阅读说明：本技术 隧道掘进盾构始发段管片运输系统及方法 (Tunnel piercing shield launching section section of jurisdiction transportation system and method ) 是由 何源 韩晓明 黄文杰 朱金彭 朱宏欣 刘华 钟涵 宣炳鹏 李家洋 吕鑫磊 于 2019-08-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种隧道掘进盾构始发段管片运输系统及方法,包括两台运输小车及轨道,运输小车支撑桁架和运输传动装置,1#运输小车轨道垂直于2#运输小车轨道。过渡轨道横置固定在2#运输小车上,1#运输小车支撑在2#运输小车上,运输传动装置设置在1#、2#运输小车支撑桁架上。方法包括1)卷扬机的钢丝绳端头与1#运输小车一端连接后拉动1#运输小车向着2#运输小车方向行驶,2)卷扬机的钢丝绳端头与2#运输小车一端连接后载着1#运输小车及管片向着管片拼装机方向行驶,3)2#运输小车载着1#运输小车各自返程复位。本发明提高了管片运输工效,解决了小净空的地下空间输送小车难以转向输送管片至至管片拼装机的难题。(The invention discloses a kind of tunnel piercing shield launching section section of jurisdiction transportation system and method, including two travelling bogies and track, travelling bogie sub-truss and transport transmission device, 1# travelling bogie track is perpendicular to 2# travelling bogie track.Transition track is horizontal to be fixed on 2# travelling bogie, and 1# travelling bogie is supported on 2# travelling bogie, and transport transmission device is arranged on 1#, 2# travelling bogie sub-truss.Method after 1) steel wire rope end head of hoist engine is connect with 1# travelling bogie one end including pulling 1# travelling bogie towards 2# travelling bogie direction running, 2) steel wire rope end head of hoist engine carries 1# travelling bogie and section of jurisdiction towards duct piece assembling machine direction running after connecting with 2# travelling bogie one end, 3) 2# travelling bogie carries 1# travelling bogie respectively return resets.The present invention improves section of jurisdiction transport work efficiency, solves the problems, such as that the underground space transport trolley of small headroom is difficult to turn to conveying section of jurisdiction to duct piece assembling machine.)

隧道掘进盾构始发段管片运输系统及方法

技术领域

本发明涉及一种用于支护隧道内壁的管片运输系统，特别涉及一种用于过江隧道盾构掘进施工、且与工作井相邻的明挖暗埋未设加深段内盾构始发时的管片运输系统，属于隧道施工技术领域。

背景技术

大直径（11m≤Φ≤14m）泥水平衡盾构法施工过江隧道受项目投资、施工环境、与既有线路连接等条件制约，往往不具备理想的盾构施工条件，因此出现盾构分体始发、盾构过站始发等特殊始发形式和管片运输方式。明挖暗埋段是公路盾构隧道从地上段向盾构隧道段过渡的分段之一，其连接敞开段与盾构工作井，在盾构始发时一般将盾构机后配套台车置于明挖暗埋段中。在具有工作井紧邻的明挖暗埋段结构未设加深段的特点的某河底隧道项目中，通过2～3台车桁吊吊卸管片至喂片机，再通过运输系统将管片输送至管片拼装机拼装。管片需要先垂直其轴线横向移动，再沿着其轴线的纵向移动至管片拼装机拼装隧道内壁，输送小车需要在狭小的地下空间进行90°转向后才能实现上述动作，存在着在小净空的地下空间输送小车难以转向输送管片至至管片拼装机的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道掘进盾构始发段管片运输系统，使用该系统能将管片从横向运输改变成纵向运输，可实现盾构始发掘进期间的管片供应。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

一种隧道掘进盾构始发段管片运输系统，包括1#运输小车、2#运输小车、1#运输小车轨道、2#运输小车轨道、1#运输小车支撑桁架、2#运输小车支撑桁架、一对管片托架和运输传动装置，1#运输小车和2#运输小车结构相同，分别包括小车车体和通过对应的小车车体下侧的轮箱支撑在小车车体下的两对车轮；1#运输小车轨道固定在1#运输小车支撑桁架的顶面上，2#运输小车轨道固定在2#运输小车支撑桁架的顶面上；管片托架呈斜坡状，一对管片托架的倾斜面外高内低地成对固定在1#运输小车的纵向的顶面上，管片底部支撑在一对管片托架上；1#运输小车支撑桁架底部支撑在第一隧道底面上，2#运输小车支撑桁架底部支撑在第二隧道底面上，1#运输小车轨道垂直于2#运输小车轨道；1#运输小车下侧的两对车轮分别通过1#运输小车轨道支撑在1#运输小车支撑桁架的顶面上，过渡轨道横置固定在2#运输小车上，2#运输小车下侧的两对车轮分别通过2#运输小车轨道支撑在2#运输小车支撑桁架的顶面上；1#运输小车行驶到1#运输小车轨道与2#运输小车轨道相交处时，1#运输小车下侧的两对车轮通过过渡轨道支撑在2#运输小车上；运输传动装置设置在1#运输小车支撑桁架和2#运输小车支撑桁架上。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

进一步的，所述运输传动装置包括卷扬机和5个定滑轮，卷扬机设置在1#运输小车支撑桁架远离2#运输小车支撑桁架一端外的地面上，1#定滑轮和2#定滑轮分别垂直设置在1#运输小车支撑桁架的上侧两端中，3#定滑轮垂直设置在1#运输小车支撑桁架和2#运输小车支撑桁架垂直相交处外侧的固定结构上，4#定滑轮设置在2#运输小车支撑桁架靠近1#运输小车支撑桁架一端的中部上，5#定滑轮倾斜设置在2#运输小车支撑桁架靠近1#运输小车支撑桁架一端的上侧；卷扬机释放的钢丝绳一端绕过数个定滑轮后先后与1#运输小车端头或2#运输小车端头连接。

进一步的，第二隧道底面倾斜设置，第二隧道底面自2#运输小车支撑桁架靠近1#运输小车支撑桁架的一端向着2#运输小车支撑桁架另一端方向降坡，降坡的坡度为3%～5%。

进一步的，在1#运输小车支撑桁架和2#运输小车支撑桁架的垂直相交处，过渡轨道和1#运输小车轨道的轨距相等，轨顶面平齐。

进一步的，1#运输小车轨道远离过渡轨道的一端和过渡轨道远离1#运输小车轨道的一端分别设有垂直车挡。

一种隧道掘进盾构始发段管片运输系统的方法，包括以下步骤：

1）卷扬机的钢丝绳端头与1#运输小车一端连接

释放卷扬机卷筒上的钢丝绳，钢丝绳倾斜上升至1#定滑轮，水平支撑在1#定滑轮和2#定滑轮上，然后绕过3#定滑轮翻转180°后与载着管片的1#运输小车一端相连；用连接板固定连接1#运输小车轨道端头与2#运输小车上侧的过渡轨道端头。

2）卷扬机的钢丝绳拉动1#运输小车向着2#运输小车方向行驶

卷扬机卷筒收紧钢丝绳，拉动载着管片的1#运输小车向着2#运输小车方向行驶，直至1#运输小车从1#运输小车轨道端头行驶到2#运输小车上侧的过渡轨道上接触垂直车挡后停止。

3）卷扬机的钢丝绳端头与2#运输小车一端连接

解除钢丝绳端头与1#运输小车一端的连接，释放卷扬机卷筒的钢丝绳，钢丝绳经过1#定滑轮和2#定滑轮上的水平支撑后，再绕过4#定滑轮和5#定滑轮与2#运输小车的一端连接。

4）2#运输小车载着1#运输小车及管片向着第二隧道内管片拼装机方向行驶

拆除连接板后，卷扬机缓慢释放钢丝绳，2#运输小车载着1#运输小车及管片行驶在因第二隧道底面降坡而倾斜的2#运输小车轨道上，在钢丝绳的拖拽力和2#运输小车、1#运输小车和管片的自重分力的共同作用下，2#运输小车载着1#运输小车及管片缓慢向着管片拼装机方向行驶；直至2#运输小车载着1#运输小车及管片下滑行驶至管片拼装机下侧就位后卸下管片，完成管片的运输。

5）2#运输小车载着1#运输小车各自返程复位

卷扬机再次收紧钢丝绳，2#运输小车载着1#运输小车向着1#运输小车轨道方向行驶，直至2#运输小车到达1#运输小车支撑桁架与2#运输小车支撑桁架的相交处；在用连接板连接2#运输小车上侧的过渡轨道端头与1#运输小车轨道端头后，解除钢丝绳端头与2#运输小车的连接；然后将钢丝绳端头与2#运输小车上的1#运输小车另一端连接；卷扬机继续收紧钢丝绳，拉动1#运输小车从过渡轨道行驶到1#运输小车轨道上，此时2#运输小车停在过渡轨道端头与1#运输小车轨道端头对接的初始位置上；卷扬机继续收紧钢丝绳，1#运输小车沿着1#运输小车轨道向着远离2#运输小车支撑桁架方向行驶至初始接管片处，完成一个工作循环。

本发明采用承载管片的1#运输小车支撑在一对过渡轨道上，一对过渡轨道固定在2#管片运输小车上的结构，从而实现了2#运输小车载着1#运输小车及管片从垂直于其轴线的1#运输小车轨道到平行于其轴线的2#运输小车轨道的90°转向运输，提高了管片运输工效，解决了小净空的地下空间输送小车难以转向输送管片至至管片拼装机的难题。本发明采用1台卷扬机和5个定滑轮巧妙布置结构，通过钢丝绳与1#运输小车和2#运输小车的连接转换，以及2#运输小车支撑桁架倾斜设置的结构，实现了1台卷扬机通过钢丝绳不同连接及绕过不同定滑轮的方式和就能使得1#运输小车和2#运输小车往返行驶，降低了管片的运输成本。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图,此时钢丝绳与1#运输小车连接；

图2是1#运输小车向右行驶到2#运输小车上的结构示意图；

图3是图1的俯视图，此时1#运输小车正向右行驶；

图4是2#运输小车载着1#运输小车及管片行驶至管片拼装机下方就位的示意图；

图5是2#运输小车载着1#运输小车空车返回途中的示意图；

图6是2#运输小车载着1#运输小车空车返回至1#运输小车支撑桁架与2#运输小车支撑桁架的相交处的示意图；

图7是1#运输小车空车返回至初始接收管片位置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和孟加拉卡纳普里河底隧道工程的实施例对本发明作进一步说明，孟加拉卡纳普里河底隧道工程的明挖暗埋段未设置加深段。

如图1～图7所示，本实施例包括1#运输小车1、2#运输小车2、1#运输小车轨道3、2#运输小车轨道4、1#运输小车支撑桁架5、2#运输小车支撑桁架6、一对管片托架7和运输传动装置8，焊接钢结构件的1#运输小车1和2#运输小车2结构相同，分别包括小车车体11和通过对应的小车车体11下侧的轮箱12支撑在小车车体11下的两对车轮13。1#运输小车轨道3和#运输小车轨道4分别固定在对应的1#运输小车支撑桁架5的顶面和2#运输小车支撑桁架6的顶面上。管片托架7呈斜坡状，一对管片托架7的倾斜面外高内低地成对固定在1#运输小车1的纵向的顶面上，管片10底部支撑在一对管片托架7上。1#运输小车支撑桁架5底部支撑在第一隧道20底面上，2#运输小车支撑桁架6底部支撑在第二隧道30底面上，1#运输小车轨道3垂直于2#运输小车轨道4。1#运输小车1下侧的两对车轮13分别通过1#运输小车轨道3支撑在1#运输小车支撑桁架5的顶面上，过渡轨道21横置固定在2#运输小车2上，2#运输小车2下侧的两对车轮13分别通过2#运输小车轨道4支撑在2#运输小车支撑桁架6的顶面上。

1#运输小车1行驶到1#运输小车轨道3与2#运输小车轨道4相交处时，1#运输小车1下侧的两对车轮13通过过渡轨道21支撑在2#运输小车2上。

运输传动装置8设置在1#运输小车支撑桁架5和2#运输小车支撑桁架6上，包括卷扬机81和5个定滑轮，卷扬机81设置在1#运输小车支撑桁架5远离2#运输小车支撑桁架6一端外即图1左端的地面上，1#定滑轮82和2#定滑轮83分别垂直设置在1#运输小车支撑桁架5的上侧两端中，3#定滑轮84垂直设置在1#运输小车支撑桁架5和2#运输小车支撑桁架6垂直相交处外侧的固定结构40上，4#定滑轮85设置在2#运输小车支撑桁架6靠近1#运输小车支撑桁架5一端左侧的中部上，5#定滑轮86倾斜设置在2#运输小车支撑桁架6靠近1#运输小车支撑桁架5一端的上侧。卷扬机81释放的钢丝绳812一端绕过数个定滑轮后先后与1#运输小车1端头或2#运输小车2端头连接。

第二隧道30底面自2#运输小车支撑桁架6靠近1#运输小车支撑桁架5的一端向着2#运输小车支撑桁架6另一端方向降坡，本实施例中第二隧道30底面降坡的坡度为4%。其作用在于，当2#运输小车2载着1#运输小车1及管片10行驶在倾斜的2#运输小车轨道4上时，在钢丝绳的811拖拽力和2#运输小车2、1#运输小车1和管片10的自重分力的共同作用下，2#运输小车2可载着1#运输小车1及管片10缓慢向着第二隧道30一端的管片拼装机方向行驶。从而实现了一台卷扬机81就能驱动2#运输小车2双向行驶，节省了一台卷扬机，降低了本发明的制造成本。

如图1和图2所示，在1#运输小车支撑桁架5和2#运输小车支撑桁架6的垂直相交处，过渡轨道21和1#运输小车轨道3的轨距相等，轨顶面平齐。便于1#运输小车1从1#运输小车轨道3行驶到2#运输小车2顶面上的过渡轨道21上，使得2#运输小车2能载着1#运输小车1行驶，完成管片10 的90°转向。1#运输小车轨道3远离过渡轨道21的一端（图1和图2 的左端）和过渡轨道21远离1#运输小车轨道3的一端（图1和图2 的右端）分别设有垂直车挡9，分别用于防止1#运输小车1和2#运输小车2行驶到对应轨道的端头而脱轨。

一种使用隧道掘进盾构始发段管片运输系统的方法，包括以下步骤：

在图1～图7中，空心箭头表示1#运输小车1或2#运输小车2的行驶方向，箭头表示钢丝绳812的走线方向。

1）卷扬机81的钢丝绳812端头与1#运输小车1一端连接

如图1所示，卷扬机卷筒811先顺时针旋转释放其上的钢丝绳812，钢丝绳812倾斜上升至1#定滑轮82，水平支撑在1#定滑轮82和2#定滑轮83上，然后绕过3#定滑轮84翻转180°后与载着管片10的1#运输小车1右端相连，用连接板41固定连接1#运输小车轨道3右端端头与2#运输小车2上侧的过渡轨道21的左端端头。

2）卷扬机8的钢丝绳812拉动1#运输小车1向着2#运输小车2方向行驶

如图1～图3所示，卷扬机卷筒811逆时针旋转收紧钢丝绳812，拉动载着管片10的1#运输小车向着2#运输小车2方向即向右行驶，直至1#运输小车1从1#运输小车轨道3端头行驶到2#运输小车2上侧的过渡轨道21上接触垂直车挡9后停止。

3）卷扬机81的钢丝绳812端头与2#运输小车一端连接

如图2和图4所示，解除钢丝绳812端头与1#运输小车1右端的连接，卷扬机卷筒811再次顺时针旋转释放其上的钢丝绳812，钢丝绳812经过1#定滑轮82和2#定滑轮83上的水平支撑后，再绕过4#定滑轮85和5#定滑轮86与2#运输小车2的一端连接。

4）2#运输小车2载着1#运输小车1及管片10向着第二隧道30内管片拼装机方向行驶

如图4所示，拆除连接板41后，卷扬机卷筒811顺时针旋转缓慢释放钢丝绳812，2#运输小车2载着1#运输小车1及管片10行驶在因第二隧道30底面降坡而倾斜的2#运输小车轨道上，在钢丝绳812的拖拽力和2#运输小车2、1#运输小车1和管片10的自重分力的共同作用下，2#运输小车2载着1#运输小车1及管片10缓慢向着管片拼装机方向行驶。直至2#运输小车2载着1#运输小车2及管片10下滑行驶至管片拼装机下侧就位后卸下管片10，完成管片10的运输。

5）2#运输小车2载着1#运输小车1各自返程复位

如图5～图7所示，卷扬机卷筒811逆时针旋转收紧钢丝绳812，2#运输小车2载着1#运输小车1向着1#运输小车轨道3方向行驶，直至2#运输小车2到达1#运输小车支撑桁架5与2#运输小车支撑桁架6的相交处。在用连接板41连接2#运输小车2上侧的过渡轨道21左端端头与1#运输小车轨道3右端端头后，解除钢丝绳812端头与2#运输小车2的连接。然后将钢丝绳812端头与2#运输小车2上的1#运输小车1左端连接。卷扬机81继续收紧钢丝绳812，拉动1#运输小车1从过渡轨道21向左行驶到1#运输小车轨道3上，此时2#运输小车2停在过渡轨道21左端端头与1#运输小车轨道3右端端头对接的初始位置上。卷扬机81继续收紧钢丝绳812，1#运输小车1沿着1#运输小车轨道3向着远离2#运输小车支撑桁架6方向行驶至初始接管片处，完成一个工作循环。

本发明用于孟加拉卡纳普里河地隧道工程左线盾构始发的管片运输施工，切实解决了过江盾构隧道工程明挖暗埋段未设加深段的情况下盾构始发阶段的管片运输问题。管片从工作井上门机吊运至1#运输小车，经过前述步骤，管片从1#运输小车行驶到2#运输小车上，改变了管片运输方向至管片拼装机下侧就位，整个过程只需12分钟，满足始发阶段管片拼装速度要求。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。