盾构机编组列车行走平台、行走方法及盾构机后配套拖车与流程

本发明涉及盾构机技术领域，特别涉及一种盾构机编组列车行走平台、行走方法及盾构机后配套拖车。

背景技术：

使用盾构机挖掘隧道时，盾构机的主机用于在隧道最前方挖掘掌子面上的泥土，盾构机主机的后端牵拉有后配套拖车，后配套拖车包括多节车厢，每一节车厢称为一个台车，盾构机后配套拖车用于承载盾构机主机的控制系统等配套设备，盾构机后配套拖车设有“门”字形通道，用于供沿隧道通行的编组列车穿过“门”字形通道直接到达盾构机主机的后端，编组列车能将盾构机主机挖掘隧道时产生的泥浆、沙砾、卵石等各种类型的渣土运送到隧道外，并可兼顾把管片、背衬浆料等各种材料运进隧道内。

图1是现有技术中盾构机的台车中通行编组列车的截面图。如图1所示，台车11的顶板1102和两个侧板构成“门”字形通道1101，隧道12的底部设有轨道支架13，在轨道支架13上铺设地表轨道，台车11和编组列车14在地表轨道上行走，当编组列车14到达盾构机的后配套台车后方时，编组列车14驶入“门”字形通道1101内。

图2是现有技术中编组列车在隧道内地表轨道运行的俯视图，由图2可知，编组列车14行驶到台车11的后端时，过渡到中间的两条地表轨道1105上，然后编组列车14从台车11的“门”字形通道1101继续向前行驶到达盾构机主机后端，其中，“门”字形通道1101中铺设的地表轨道1105是在隧道地面上，在挖掘隧道过程中，盾构机主机不断挖掘出新的隧道，而新的隧道地面上需要及时铺设地表轨道。

现有的这种形式的台车及一边挖掘隧道一边铺设地表轨道的作业方式存在以下问题：一是减缓施工进度，盾构机施工过程中会不断产生渣土，施工过程中需要编组列车穿过盾构机后配套拖车并到达盾构机主机的后方将新产生的渣土不断运送出隧道，随着盾构机不断挖掘出新的隧道，需要在新的隧道中安装管片及在管片的背面填充背衬浆料，管片和背衬浆料也需要编组列车运送到达盾构机后方，为了保证编组列车及时通行，随着新的隧道的挖掘，需要在台车的“门”字形通道内及时铺设新的地表轨道，由于台车的“门”字形通道空间狭小，在“门”字形通道内铺设地表轨道十分困难，需要较长施工时间，并且“门”字形通道内施工时，编组列车不能进入，编组列车在铺设轨道的这段时间内需要在盾构机后部等待，这就造成施工进度缓慢；二是台车结构强度低，台车需要保留“门”字形通道，台车的底板1103由设置在台车11的轮子1104侧边的两部分组成，这样的结构强度低，整个台车形状结构布置的不合理。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种盾构机编组列车轨道行走平台，通过设置该行走平台，能降低铺设轨道的施工难度。本发明另一个要解决的技术问题是提供一种盾构机后配套拖车，该盾构机后配套拖车的结构强度大，使用方便。本发明再一个要解决的技术问题是提供一种盾构机编组列车行走方法，该行走方法提高了编组列车运输物料的效率。

为解决上述技术问题，本发明的第一方面是：提供一种盾构机编组列车轨道行走平台，该行走平台包括固定在盾构机后配套拖车的各节台车底部的台车平台，及在相邻的该台车平台之间设置的搭接平台，该台车平台和搭接平台上铺设有用于供编组列车通行的平台轨道，盾构机后配套拖车的最后一节台车底部的该台车平台后端连接有过渡装置，该过渡装置用于将隧道中铺设的地表轨道与该平台轨道相连接。

在本发明盾构机编组列车行走平台的另一个实施例中，该过渡装置包括过渡板，该过渡板的前端铰接在盾构机后配套拖车的最后一节台车上的该台车平台的后端，该过渡板的底面安装有行走轮，该过渡板的表面铺设有过渡轨道，该过渡轨道的前端与该平台轨道对接，该过渡轨道的末端与地表轨道对接。

在本发明盾构机编组列车行走平台的另一个实施例中，该过渡轨道是道岔。

在本发明盾构机编组列车行走平台的另一个实施例中，该台车平台包括两根轨道承载梁，该搭接平台包括两根连接梁，该轨道承载梁的端部和该连接梁的端部均设有销轴孔，该销轴孔的孔轴垂直于水平地面，并且沿该台车平台和该搭接平台相连接的方向延伸扩大形成长孔，该轨道承载梁和相邻的该连接梁端部的该销轴孔叠置并由插入的销轴连接。

在本发明盾构机编组列车行走平台的另一个实施例中，该轨道承载梁的端部设有加强板，该加强板固定在该轨道承载梁所在的该台车平台上并支撑该轨道承载梁伸出该台车平台的部分；该连接梁的端部也设置有加强板，该连接梁端部的该加强板固定在该连接梁所在的搭接平台上并支撑该连接梁伸出该搭接平台的部分。

在本发明盾构机编组列车行走平台的另一个实施例中，该轨道承载梁的两端固定设有与该轨道承载梁十字交叉的横梁，该搭接平台上的两根该连接梁之间设置加强连接梁，该加强连接梁的两端铰接在相邻该轨道承载梁端部的该横梁上。

在本发明盾构机编组列车行走平台的另一个实施例中，该平台轨道包括铺设在该台车平台上的台车轨道和铺设在该搭接平台上的搭接轨道，该台车轨道和该搭接轨道之间的连接部位位于该轨道承载梁和该连接梁的铰接点处，该台车轨道和该搭接轨道的端头均设置为斜切口，该台车轨道和搭接轨道端头的切口线相平行，且切口线之间的间距范围为10mm-20mm。

本发明的第二方面是：提供一种盾构机编组列车行走方法，该行走方法采用第一方面中的任一种行走平台，该行走方法包括：

编组列车沿地表轨道行走至盾构机后配套拖车后端；

该编组列车由该过渡装置过渡到该平台轨道上；

该编组列车由该平台轨道行走至盾构机主机后端；

该编组列车卸料和/或装料；

该编组列车行走至该平台轨道的末端，并由该过渡装置过渡到地表轨道上；

该编组列车沿地表轨道行走至隧道外。

在本发明盾构机编组列车行走方法的另一个实施例中，该编组列车由该过渡装置过渡到该平台轨道上具体包括：该编组列车由道岔过渡到该平台轨道上，或者该编组列车由两条相应的过渡轨道直接过渡到该平台轨道上；

由该过渡装置过渡到地表轨道上具体包括：该编组列车由道岔过渡到该地表轨道上，或者该编组列车由两条相应的过渡轨道直接过渡到该地表轨道上。

本发明的第三方面是：提供一种盾构机盾构机后配套拖车，该盾构机后配套拖车采用第一方面中的任一种行走平台。

通过上述方案，本发明的有益效果是：本发明提供的盾构机编组列车行走平台包括固定在盾构机后配套拖车的各节台车底部的台车平台，及在相邻的台车平台之间设置的搭接平台，台车平台和搭接平台上铺设有用于供编组列车通行的平台轨道，盾构机后配套拖车的最后一节台车底部的台车平台后端连接有过渡装置，过渡装置用于将隧道中铺设的地表轨道与平台轨道相连接。通过设置行走平台，不需要在盾构机后配套拖车的狭窄的通道中的隧道地面铺设轨道，降低了施工难度。本发明提供的盾构机后配套拖车包含有行走平台，盾构机后配套拖车由传统的“门”字形通道改变为“口”字形通道，增强了盾构机后配套拖车的结构的强度。本发明盾构机编组列车行走方法将编组列车由盾构机后配套拖车的行走平台行走至盾构机主机后端，不需要在盾构机后配套拖车的狭窄的通道中的隧道地面铺设轨道，降低了施工难度，提高了编组列车运输物料的效率。

附图说明

图1是现有技术中盾构机的台车中通行编组列车的截面图；

图2是现有技术中编组列车在隧道内地表轨道运行的俯视图；

图3是本发明盾构机编组列车行走平台一实施例中行走平台固定在盾构机后配套拖车上的侧视图；

图4是本发明盾构机编组列车行走平台另一实施例中行走平台固定在盾构机后配套拖车上的侧视图；

图5本发明盾构机编组列车行走平台另一实施例中编组列车在行走平台上的截面图；

图6是编组列车由隧道内地表轨道过渡到本发明盾构机行走平台上的俯视图；

图7是本发明盾构机编组列车行走平台另一实施例的俯视图；

图8是图7中a部分的放大图；

图9是本发明盾构机编组列车行走方法一实施例的流程图。

图10是本发明盾构机后配套拖车一实施例的台车的截面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

下面结合附图，对本发明的各实施例进行详细说明。

图3是本发明盾构机编组列车行走平台一实施例中行走平台固定在盾构机后配套拖车上的侧视图。如图3所示，该行走平台包括固定在盾构机后配套拖车的各节台车31底部的台车平台35，并且每一节台车31的底部均固定设置有台车平台35，相邻台车平台35之间设置有搭接平台36，这样，各节台车31底部的台车平台35连接成整体的行走平台，行走平台上铺设有用于供编组列车通行的平台轨道37，编组列车由隧道内铺设的地表轨道行走至盾构机后配套拖车后端再过渡到安装在行走平台上的平台轨道37，然后编组列车由行走平台行走至盾构机主机的后端进行卸料或装料作业。

通过在盾构机后配套拖车上设置行走平台并铺设平台轨道37，不再需要在盾构机后配套拖车的通道3101内铺设轨道，随着盾构机挖掘隧道不断前行，只需要在后配套拖车的尾部接着地表轨道继续铺设轨道即可，这样就把需要在盾构机后配套拖车的通道3101内铺设的轨道转移到通道3101外铺设，由于通道3101内空间狭窄，而通道3101外空间相对比较宽敞，在通道3101外铺设轨道比在通道3101内铺设轨道方便的多，所以在盾构机后配套拖车上设置行走平台大大降低了在隧道内铺设轨道的施工难度。

盾构机后配套拖车总的长度大约85米，盾构机后配套拖车一般包括6-8节台车31，所以在每节台车31底部都设置台车平台35，各节台车平台35之间用搭接平台36连接起来，整个行走平台的长度大约85米，而编组列车的长度大约65米，行走平台的长度大于编组列车的长度，所以行走平台能够容纳下编组列车。

盾构机后配套拖车的最后一节台车底部的台车平台35的尾部连接有过渡装置38，过渡装置38用于将隧道中铺设的地表轨道与行走平台上的平台轨道37相连接。由于行走平台距离隧道的地面有高度差，而隧道中的地表轨道是铺设在隧道地面上，过渡装置38有助于编组列车由隧道地面上的地表轨道过渡到行走平台上。

图4是本发明盾构机编组列车行走平台另一实施例中行走平台固定在盾构机后配套拖车上的侧视图。如图4所示，过渡装置48包括过渡板4801，过渡板4801的前端铰接在行走平台的末端，过渡板4801的后端接近隧道地面，过渡板4801的底面安装有行走轮4802，随着盾构机主机挖掘隧道前行，过渡装置48同时跟随盾构机后配套拖车前行。过渡板4801的表面铺设过渡轨道，如果地表轨道只有两根轨道，那么该过渡轨道就不需设置为道岔，如果地表轨道是四线三轨制轨道或其他能同时行走两组及两组以上编组列车，那么该过渡轨道必须设置为相应的道岔。

为了提高物料运输效率，隧道中用于供编组列车行走的轨道多采用四线三轨制轨道或复合式轨线制轨道，四线三轨制轨道包括在隧道全程铺设的两组行走轨道，该两组行走轨道可以同时供两组编组列车行走；复合式轨线制轨道包括在隧道全程铺设的一组行走轨道和铺设在该行走轨道旁边的停靠轨道，当两组编组列车需要会车时，一组编组列车行走到停靠轨道上，另一组编组列车继续行走。

如果采用四线三轨制轨道，该轨道可同时供两组编组列车行走，该两组编组列车所在的轨道显然不能同时与行走平台上的平台轨道47对接，编组列车不能由地表轨道直接行走到平台轨道47，过渡装置48能够使该两组编组列车分别过渡到平台轨道47上。过渡板4801的表面铺设有道岔4803，道岔4803是一种使编组列车从一股道转入另一股道的线路连接设备，四线三轨制轨道上行走的两组编组列车所在的轨道为不同股道，行走平台上的轨道为另一股道，也就是说，道岔4803的前端与平台轨道47对接，道岔4803的末端与盾构机后配套拖车后端铺设的地表轨道对接，这样使盾构机后配套拖车后端不同股道上的编组列车均可以过渡到行走平台上。

图5本发明盾构机编组列车行走平台另一实施例中编组列车在行走平台上的截面图，如图5所示，台车平台85与台车81构成用于供编组列车84通行的“口”字形的通道8101。台车81自身具有一个供编组列车行走的“门”字形通道，“门”字形通道结构不紧固，台车平台85刚好与台车81的“门”字形通道构成封闭的“口”字形的通道8101，结构更加紧固，编组列车84行走在平台轨道87上时也更加平稳安全。

图6是编组列车由隧道内地表轨道过渡到本发明盾构机行走平台上的俯视图。由图6可知，盾构机编组列车行走平台后方采用四线三轨制轨道，两组编组列车54分别行走在不同的股道上，编组列车54从台车51后端的地表轨道59由过渡装置58上的道岔5801过渡到台车51的通道5101底部铺设的平台轨道57上。

图7是本发明盾构机编组列车行走平台另一实施例的俯视图，图8是图7中a部分的放大图。由图7和图8可知，台车平台65包括两根轨道承载梁6501，平台轨道67沿轨道承载梁6501铺设，这样铺设的轨道强度大，能够承受编组列车的重量；搭接平台66包括两根连接梁6601，两根连接梁6601连接相邻的台车平台上的轨道承载梁6501，每节台车底部安装的台车平台65被连接成一个整体的行走平台。

轨道承载梁6501的端部和连接梁6601的端部均设有孔轴垂直于水平地面的销轴孔6502，销轴孔6502沿台车平台65和搭接平台66相连接的方向延伸扩大形成长孔，轨道承载梁6501和相邻的连接梁6601端部的销轴孔6502叠置并插入相应的销轴610。盾构机后配套拖车跟随盾构机主机前行，行走平台需要跟随盾构机后配套拖车前行，在前行的过程中会遇到转弯情形，销轴610在销轴孔6502中有一个活动的范围，行走平台转弯时，相邻台车平台65之间可以小角度弯曲，从而实现整个行走平台的转弯。整个行走平台长度大约85米，灵活的转弯能力增强该行走平台的可靠性和实用性。

轨道承载梁的端部设有加强板611，加强板611固定在轨道承载梁所在的台车平台65上并支撑轨道承载梁6501伸出台车平台65的部分，由于平台轨道67需要承载巨大重力，而台车平台65和搭接平台66之间的铰接点是最薄弱的位置，轨道承载梁6501的两端伸出台车平台65本体而缺少支撑面，加强板611固定在台车平台65本体上并起到支撑轨道承载梁6501的作用，从而降低铰接点处断裂的可能性。同样的，连接梁6601的端部也设置有加强板611，连接梁6601端部的加强板611固定在连接梁6601所在的搭接平台66上并支撑连接梁6601伸出搭接平台66的部分，连接梁6601端部设置的加强板611与轨道承载梁6501端部的加强板611的作用相同，这里不再赘述。

轨道承载梁6501的两端固定设有与轨道承载梁6501十字交叉的横梁6503，台车平台65上的两根轨道承载梁6501端部固定在横梁6503上，从而增强整个台车平台65结构的稳定性。搭接平台66上的两根连接梁6601之间设置加强连接梁6602，在横梁6503上设置铰接点，加强连接梁6602的两端铰接在相邻轨道承载梁6501端部的横梁6503上，设置的加强连接梁6602加强了相邻台车平台65之间的连接强度。

平台轨道包括铺设在台车平台上的台车轨道6702和铺设在搭接平台上的搭接轨道6703，平台轨道需要跟随行走平台转弯，行走平台是在台车平台与搭接平台之间的铰接点处转弯，将台车轨道6702和搭接轨道6703之间的连接部位设置在轨道承载梁6501和连接梁6601的铰接点处，这样相邻台车平台之间转弯的同时，台车轨道6702和搭接轨道6703之间跟随转弯。

将台车轨道6702和搭接轨道6703的端头均设置为斜切口6701，台车轨道6702和搭接轨道6703端头的斜切口6701的切口线相平行，且切口线之间保持间距，该间距的范围d为10mm-20mm。这种倾斜设置的切口，使平台轨道在转弯时，台车轨道6702和搭接轨道6703的端头错开，防止发生干涉。

图9是本发明盾构机编组列车行走方法一实施例的流程图，如图9所示，本发明盾构机编组列车行走方法具体包括：

步骤s1：编组列车沿地表轨道行走至盾构机后配套拖车后端，编组列车将隧道施工所需的管片、背衬浆料等各种施工所需材料运进隧道内。

步骤s2：编组列车由过渡装置过渡到平台轨道上。当编组列车到达盾构机后配套拖车后端时，编组列车需要进入盾构机后配套拖车的通道，行走平台上的平台轨道离隧道地面铺设的轨道有高度差，而过渡装置前端连接平台轨道，过渡装置后端连接隧道地面铺设的轨道，所以编组列车能由过渡装置过渡到平台轨道上。这里的过渡装置上的道岔与前后连接的轨道间距匹配，道岔的类型与隧道地面铺设的轨道的股道数量匹配。也可以采取独立设置过渡装置的方式，当编组列车到达时，将过渡装置放置在对应位置，不需使用时再移走，与行走平台后端拖拉的过渡装置相比，这种独立设置的过渡装置使用时需要与前后轨道准确对接，比较麻烦。

步骤s3：编组列车由平台轨道行走至盾构机主机后端。

步骤s4：编组列车卸料或装料，盾构机主机后端安装有管片拼装机，管片拼装后，管片和外壁面和隧道的内壁面之间的间隙需采用混凝土填充，编组列车运送的管片和混凝土在盾构机主机后端使用。盾构机挖掘隧道时产生的渣土装载在编组列车上运到隧道外。当隧道内没有渣土，编组列车空车行驶到隧道外。

步骤s5：编组列车行走至平台轨道的末端，并由过渡装置过渡到地表轨道上。相同的，编组列车可以由隧道内铺设的轨道过渡到平台轨道上，也可以由平台轨道过渡到隧道内铺设的轨道上。

步骤s6：最后，编组列车沿地表轨道行走至隧道外，将渣土运出。

进一步的，步骤s2中的编组列车由道岔过渡到平台轨道上，或者编组列车由两条相应的过渡轨道直接过渡到平台轨道上。如果盾构机后配套拖车尾部的地表轨道包含有两组以上的股道，则采用道岔连接地表轨道和平台轨道，如果盾构机后配套台车尾部的地表轨道包含一组股道，可以采用与编组列车相对应的两条过渡轨道直接连接地表轨道和平台轨道。相同的，步骤s5中的编组列车从平台轨道由道岔过渡到地表轨道上，或者编组列车由两条相应的过渡轨道直接过渡到地表轨道上。

本发明盾构机编组列车行走方法使编组列车由固定在盾构机后配套拖车上的行走平台到达盾构机主机尾部，不需在台车的通道中铺设地表轨道，加快了施工进度。

图10是本发明盾构机后配套拖车一实施例的台车的截面示意图，本发明盾构机后配套拖车由多节台车91连接组成，每一节台车91的底部固定有台车平台95，每一节台车连接在一起，相邻的台车底部的台车平台95之间由搭接平台连接在一起，台车平台和搭接平台构成的整个行走平台上铺设的平台轨道供编组列车行走，这种结构的盾构机后配套拖车不需在拖车内部铺设轨道，降低了铺设轨道的施工难度。

基于以上实施例，本发明提供的盾构机编组列车行走平台包括固定在盾构机后配套拖车的各节台车底部的台车平台，相邻台车平台之间设置有搭接平台，行走平台上铺设有用于供编组列车通行的平台轨道，编组列车由隧道内铺设的轨道行走至盾构机后配套拖车后端，再过渡到平台轨道上，由平台轨道行走至盾构机主机后端。通过设置行走平台，不需要在盾构机后配套拖车的狭窄的通道中的隧道地面铺设轨道，降低了施工难度。本发明提供的盾构机后配套拖车包含有行走平台，盾构机后配套拖车由传统的“门”字形通道改变为“口”字形通道，增强了盾构机后配套拖车的结构的强度。本发明盾构机编组列车行走方法将编组列车由盾构机后配套拖车的行走平台行走至盾构机主机后端，不需要在盾构机后配套拖车的狭窄的通道中的隧道地面铺设轨道，降低了施工难度，提高了编组列车运输物料的效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。