè)定的順序循環(huán)逐漸頂進(jìn)的。