一种成形隧道扩径设备及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种成形隧道扩径设备，包括主体框架、行走机构、隧道支撑机构、土体保护装置、管片拆装装置、土体开挖装置和渣土运输装置。其中，行走机构设于主体框架的底部，用于驱动主体框架行走；隧道支撑机构设于主体框架，用以撑紧开挖土体上方的管片或隧道内壁；土体保护装置设于主体框架，用于支护开挖面外侧土体；管片拆装装置设于主体框架，用于拆装管片；土体开挖装置设于主体框架，且位于管片拆装装置和土体保护装置之间，用于土体开挖；渣土运输装置设于主体框架，用于输送开挖的渣土。该成形隧道扩径设备集隧道支护、开挖、成形于一体，能够实现局部隧道扩径。本发明专利技术还公开了一种成形隧道扩径设备的施工方法，同样具有上述技术效果。技术效果。技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种成形隧道扩径设备及其施工方法


[0001]本专利技术涉及盾构机
，更具体地说，涉及一种成形隧道扩径设备及其施工方法。

技术介绍

[0002]城市的地铁线路错综复杂，重新开挖新线路的难度越来越大。隧道如何利用废旧线路进行扩径升级已经成为一大重要研究方向。同时，在软土地层中的一次成形隧道由于管片的支护虽然能够起到一定的保护作用，但是随着地层不断挤压管片，容易造成管片的错位和隧道的变形，针对于成形隧道的维护工作也成了一大重难点问题。
[0003]目前对于隧道扩挖主要有两种方式：施工工法和施工设备。施工工法主要是采用冷冻法对施工区域进行土体加固，然后通过人工或是机器挖掘进行隧道扩径。施工设备主要是集隧道支护开挖扩径于一体的自动化工程机械。
[0004]常规的隧道扩径设备技术虽可用于隧道的开挖扩径，但设备的施工效率和适应性不强，无法进行局部隧道扩径。
[0005]综上所述，如何有效地解决隧道扩径设备无法进行局部隧道扩径等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种成形隧道扩径设备及其施工方法，该成形隧道扩径设备及其施工方法可以有效地解决隧道扩径设备无法进行局部隧道扩径的问题。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种成形隧道扩径设备，包括：
[0009]主体框架；
[0010]行走机构，设于所述主体框架的底部，用于驱动所述主体框架行走；
[0011]隧道支撑机构，设于所述主体框架，用以撑紧开挖土体上方的管片或隧道内壁；
[0012]土体保护装置，设于所述主体框架，用于支护开挖面外侧土体；
[0013]管片拆装装置，设于所述主体框架，用于拆装管片；
[0014]土体开挖装置，设于所述主体框架，且位于所述管片拆装装置和所述土体保护装置之间，用于土体开挖；
[0015]渣土运输装置，设于所述主体框架，用于输送开挖的渣土。
[0016]可选地，上述成形隧道扩径设备中，所述土体保护装置包括防护板和防护驱动部件，所述防护驱动部件设于所述主体框架，用于驱动所述防护板运动以贯入所述开挖面外侧土体内。
[0017]可选地，上述成形隧道扩径设备中，所述隧道支撑机构包括支撑行走部件，所述支撑行走部件设于所述主体框架，以驱动所述隧道支撑机构沿所述主体框架行走。
[0018]可选地，上述成形隧道扩径设备中，所述隧道支撑机构包括沿周向分布的多个撑
紧垫块和驱动各所述撑紧垫块外伸及回缩的垫块驱动部件。
[0019]可选地，上述成形隧道扩径设备中，所述主体框架上设有开挖回转机构，所述土体开挖装置设于所述开挖回转机构，以在所述开挖回转机构的驱动下绕所述主体框架旋转。
[0020]可选地，上述成形隧道扩径设备中，所述土体开挖装置为链刀式开挖装置。
[0021]可选地，上述成形隧道扩径设备中，所述主体框架上设有拆装回转机构，所述管片拆装装置设于所述拆装回转机构，以在所述拆装回转机构的驱动下绕所述主体框架旋转。
[0022]可选地，上述成形隧道扩径设备中，所述管片拆装装置包括管片抓取机构和平移机构，所述管片抓取机构设于所述拆装回转机构和所述平移机构，所述平移机构用于驱动所述抓取机构沿所述主体框架平移。
[0023]可选地，上述成形隧道扩径设备中，所述渣土运输设备包括皮带输送机。
[0024]本专利技术提供的成形隧道扩径设备包括主体框架、行走机构、隧道支撑机构、土体保护装置、管片拆装装置、土体开挖装置和渣土运输装置。其中，行走机构设于主体框架的底部，用于驱动主体框架行走；隧道支撑机构设于主体框架，用以撑紧开挖土体上方的管片或隧道内壁；土体保护装置设于主体框架，用于支护开挖面外侧土体；管片拆装装置设于主体框架，用于拆装管片；土体开挖装置设于主体框架，且位于管片拆装装置和土体保护装置之间，用于土体开挖；渣土运输装置设于主体框架，用于输送开挖的渣土。
[0025]应用本专利技术提供的成形隧道扩径设备进行施工时，首先将成形隧道扩径设备移动到隧道内需扩径位置；而后隧道支撑机构撑紧隧道内壁，利用管片拆装装置进行管片的拆除；再将土体开挖装置的刀具伸出至与土体接触；土体保护装置支护开挖面上方土体后，土体开挖装置进行土体开挖以扩径，并通过渣土运输装置将开挖下的渣土运出；达到扩径要求后，利用管片拆装装置进行管片拼装。采用该成形隧道扩径设备，可根据需要扩径的位置，相应拆除对应的一环管片，扩径开挖到位后，重新拼装管片。需要扩径的长度，重复上述步骤实现新隧道的拼装成形。综上，该成形隧道扩径设备能够自动进行废旧管片的拆除工作，减少了人工施工作业强度；能够实现隧道局部或者整体的扩径改造，且改造时设置土体保护装置，有效地提高了施工安全性；扩径时渣土运输装置可实现渣土的自动出渣，避免了渣土堆积。
[0026]为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种成形隧道扩径设备的施工方法，用于上述任一种成形隧道扩径设备，包括：
[0027]将成形隧道扩径设备移动到隧道内需扩径位置；
[0028]隧道支撑机构撑紧隧道内壁，利用管片拆装装置进行管片的拆除；
[0029]土体开挖装置的刀具伸出至与土体接触；
[0030]土体保护装置支护开挖面外侧土体后，土体开挖装置进行土体开挖以扩径，并通过渣土运输装置将开挖下的渣土运出；
[0031]达到扩径要求后，利用管片拆装装置进行管片拼装。
[0032]该成形隧道扩径设备的施工方法能够自动进行废旧管片的拆除工作，减少了人工施工作业强度；能够实现隧道局部或者整体的扩径改造，且改造时设置土体保护装置，有效地提高了施工安全性；扩径时渣土运输装置可实现渣土的自动出渣，避免了渣土堆积。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本专利技术一个具体实施例的成形隧道扩径设备的一侧结构示意图；
[0035]图2为图1对应的另一侧结构示意图
[0036]图3为第一块管片的拆除示意图；
[0037]图4为第一环管片拆除示意图；
[0038]图5为第二环管片拆除示意图；
[0039]图6为土体开挖装置伸出示意图；
[0040]图7为防护板支护示意图；
[0041]图8为第一环管片拼装示意图；
[0042]图9为第二环管片拼装示意图。
[0043]附图中标记如下：
[0044]主体框架1，行走机构2，隧道支撑机构3，土体保护装置4，防护板41，防护驱动部件42，管片拆装装置5，土体开挖装置6，链刀61，渣土运输装置7，液压电气辅助系统8，集中控制系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成形隧道扩径设备，其特征在于，包括：主体框架；行走机构，设于所述主体框架的底部，用于驱动所述主体框架行走；隧道支撑机构，设于所述主体框架，用以撑紧开挖土体上方的管片或隧道内壁；土体保护装置，设于所述主体框架，用于支护开挖面外侧土体；管片拆装装置，设于所述主体框架，用于拆装管片；土体开挖装置，设于所述主体框架，且位于所述管片拆装装置和所述土体保护装置之间，用于土体开挖；渣土运输装置，设于所述主体框架，用于输送开挖的渣土。2.根据权利要求1所述的成形隧道扩径设备，其特征在于，所述土体保护装置包括防护板和防护驱动部件，所述防护驱动部件设于所述主体框架，用于驱动所述防护板运动以贯入所述开挖面外侧土体内。3.根据权利要求1所述的成形隧道扩径设备，其特征在于，所述隧道支撑机构包括支撑行走部件，所述支撑行走部件设于所述主体框架，以驱动所述隧道支撑机构沿所述主体框架行走。4.根据权利要求1所述的成形隧道扩径设备，其特征在于，所述隧道支撑机构包括沿周向分布的多个撑紧垫块和驱动各所述撑紧垫块外伸及回缩的垫块驱动部件。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的成形隧道扩径设备，其特征在于，所述主体框架上设有开挖回转机构，所述土体开挖装置设于所述开挖回转机构，以在所述开挖...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，程永亮，姚满，闫文彪，范政，李宵宇，匡驭骢，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：