一种应用在电力隧道工程中的施工装置论文和设计-胡冬海

全文摘要

本实用新型公开了一种应用在电力隧道工程中的施工装置，属于电力隧道施工技术领域，包括盾构机和管节，所述盾构机的刀盘由圆形刀盘和偏心多轴刀盘组合而成，所述偏心多轴刀盘为矩形，并由4台电机驱动；所述管节由上下两半管节构成，所述上、下两半管节左右两侧的高低不一致，两种高低不一致的半管节组合彼此的联结方式为：两侧高的上管节与两侧低的下管节组合成一环；两侧低的上管节与两侧高的下管节组合成另一环。具有空间利用率更高，工程造价相对降低等有优点。

主设计要求

1.一种应用在电力隧道工程中的施工装置，其特征在于，包括盾构机和管节，所述盾构机的刀盘由圆形刀盘和偏心多轴刀盘组合而成，所述偏心多轴刀盘为矩形，并由4台电机驱动；所述管节由上下两半管节构成，所述上、下两半管节左右两侧的高低不一致，两种高低不一致的半管节组合彼此的联结方式为：两侧高的上管节与两侧低的下管节组合成一环；两侧低的上管节与两侧高的下管节组合成另一环。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种应用在电力隧道工程中的施工装置，其特征在于，所述上下两半管节之间和管节与管节之间都用螺栓联结。

3.根据权利要求1所述的一种应用在电力隧道工程中的施工装置，其特征在于，所述管节上设有密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种应用在电力隧道工程中的施工装置，其特征在于，所述矩形偏心多轴刀盘的尺寸是3.3m×3.3m。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于电力隧道施工技术领域，尤其涉及一种应用在电力隧道工程中的施工装置。

背景技术

随着我国城市轨道交通事业的高速发展，地铁隧道盾构机市场保有量近年来呈爆发式增长，已达到了高峰期。相对而言，市政管线(含电力隧道)盾构机市场应用现仍处在起步阶段，目前国内专用于各类市政工程管线施工的3-5m直径的盾构机数量仅为20台左右。根据国家大力推进城市综合管廊及海绵城市建设等相关产业政策导向，未来市政管线盾构机在各类市政管线及综合管廊工程施工中的推广应用前景将十分广阔。

市政管线盾构机专门应用于电力、热力、燃气、给水、雨水、污水、再生水、输油管道等各类市政管线工程施工，管径相对较小(1-5m)，埋深也较浅，一般在4-9m；地铁隧道盾构机专门应用于地铁隧道施工，管径相对较大，埋深也较深，一般10m以上。现在国内地铁普遍应用的是不小于6m的隧道，盾构机直径通常在6m左右，也有6.2m、6.5m直径的，以及大直径的11m甚至14m以上的隧道。市政管网建设中管道断面直径一般小于5m。

目前，对于中小直径盾构机的具体统一分类尚无标准，一般说来直径0.2-2.0m为微型盾构机；2.0-4.2m为小型盾构；4.2-7.0m为中型盾构，7.0-12.0m叫大型盾构和大于12.0m的超大型盾构。在欧美等工业发达国家使用盾构机进行施工的城市隧道已占90％以上。在我国，由于投资力度和安全环保重视程度等诸多原因，仍未实现大面积推广，主要集中在地铁、水利等重大投资基础建设领域。市政管道开挖采用盾构法并不常见，多采用分段的顶管法，严重滞约了非开挖隧道管廊工程的建设发展。

目前，电力隧道管廊工程过去一直采用明挖法施工，随着城市经济的发展，地下管线的增多，采用明挖法施工的可行性越来越低。近几年采用暗挖法施工的工程数量在不断增加，但大多采用大尺寸圆形截面的盾构机。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种应用在电力隧道工程中的施工装置。包括盾构机和管节，所述盾构机的刀盘由圆形刀盘和偏心多轴刀盘组合而成，所述偏心多轴刀盘为矩形，并由4台电机驱动；所述管节由上下两半管节构成隧道主体，所述上、下两半管节左右两侧的高低不一致，两种高低不一致的半管节组合彼此的联结方式为：两侧高的上管节与两侧低的下管节组合成一环；两侧低的上管节与两侧高的下管节组合成另一环。

所述上下半管节之间和管节与管节之间都用螺栓联结。

所述管节上设有密封圈。

所述矩形偏心多轴刀盘的尺寸是3.3m×3.3m。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的一种应用在电力隧道工程中的施工装置，其采用小型矩形截面盾构，使得空间利用率更高，约节约空间35％以上，工程造价相对降低。半管节矩形盾构可以进行长距离施工，整体受力情况良好，管节之间的接缝少，可以有效防止漏水。

附图说明

图1为本实用新型盾构机刀盘的正面视图；

图2为本实用新型偏心多轴刀盘的结构示意图；

图3为半管节矩形盾构的上管节的结构示意图；

图4为半管节矩形盾构的下管节的结构示意图；

图5为本实用新型所述管节连接后的结构示意图。

具体实施方式

一种应用在电力隧道工程中的施工装置，包括盾构机和管节1，如图1、图2、图3、图4、图5所示，所述盾构机的刀盘由圆形刀盘2和偏心多轴刀盘3组合而成，所述偏心多轴刀盘为矩形，并由4台电机驱动；所述管节1由上管节11、下管节12构成隧道主体，所述上、下两半管节左右两侧的高低不一致，两种高低不一致的半管节组合彼此的联结方式为：两侧高的上管节11与两侧低的下管节12组合成一环；两侧低的上管节11与两侧高的下管节12组合成另一环；

所述上下半管节之间和管节与管节之间都用螺栓联结；

所述管节上设有密封圈；

所述矩形偏心多轴刀盘3的尺寸是3.3m×3.3m；

附图1所示的是3.3m×3.3m盾构机刀盘的正面视图。它采用圆形刀盘和偏心多轴刀盘组合形式。

圆刀盘的主要技术参数：

(1)刀盘输出转速：0～1.8rpm；

(2)刀盘转矩：578kN-m；

(3)α系数：28.7；

附图2是偏心多轴刀盘，它由4台附图3所示的5.5kW电机驱动。

盾构施工从构成隧道主体管片(节)的多少这一角度来区分盾构施工的种类，可分成三种：当采用整环管节构成隧道主体时称之为管节盾构施工法；当采用上下两半管节构成隧道主体时称之为半管节盾构施工法；当采用三片或三片以上管片构成隧道主体时称之为管片盾构施工法。

附图3所示的是半管节矩形盾构的上管节。上管节有两种规格：一种的左右两侧高些，另一种的左右两侧低些。

附图4所示的是半管节矩形盾构的下管节。下管节也有两种规格：一种的左右两侧高些，另一种的左右两侧低些。

两侧高些的上管节与两侧低些的下管节组合成一环；两侧低些的上管节与两侧高些的下管节组合成另一环。附图5所示的就是这两种管节的组合彼此的联结。

上下管节之间和管节与管节之间都用螺栓联结。管节在安装之前密封圈已粘在管节上。

半管节矩形盾构与顶管相比较，其优势是可以进行长距离施工，而一般矩形顶管最长也只能是一两百米。本实用新型的半管节矩形盾构与普通的类矩形(尚不能做成矩形)管片盾构相比，其优势是整体受力情况良好，管节之间的接缝少，可以有效的防止漏水的现象发生；半管节矩形盾构若是在软土中顶进，任何断面形状都可以。

实际应用中，针对液流电池储能调峰电站示范项目接入系统设计工程，整个路径电力隧道全部位于主干路，变电所一期工程采用矿山法暗挖施工，沉降过大、爆破扰民、渗水带来的诸多问题导致工程多次停工，工期比预期延长一年以上。本期工程采用盾构法施工，但电力隧道截面一般为内径3m以内，国内普遍应用与地铁、市政管廊的圆形截面盾构机存在截面过大、空间浪费严重、造价过高的问题，而采用小截面矩形盾构机，以上问题都将迎刃而解。

以下为本实用新型的小截面矩形盾构机的具体设计参数：

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

设计图

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