一种水下隧道顶管掘进装置及其施工法制造方法及图纸

本发明专利技术提出的是一种水下隧道顶管掘进装置及其施工法，其顶管掘进装置由顶管装置和掘进段组成，顶管装置位于工作井内；掘进段由前段和后舱组成，后舱的下部截面与隧道截面相同，后舱下部尾端与第一管节的前端相连，后舱底面与管节底面齐平，后舱下部两外侧面与管节两外侧面平齐，施工时掘进段的下部位于岩土中，掘进段的上部平面高于水底，在掘进段不但对隧道截面投影面积的岩土进行挖掘，还对位于隧道之上的掘进段上部截面投影面积的岩土进行挖掘。优点：施工操作都在工程船内完成，施工快捷、安全；由于工程船前段在半敞开式的U型舱内挖掘岩土，施工方便，由于U型舱的两侧墙对基坑的支护作用，所以土方开挖量小。

Underwater tunnel jacking tunnelling device and construction method thereof

The present invention relates to a tunnel under the water pipe jacking device and construction method, the pipe jacking device comprises a jacking device and driving sections, pipe jacking device is located within the shaft; excavation section consists of front and rear, and the lower section of the rear of the tunnel section, the front cabin under the tail pipe section is connected with the first the bottom surface of the tube, the rear section of the bottom flush, two rear lower two lateral surfaces of the pipe section side flush, lower construction excavation section located in rock and soil, the upper plane of excavation section is higher than that of the bottom, not only on the projected area of the tunnel cross section of rock and soil in the excavation section of rock mining, also the upper section of excavation section above the projection area in the tunnel excavation. Advantages: the construction operation is completed in the engineering ship, quick construction and safety engineering; because the ship in front of U type tank semi open in mining soil, construction is convenient, because both sides of wall type U module on the foundation pit supporting role, so a small amount of earthwork excavation.

【技术实现步骤摘要】
一种水下隧道顶管掘进装置及其施工法
本专利技术涉及的是一种水下隧道顶管掘进装置及其施工法,属于土木工程基础施工

技术介绍
现有水底隧道施工有沉管法，沉管法是将若干个预制段分别浮运到海面（河面）现场，并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内，以此方法修建的水下隧道，但基槽施工土方量大，施工周期长。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种水下隧道顶管掘进装置及其施工法，其目的旨在克服现有技术存在的缺陷，由于顶管掘进装置的前段在半敞开式的U型舱内挖掘岩土，施工方便，由于U型舱的两侧墙对基坑的支护作用，土方开挖量小。本专利技术的技术解决方案：顶管掘进装置由顶管装置和掘进段组成，顶管装置位于工作井内；掘进段由前段和后舱组成，后舱的下部截面与隧道截面相同，后舱下部尾端与第一管节的前端相连，后舱底面与管节底面齐平，后舱下部两外侧面与管节两外侧面平齐，施工时掘进段的下部位于岩土中，掘进段的上部平面高于水底，在掘进段不但对隧道截面投影面积的岩土进行挖掘，还对位于隧道之上的掘进段上部截面投影面积的岩土进行挖掘；掘进段的上部高于水面；所述的后舱是上部开口或有盖的室体，后舱和前段之间设有高于水面的挡水墙，后舱的下部尾端洞口与隧道相通。前段由U型舱和挖掘装置组成，U型舱由两侧墙和底板组成，即U型舱的前部和上部均开口，U型舱的两侧墙和底板的前端均设有链刀运行的轨道，挖掘装置由传动装置和链刀组成，传动装置由驱动装置和链轮组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成；施工时驱动装置驱动链刀，链刀沿着轨道运行，U型舱前端轨道上的链刀仅挖掘两侧墙和底板前方的岩土。前段由两侧墙和位于两侧墙前端的挖掘装置组成，即前段的前部和上下均开口，两侧墙的前端设有链刀运行的轨道，（两侧墙还设有链刀运行的轨道；）挖掘装置由传动装置和链刀组成，传动装置由驱动装置和链轮组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成；施工时驱动装置驱动链刀，链刀沿着轨道运行，前端轨道上的链刀仅挖掘两侧墙前方的岩土。本专利技术的优点：施工操作都在工程船内完成，施工快捷、安全；由于工程船前段在半敞开式的U型舱内挖掘岩土，施工方便，由于U型舱的两侧墙对基坑的支护作用，所以土方开挖量小。附图说明图1是顶管掘进装置的顶管装置1在工作井9内推顶升管节10，掘进段2的掘装置4挖掘岩土的结构示意图，也是由U型舱3-1和挖掘装置4组成的前段3A的结构示意图；图2是图1的A向视图，也是由驱动装置4-1-1和链轮4-1-2组成的传动装置4-1的结构式示意图，也是前段3内链刀6运行的轨道3-3的结构示意图；图3是图1的B向视图，也是传动装置4-1和链刀6组成的挖掘装置4的结构示意图；图4是图2的C-C视图，也是在U型舱3-1的两侧墙的上方设有的轨道7-1，轨道7-1上有运行的挖掘机7的结构示意图；图5是链刀6的结构示意图，也是链条6-1和刀具6-2的结构示意图，也是由A十字节6-1-1和B十字节6-1-2组成的链条6-1的十字节的结构示意图；也是链条6-1实现空间弯曲的结构示意图是链刀6的结构示意图,（a）是链条6-1和刀具6-2的结构示意图，也是由A十字节6-1-1和B十字节6-1-2组成的链条6-1的十字节的结构示意图；也是链条6-1实现空间弯曲的结构示意图。（b）是链刀6由柔性带6-1B和刀具6-2B组成的结构示意图；也是柔性带6-1B和刀具6-2B的结构示意图；图6是前段3的后部设有无底板的隧道基础处理段8的结构示意图，也是后舱5的下部尾端洞口与隧道的管节10相通，抽水后形成人行通道的结构示意图；图7是由两侧墙3-2和位于两侧墙前端的挖掘装置4组成的前段3B的结构示意图,也是施工好的隧道上部在淤泥之中的结构示意图；图8是A法中的建工作井，搭建作业平台，安装顶进装置1和掘进段2的结构示意图；图9是图8的下一步工作示意图，也是将导向装置13与导向拉杆12相连，将第一管节10的前端与掘进段2的尾段连接的结构示意图；图10是图9的下一步工作示意图，也是掘进段2挖掘前方的岩土，顶进装置1顶推管节10的尾端，管节10向前运行的结构示意图；图11是图10的下一步工作示意图，也是第一管节10顶推至设定距离后，顶进装置1缩回，放下第二管节10，将第二管节10的头部与第一管节10的尾部相连的结构示意图；图12是B法中的建两工作井9，搭建作业平台，安装顶进装置1和掘进段2的结构示意图；图13是图12的下一步工作示意图，也是两工作井内分别将导向装置13与导向拉杆12相连，将第一管节10的前端与掘进段2的尾段连接的结构示意图；图14是图13的下一步工作示意图，也是两套掘进段2各自挖掘前方的岩土，顶进装置1顶推管节10的尾端，管节10向前运行的结构示意图；图15是图14的下一步工作示意图，也是两套顶管掘进装置的第一管节10顶推至设定距离后，顶进装置1缩回，放下第二管节10，将第二管节10的头部与第一管节10的尾部相连的结构示意图；图16是在掘进段的后方建新的工作井9的结构示意图；图17是挖掘装置4的链刀轨道的结构示意图，轨道的类型包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ共5种，其中Ⅰ是平面型，Ⅱ是凸型，Ⅲ、Ⅳ是凹型；图18是Ⅴ为纵向多排轨道错开成锥型的结构示意图；图19是Ⅴ型轨道和多排链刀的结构示意图；图中的1是顶管掘进装置的顶管装置；2是顶管掘进装置的掘进段，由前段3和后舱5组成；3是掘进段2的前段，有3A和3B两种结构形式；3A是由U型舱3-1和挖掘装置4组成的前段；3B是由两侧墙3-2和位于两侧墙前端的挖掘装置4组成的前段，即前段3B的前部和上下均开口；3-1是前段3的U型舱；3-2是前段3的两侧墙；3-3是前段3内链刀6运行的轨道；4是前段3的挖掘装置，由传动装置4-1和链刀6组成；4-1是传动装置，由驱动装置4-1-1和链轮4-1-2组成；4-1-1是传动装置4-1的驱动装置；4-1-2是传动装置4-1的链轮；5是掘进段3的后舱；6是组成挖掘装置4的链刀；6-1是组成链刀6的链条，包括履带、绳索和柔性带；6-1-1是组成链条6-1的十字节的A十字节；6-1-2是组成链条6-1的十字节的B十字节；6-1B是组成链刀6的柔性带；6-2是固定在链条6-1上的挖掘岩土的刀具；6-2B是固定在柔性带6-1B上的挖掘岩土的刀具；7是挖掘机；7-1是在两侧墙的上方设有挖掘机7行走的轨道；8是隧道基础处理段；9是工作井；10是管节；11是前段3和后舱5间设有高于水面的挡水墙；12是导向拉杆；13是用于导向拉杆12上的导向装置或牵引装置。具体实施方式一种水下隧道顶管掘进装置由顶管装置和掘进段组成，顶管装置位于工作井内；掘进段由前段和后舱组成，后舱的下部截面与隧道截面相同，后舱下部尾端与第一管节的前端相连，后舱底面与管节底面齐平，后舱下部两外侧面与管节两外侧面平齐，施工时掘进段的下部位于岩土中，掘进段的上部平面高于水底，在掘进段不但对隧道截面投影面积的岩土进行挖掘，还对位于隧道之上的掘进段上部截面投影面积的岩土进行挖掘。所述的掘进段的上部高于水面；所述的后舱是上部开口或有盖的室体，后舱和前段之间设有高于水面的挡水墙，后舱的下部尾端洞口与隧道相通。所述的前段由U型舱和挖掘装置组成，U型舱由两侧墙和底板组成，即U型舱的前部和上部均开口，U型舱的两侧墙和底板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水下隧道顶管掘进装置，其特征是顶管掘进装置由顶管装置和掘进段组成，顶管装置位于工作井内；掘进段由前段和后舱组成，后舱的下部截面与隧道截面相同，后舱下部尾端与第一管节的前端相连，后舱底面与管节底面齐平，后舱下部两外侧面与管节两外侧面平齐，施工时掘进段的下部位于岩土中，掘进段的上部平面高于水底，在掘进段不但对隧道截面投影面积的岩土进行挖掘，还对位于隧道之上的掘进段上部截面投影面积的岩土进行挖掘。

【技术特征摘要】
1.一种水下隧道顶管掘进装置，其特征是顶管掘进装置由顶管装置和掘进段组成，顶管装置位于工作井内；掘进段由前段和后舱组成，后舱的下部截面与隧道截面相同，后舱下部尾端与第一管节的前端相连，后舱底面与管节底面齐平，后舱下部两外侧面与管节两外侧面平齐，施工时掘进段的下部位于岩土中，掘进段的上部平面高于水底，在掘进段不但对隧道截面投影面积的岩土进行挖掘，还对位于隧道之上的掘进段上部截面投影面积的岩土进行挖掘。2.根据权利要求1所述的一种水下隧道掘进装置，其特征是所述的掘进段的上部高于水面；所述的后舱是上部开口或有盖的室体，后舱和前段之间设有高于水面的挡水墙，后舱的下部尾端洞口与隧道相通。3.根据权利要求2所述的一种水下隧道掘进装置，其特征是所述的前段由U型舱和挖掘装置组成，U型舱由两侧墙和底板组成，即U型舱的前部和上部均开口，U型舱的两侧墙和底板的前端均设有链刀运行的轨道，挖掘装置由传动装置和链刀组成，传动装置由驱动装置和链轮组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成；施工时驱动装置驱动链刀，链刀沿着轨道运行，U型舱前端轨道上的链刀仅挖掘两侧墙和底板前方的岩土。4.根据权利要求2所述的一种水下隧道掘进装置，其特征是所述的前段由两侧墙和位于两侧墙前端的挖掘装置组成，即前段的前部和上下均开口，两侧墙的前端设有链刀运行的轨道，（两侧墙还设有链刀运行的轨道；）挖掘装置由传动装置和链刀组成，传动装置由驱动装置和链轮组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成；施工时驱动装置驱动链刀，链刀沿着轨道运行，前端轨道上的链刀仅挖掘两侧墙前方的岩土。5.根据权利要求3、4所述的一种水下隧道掘进装置，其特征是所述的高于水面的两侧墙的上方设有挖掘机行走的轨道，挖掘机挖掘两侧墙内的岩土。6.根据权利要求3、4所述的一种水下隧道掘进装置，其特征是所述的前段的后部设有无底板的隧道基础处理段。7.根据权利要求1所述的一种水下隧道...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燏斌，
申请(专利权)人：王燏斌，
类型：发明
国别省市：江苏,32