一种用于重叠盾构隧道施工的支撑台车及支撑台车系统

摘要

本发明公开了一种用于重叠盾构隧道施工的支撑台车及支撑台车系统，旨在提供一种可有效提高施工效率的支撑台车及支撑台车系统。支撑台车包括车架体，行走机构以及液压支撑机构；车架体包括两个门架，连接两个门架侧边下端的底梁，连接两个门架侧边上部的联接梁，设置于门架上部连接两个门架的平台，设置底梁上的调节支撑；行走机构包括设置于底梁下部的行走轮组、驱动轮组、夹轨器，以及设置于底梁上与驱动轮组驱动连接的电机；液压支撑机构对称设置于两个门架上，包括多个沿隧道径向方向设置于门架外侧的支撑油缸，设置于支撑油缸端部的托架，设置于托架端面上的胶皮垫，以及设置于平台上用于驱动支撑油缸的泵站。

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工机械设备技术领域，尤其是涉及一种用于重叠盾构隧道施工的支撑台车。

背景技术

目前，城市交通拥堵问题日趋严重，极大影响了市民的出行，缓解城市交通压力最有效的途径便是大力发展城市公共交通系统，尤其是具有大运量、速度快、安全、可靠、准点舒适等特点的城市轨道交通系统，城市轨道交通的建设越来越被市民所接受。

城市轨道交通系统主要位于城市道路下方，建设空间有限，尤其有些线路为了避开下穿居民小区或者其他建构筑物、减小对既有桥梁的影响、节约投资，在城市轨道交通建设中，叠线隧道线路设计越来越多。

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它具有安全可靠，地层适应性强，工效高，对地面交通及建筑物干扰小，可穿越江河、湖泊及既有铁路、公路、地铁、桥梁、通道、管线等特点，是当前地铁隧道施工中最新进的施工方法。

盾构法应用于叠线（重叠）隧道施工时，尤其是始发端与接收端部位，上下两隧道垂直距离约2m，按照叠线盾构施工要求，先施工下线隧道，再施工上线隧道。在上线隧道施工时，对下线隧道一定范围（上线隧道盾体下方及盾体前后各10m对应位置）设置支撑，以保证下线隧道的结构安全。

根据以往施工经验，采用常规的支撑系统（型钢支架、满堂脚手架等），存在搭设移动困难、上下线隧道不能同时掘进等问题，对盾构掘进工期影响较大。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种移动方便，可有效提高施工效率，缩短施工工期，实现上下线盾构隧道同时施工的用于重叠盾构隧道施工的支撑台车；与此同时，本发明还提供了一种施工效率高的支撑台车系统。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于重叠盾构隧道施工的支撑台车，与轨道配合行走并用于隧道管片的支撑，其包括车架体，行走机构以及液压支撑机构；

所述车架体包括两个门架，连接两个门架侧边下端的底梁，连接两个门架侧边上部的联接梁，设置于门架上部连接两个门架的平台，设置底梁上的调节支撑；

所述行走机构包括设置于底梁下部的行走轮组、驱动轮组、夹轨器，以及设置于底梁上与驱动轮组驱动连接的电机；

所述液压支撑机构对称设置于两个门架上，包括多个沿隧道径向方向设置于门架外侧的支撑油缸，设置于支撑油缸端部用于支撑隧道管片侧壁及顶壁的托架，设置于托架端面上的胶皮垫，以及设置于平台上用于驱动支撑油缸的泵站。

优选的是，两个所述门架的侧边设置有连接门架的斜撑杆，所述门架的侧边设置有连接平台的爬梯，所述底梁之间设置有横梁。

优选的是，两个所述门架上相对的托架之间铰接一连杆。

优选的是，所述门架两侧的底梁上均至少设置有一组挡轮机构，所述挡轮机构包括与底梁固定连接的挡轮架，设置于挡轮架下端内侧的挡轮，组装时所述挡轮与轨道的外侧搭接。

优选的是，所述门架的两侧均铰接有拉杆，使用时拉杆的另一端与隧道管片上的螺杆端头连接。

优选的是，所述门架的净空高度为2.56m。

优选的是，所述轨道为P43型轨道。

优选的是，所述门架上各设置五只支撑油缸，门架两侧腰线向下15°各一只，顶部竖直一只，顶部向两侧40°各一只。

优选的是，所述电机通过减速器以及链轮机构与驱动轮组连接。

一种用于重叠盾构隧道施工的支撑台车系统，其包括多节如上所述的支撑台车，多节支撑台车顺序连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明可应用于上下重叠线盾构隧道（尤其是小净距重叠线盾构隧道）施工，在上下两条隧道同时掘进时，既可保证下线隧道正常通车施工，又可起到在上线隧道施工时对下线隧道起到临时支撑的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明施工时的局剖结构示意图。

图2为图1中A部分的放大图。

图3为图1中B部分的放大图。

图4为本发明的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1-4所示用于重叠盾构隧道施工的支撑台车，与轨道50配合行走并用于隧道管片30的支撑，其包括车架体，行走机构以及液压支撑机构；

所述车架体包括两个门架5，连接两个门架5侧边下端的底梁4，连接两个门架5侧边上部的联接梁6，设置于门架5上部连接两个门架5的平台7，设置底梁4上的调节支撑14；

所述行走机构包括设置于底梁4下部的行走轮组2、驱动轮组3、夹轨器1，以及设置于底梁4上与驱动轮组3驱动连接的电机19；

所述液压支撑机构对称设置于两个门架5上，包括多个沿隧道径向方向设置于门架5外侧的支撑油缸16，设置于支撑油缸16端部用于支撑隧道管片30侧壁及顶壁的托架11，设置于托架11端面上的胶皮垫12，以及设置于平台7上用于驱动支撑油缸16的泵站20。

其中，两个所述门架5的侧边设置有连接门架5的斜撑杆8，所述门架5的侧边设置有连接平台7的爬梯9，所述底梁4之间设置有横梁10，横梁为三根，确保门架的左右立柱不向中间过大变形，用螺栓与底梁连接，必要时可以拆开，让电瓶机车40通行。两个所述门架5上相对的托架11之间铰接一连杆6，限定托架11在小范围转动，施工更方便。所述门架5两侧的底梁4上均设置有三组挡轮机构，所述挡轮机构包括与底梁4固定连接的挡轮架17，设置于挡轮架17下端内侧的挡轮21，组装时所述挡轮21与轨道50的外侧搭接，显然挡轮机构的数量可根据施工要求进行适当增减。所述门架5的两侧均铰接有拉杆18，使用时拉杆18的另一端与隧道管片30上的螺杆端头连接，用于抵抗门架变形。，所述门架5的净空高度为2.56m，可满足电瓶机车40的行走要求。所述轨道50优选采用P43型轨道，其轨距为2.23m。

本实施例中，所述门架5上各设置五只支撑油缸16，门架5两侧腰线向下15°各一只，顶部竖直一只，顶部向两侧40°各一只，所述托架11通过销15与支撑油缸16端部铰接，胶皮垫的厚度以10㎝为宜，施工操作时，如果管片有错台现象，需视情况在托架上再临时加垫胶皮垫，以保证整个托架表面与管片接触良好。胶皮垫可通过螺钉与托架连接。支撑油缸的优选型号为HSGK01-110/80E-4621-200*177。

所述电机19通过减速器22以及链轮机构与驱动轮组3连接。所述行走机构的优选配置如下：

①电机：型号：YZ132M1，功率P=2.2kw，转速n=935r/min；

②减速机：型号：WHS12.5-50-Ⅰ(Ⅱ)，传动比为50，链轮传动比i=Z2/Z1=38/19=2，总传动比=50*2=100；

③行走速度：V=8.8m/min。

施工时，在电瓶机车通行状态，底梁上的横梁需拆除，门架的整体性强度降低，为此，特设置四组挡轮机构门架左右各两组，以轨道为依托，在挡轮机构作用下，可以约束门架不产生变形。同时在左右底梁各设置三组拉杆机构，拉杆另一端连接在管片连接螺杆端头，也可以抵抗门架有可能产生的变形。

一种用于重叠盾构隧道施工的支撑台车系统，其包括五节如上实施例所述的支撑台车，五节支撑台车顺序连接。每节支撑台车有效支撑长度为6m，前一节支撑台车尾部与后一节支撑台车头部距离为0.68m，采用常见轨道车厢的连接方式，显然支撑台车的数量可根据施工要求进行合理的增减。

支撑台车系统安装及使用说明如下：

1）台车的安装

①对支撑台车相关图纸进行熟悉，然后按照图纸依次对台车进行组装，台车的组装遵循从下往上的步骤，先在地面进行预拼装，验收合格之后进行拆分，吊装下井，由电瓶机车运输至安装工作面进行隧道内安装，支撑台车分节吊装下井采用50t汽车吊及45吨门机配合完成，在隧道内部拼装支撑台车时，从里往外依次拼装，最后一节支撑台车的托架距离洞口约0.5m，洞内安装需要测量做好量测工作。

②所有部件安装完毕之后，需要对支撑台车进行验收，验收合格后方可投入使用。

③主要安装工具：手拉葫芦、扳手等；

2）支撑台车系统使用

①支撑台车系统（五节支撑台车）的支撑长度约为30m，即盾体下方及盾体前后各10m范围，每次移动距离为1.5m～3m（1～2节管片），要求在右线移动前最后一片管片拼装时间内完成左线隧道的平移工作，同时要求做到盾构机停止掘进，同步注浆也要完成，严禁在支撑台车移动过程中对管片进行注浆或同步注浆；

②小净距重叠隧道支撑台车支撑范围为设计图纸给定叠线支撑范围；

③在支撑台车使用过程中，要对管片加强监测，以免因顶升推力过大而引起管片变形、错位；

④当支撑台车移动位置确定后，需要通过拉杆机构与管片连接螺栓固定，同时把夹轨器夹好；

⑤当支撑台车固定好之后，需要将调节支撑与轨道面顶紧，为保证轨道不发生形变，建议在轨道下方加垫方木；

⑥每次停机移动支撑台车时，盾构刀盘顶部距离第四节支撑台车尾部4.8m，每次移动1.5～3m；

⑦右线盾构始发时，1～5号支撑台车自洞门0.5位置一次安装就位，施加预应力时，假设洞门位置第一部支撑台车编号为1，则距离洞门最远的一节支撑台车编号为5，对1～5号支撑台车施加预应力时，按照每次增加5KN为原则，分级施加，最大施加总推力为每个支撑油缸45KN，预加力施加过程中需要对管片变形情况进行监测，发现异常情况及时停止预加力，以免一次加到位而使管片产生较大变形；

⑧预加力施加顺序：每个支撑台车共计5只支撑油缸，施加力的顺序为先顶部轴线部位支撑油缸，再施加顶部左右两侧的支撑油缸（同时施加），最后施加腰部两只支撑油缸的预加力（同时施加）。

⑨在盾构掘进过程中，做好管片的监测工作，同时记录好油缸的数据变化，待第一段试验段完成，进行总结、分析，确定最终的预应力加载情况；

⑩移动前的应力卸载顺序：每次只能卸载一个支撑台车的支撑力（卸载分次卸载，第一次卸载40度方向上两个支撑油缸的支撑力，第二次卸载腰线向下15度方向腰间两个支撑力，最后卸载轴线方向上支撑力，每次卸载至轴力为零时停止，每次卸载完毕后，要对管片进行监控测量；

?为保证下线盾构隧道的施工安全，每次只能移动一节支撑台车，待上一节支撑台车移动完毕并安装完毕后，才可进行下一节支撑台车的移动，未处于移动状态的台车必须处于受力状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。