[发明专利]应用于矩形合口盾构的管片拼装系统及拼装方法

说明书

技术领域

本发明涉及矩形合口盾构机的组件，特指一种矩形合口盾构机的管片拼装系统及拼装方法。

背景技术

传统供电、通讯、供暖和给排水等管线均采用直埋方式铺设，且分属不同部门管理，随着城镇化的快速推进，供电、通讯、供暖、给排水等基础设施满足不了城市发展需求，需要改造升级时各部门之间缺乏协调沟通，造成马路多次重复开挖；水管爆裂漏水造成的路面塌陷和雨季内涝也成为日益凸显的民生问题。城市地下综合管廊能有效解决上述问题，综合管廊建设已经引起国家领导的高度重视，是未来城市地下空间开发的趋势。

城市地下综合管廊可明挖施工也可盾构施工。明挖施工工程造价低，施工难度低，但需要开挖路面，施工噪音和扬尘污染周边环境，太扰民，若涉及管线和居民搬迁时，总成本将大幅上涨；盾构施工能有效解决上述扰民及搬迁问题。但是综合管廊一般是矩形断面，传统圆盾构开挖的圆断面隧道空间利用率不高，同时矩形盾构机管片拼装系统拼装效率低，拼装过程不稳定，成为制约其发展与应用的技术瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种能在矩形合口盾构盾体内完成管片拼装工作的管片拼装系统及拼装方法，本发明通过管片运输装置、管片旋转装置和管片拼装装置三者共同完成管片的整个拼装流程，并保证了拼装过程的稳定可靠。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明矩形合口盾构机的管片拼装系统，包括管片运输装置、管片旋转装置和管片拼装装置，其特征在于：管片运输装置设置于隧道内轨道上，管片通过管片运输装置进行运输，管片旋转装置设置在矩形合口盾构机的尾盾底部，管片通过管片旋转装置进行角度调整后，再通过管片拼装装置进行拼装；所述管片运输装置包括四套轮组，每套轮组均包括两个运输轮、两块连接板和一根连接梁，每套轮组的连接梁上均设有分别与上管片、下管片底部匹配的承载板，在运输轮内部装有轴承，运输轮踏面与隧道内的轨道匹配，所述连接梁中间上部设置有承载板，连接梁两端与运输轮的轴承配合，使运输轮能与连接梁发生相对转动。

作为本发明的优选方案，所述管片旋转装置包括箱体、顶升油缸、短套筒、长套筒、旋转油缸、纵向移动油缸、横向微调油缸和液压泵站一，箱体设置于矩形合口盾构机尾盾底部，箱体为敞口形式，在箱体底部与矩形合口盾构机尾盾底板之间设置有润滑耐磨块；所述纵向移动油缸沿隧道轴向布置，纵向移动油缸一端连接尾盾筋板，纵向移动油缸另一端连接箱体，所述纵向移动油缸可推动或拉动箱体沿盾构机轴线方向前后移动。

作为本发明的优选方案，所述横向微调油缸设置在箱体前部，横向微调油缸是一根双杆液压缸，缸体连接箱体，缸杆杆端与尾盾筋板接触，横向微调油缸可沿盾构机轴向相对滑动，通过调整横向微调油缸左右缸杆的行程，完成箱体沿盾构机横向小位移调整。

作为本发明的优选方案，所述顶升油缸设置在箱体内靠前位置，顶升油缸缸杆一端固定在箱体底板上，所述旋转油缸的数量为两根，两根旋转油缸设置在箱体中部，两根旋转油缸相对于管片旋转装置的纵轴对称布置，旋转油缸一端连接液压泵站一，旋转油缸另一端连接顶升油缸缸体，通过旋转油缸油缸杆的伸缩带动顶升油缸缸体旋转；液压泵站一设置在箱体后部。

作为本发明的优选方案，所述管片拼装装置包括爬越机构、车架、车轮、驱动马达、管片抬升机构、横向微调机构和液压泵站二，所述车架前部设置有爬越机构，车架上部布置有液压泵站二、横向微调机构和管片抬升机构，车架下部设有车轮。

作为本发明的优选方案，所述爬越机构包括爬越轮、摆动油缸和摆动臂，爬越轮安装在摆动臂前端，摆动油缸连接摆动臂后端和车架前端，使摆动臂能在竖直面内相对车架旋转角度α。

作为本发明的优选方案，在管片抬升机构与车架之间设有滑动导向块和滑动导向槽，滑动导向块和滑动导向槽分别固定在管片抬升机构下部和车架上部，使管片抬升机构和车架之间可以沿盾构机横轴方向相对滑动；所述管片抬升机构设有两组油缸，两组油缸分别为A组油缸和B组油缸，A组油缸和B组油缸的缸体均固定在管片抬升机构的钢结构上，A组油缸向下伸缩，用于将管片抬起和下放，B组油缸缸杆向上伸缩，用于将管片顶起。

作为本发明的优选方案，所述横向微调机构由一组横向布置的油缸组成，油缸一端连接车架，另一端连接管片抬升机构，通过油缸的伸缩完成管片抬升机构的横向微调动作。

作为本发明的优选方案，在管片拼装装置上设置有驱动马达，驱动马达分别与管片拼装装置后部两个车轮连接；液压泵站二为管片拼装装置上的油缸和马达提供动力。