[发明专利]能小角度翻转且快速拼装矩形管片的矩形盾构及拼装方法

摘要

本发明公开了一种能小角度翻转且快速拼装矩形管片的矩形盾构，包括护盾结构，在护盾结构前端设置有掘进装置，在护盾结构内设置有排渣系统和管片拼装系统，在护盾结构后部设置的后配套系统，所述管片拼装系统，包括两种矩形管节、多功能小车一、多功能小车二、抓举装置和活动轨道；多功能小车一和多功能小车二可沿着活动轨道对矩形管节进行运输，并通过抓举装置对矩形管节进行翻转拼装。本发明超挖断面面积合理，是一种能小角度翻转且快速拼装矩形管片的矩形盾构的矩形盾构设备，使矩形管片能在盾体内小角度翻转，具备了管节分半数量少，超挖面积有限，管片拼装灵活简便且机械化程度高等特点，是一种施工安全操作简洁高效的矩形盾构设备。

主权项

一种能小角度翻转且快速拼装矩形管片的矩形盾构，包括护盾结构（3），在护盾结构前端设置有掘进装置（1），在护盾结构内设置有排渣系统（2）和管片拼装系统（4），在护盾结构后部设置的后配套系统（5），其特征在于：所述管片拼装系统（4），包括两种矩形管节（405）、多功能小车一（403）、多功能小车二（404）、抓举装置（401）和活动轨道（402）；多功能小车一（403）和多功能小车二（404）可沿着活动轨道（402）对矩形管节（405）进行运输，并通过抓举装置（401）对矩形管节（405）进行翻转拼装；所述每个矩形管节（405）均是由上底边、下底边、左侧边、右侧边四个条边组成的呈环状矩形，且四条边的直角拐点处采用圆角过渡，在每个矩形管节（405）左侧边和右侧边的厚度方向上各设置有一个不等边倒角，所述两个不等边倒角关于整个管节的重心点中心对称；所述矩形管节（405）分为A形矩形管节和B形矩形管节，所述A形矩形管节是由在矩形管节（405）左右侧边上横向截断而产生的正U形管片一（4052）和倒U形管片一（4051）组成，正U形管片一（4052）和倒U形管片一（4051）在高度方向上有高度差；所述B形矩形管节是由在矩形管节（405）左右侧边上横向截断产生的正U形管片二（4054）和倒U形管片二（4053）组成，且正U形管片二（4054）和倒U形管片二（4053）的高度差绝对值与正U形管片一（4052）和倒U形管片一（4051）高度差绝对值相等；在四种U形管片的重心处均设置有一个吊装丝孔（4055），两侧设置有若干个纵向手孔（4056），U形开口处设置有若干个竖向手孔（4057），两种手孔均通过螺栓连接；A形矩形管节和B形矩形管节沿隧道铺设方向交错铺设，四种U形管片均继承了矩形管节（405）的不等边倒角特性；所述护盾结构（3）包括前后依次设置的前盾（301）、中盾（302）和尾盾（303），前盾（301）通过铰接油缸（304）与中盾（302）相连，中盾（302）通过拖拽油缸与尾盾（303）相连，推进油缸（305）分布在中盾（302）的上底边和下低边，其一端支撑在中盾（302）内置隔板上，其另一端支撑在新拼装完毕的管节上，此外还包括设置在盾体内部前方的人舱装置（306）；拼装方法如下：a、将正U形管片一（4052）放置到多功能小车二（404）上，且其横截面与隧道架设方向平行；b、当多功能小车二（404）将正U形管片一（4052）从隧道后方运输于隧道前方后，多功能小车二（404）小幅举升正U形管片一（4052）并逆时针旋转90°，正U形管片一（4052）的横截面由原来的与隧道架设方向平行变为垂直；c、再通过抓举装置（401）对正U形管片一（4052）进行小角度调节，将调整好的正U形管片一（4052）与架设完毕的矩形管节下底边处组对，完成对正U形管片一（4052）的安装；d、将倒U形管片一（4051）放置到多功能小车一（403）上，且其横截面与隧道架设方向平行；e、当多功能小车一（403）将倒U形管片一（4051）运输到护盾结构（3）后，多功能小车一（403）将倒U形管片一（4051）小幅举升并逆时针旋转90°，倒U形管片一（4051）的横截面由原来的与隧道架设方向平行变为垂直；f、驱动抓举装置（401）将倒U形管片一（4051）拼装到正U形管片一（4051）上并进行连接固定，完成A形矩形管节的拼装；g、同理，分别用多功能小车一（403）、多功能小车二（404）分别运输倒U形管片二（4053）、正U形管片二（4054），并利用抓举装置（401）实现对B形矩形管节的拼装，最后对已架设完毕的B形矩形管节的环形四边进行支撑，推进掘进装置施工新的开挖作业。