一种应用于竖井施工的管片安装系统的制作方法

本发明涉及地下竖井的建造施工装备，特别是指一种应用于竖井施工的管片安装系统。

背景技术：

竖井施工建造过程中的管片安装系统，是一套集管片吊运、连接固定和下放的专用工程机械装备，具有吊运管片、连接固定管片，以及下放管片等功能，涉及机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术。

目前，在地下工程建造，比如采矿竖井、隧道通风竖井、地下停车场等地下工事建造中，竖井是最方便的一种通道。当前竖井施工建造过程中，大多采用边开挖边制作井壁或龙门吊下沉井壁的方法进行支护。边开挖边制作井壁的方法施工占地面积较大、效率较低，而龙门吊下沉井壁的方法需大型机械设备、机械装备结构较复杂。

技术实现要素：

本发明提出一种应用于竖井施工的管片安装系统，解决了现有竖井管片施工效率低或设备要求高的问题。本发明中的管片安装系统，管片在工厂提前预制，通过控制管片吊机沿特定轨道行走，将管片吊运至预定位置，进行拼装、连接固定以及下放，无需复杂自由度的管片拼装机，仅采用两个自行走的管片吊机即可完成拼装动作，该方法施工占地面积较小、效率高、可靠性好。

本发明的技术方案是这样实现的：一种应用于竖井施工的管片安装系统，包括管片吊运装置，所述的管片吊运装置包括管片吊机和吊机轨道，吊机轨道包括水平轨道、衔接轨道和环形轨道，水平轨道固定在支撑架i上，水平轨道通过衔接轨道与环形轨道连接，环形轨道固定在支撑架ii上，环形轨道位于竖井口的上方。

所述的吊机轨道的两端设有限位机构。

所述的支撑架i为龙门架，龙门架通过地脚螺栓固定在地面上。

所述的支撑架i上固定轨道梁，轨道梁上固定托块，水平轨道卡设在两个托块之间。

所述的支撑架ii为支架横梁，支架横梁与环形轨道连接，支架横梁与支架连接，支架固定在竖井口的地面上。

所述的管片吊机包括两组电动葫芦。

所述的两组电动葫芦之间设有防撞机构。

还包括位于竖井口处的管片下放装置。

所述的管片下放装置包括支架、垂向伸缩油缸、滑动平台和横向伸缩油缸，支架固定在竖井口的地面上，滑动平台竖向滑动设在支架上，滑动平台与支架之间设有垂向伸缩油缸，滑动平台上设有横向伸缩油缸，横向伸缩油缸与管片下放孔配合。

还包括位于竖井口处的升降式的操作平台装置。

所述的操作平台装置包括操作平台、支架横梁、定滑轮、支架、钢丝绳索和卷扬机，支架固定在竖井口的地面上，支架横梁固定在支架上，定滑轮安装在支架横梁上，操作平台位于竖井口处，操作平台与钢丝绳索的一端连接，钢丝绳索绕过定滑轮，钢丝绳索的另一端绕在卷扬机上，卷扬机固定在支架上。

所述的支架成十字形布置。

管片上设有相互配合的定位块、定位槽。

管片上面设有吊耳，吊耳的连线过管片重心，并且过吊耳两点的圆弧半径与环形轨道中心线圆弧半径相等。

本发明的优点：管片在工厂提前预制，分块运输至施工场地，施工占地面积较小；管片上布置有安装定位块，保证管片在拼装过程中上下两块管片可快速、准确拼装，效率较高，且可靠性好；通过控制管片吊机沿特定轨道行走，将管片吊运至预定位置，在操作平台上进行管片的拼装、连接固定，通过管片下放装置实现管片的下放，管片安装过程中不需要复杂自由度的管片拼装机，机械装备结构较简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1为本发明主视图。

图2为本发明俯视图。

图3为本发明龙门架侧视图。

图4为图3的局部放大图。

图中：1-始发管节、2-地脚螺栓、3-龙门架、4-水平轨道、5-管片吊机、6-衔接轨道、7-环形轨道、8-操作平台、9-管片、10-支架横梁、11-定滑轮、12-支架、13-管片下放孔、14-横向伸缩油缸、15-钢丝绳索、16-卷扬机、17-垂向伸缩油缸、18-吊耳、19-轨道梁、20-托块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和2所示，一种应用于竖井施工的管片安装系统，包括管片吊运装置、管片下放装置和升降式的操作平台装置。

管片吊运装置包括管片吊机5和吊机轨道，吊机轨道包括水平轨道4、衔接轨道6和环形轨道7，水平轨道4固定在支撑架i上，水平轨道4通过衔接轨道6与环形轨道7连接，环形轨道7固定在支撑架ii上，环形轨道7位于竖井口的上方。

如图3和4所示，支撑架i优选为龙门架3，龙门架3通过地脚螺栓2固定在地面上，龙门架3上固定轨道梁19，轨道梁19上固定托块20，水平轨道4卡设在两个托块20之间。同理，环形轨道7通过轨道梁19与支架横梁10连接固定。支撑架ii优选为支架横梁10，支架横梁10与环形轨道7连接，支架横梁10与支架12连接，支架12固定在竖井口的地面上。

吊机轨道的两端设有限位机构，保护吊机行走装置。管片吊机5包括两组电动葫芦，两组电动葫芦在同一根轨道上运行，通过程序控制实现两组电动葫芦同步或单独升降和移动，保证管片平稳吊运，两组电动葫芦之间设有防撞机构。

管片下放装置包括支架12、垂向伸缩油缸17、滑动平台和横向伸缩油缸14，支架12十字形布置固定在竖井口的地面上，滑动平台竖向滑动设在支架12上，滑动平台与支架12之间设有垂向伸缩油缸17，滑动平台上设有横向伸缩油缸14，横向伸缩油缸14与管片下放孔13配合。垂向伸缩油缸17伸出时可将横向伸缩油缸14顶升到一定高度，垂向伸缩油缸17缩回时可提供将管片9下放的压力。

操作平台装置包括操作平台8、支架横梁10、定滑轮11、支架12、钢丝绳索15和卷扬机16，支架横梁10固定在支架12上，定滑轮11安装在支架横梁10上，操作平台8位于竖井口处，操作平台8与钢丝绳索15的一端连接，钢丝绳索15绕过定滑轮11，钢丝绳索15的另一端绕在卷扬机16上，卷扬机16固定在支架12上。操作平台8由卷扬机16通过钢丝绳索15实现上下移动，操作人员在该平台上进行管片连接固定作业。

管片9在工厂提前预制，分块运输至施工场地。管片9上面布置有吊耳18，吊耳连线过管片重心，并且过吊耳两点的圆弧半径与环形轨道中心线圆弧半径相等，保证管片在吊运过程中，两吊耳始终在环形轨道中心线圆弧正下方，降低管片重心，减小管片在吊运过程中的晃动幅度。管片上布置安装有定位块、定位槽，保证管片在拼装过程中可以快速、准确拼装。管片上面设有管片下放孔13，可通过横向伸缩油缸14和垂向伸缩油缸17对其进行下放。

管片9安装前，首先对开挖井口进行预处理，然后将始发管节1、竖井掘进机等装置安装于始发井内，接着在井口周边对称布置支架12、支架横梁10、垂向伸缩油缸17、横向伸缩油缸14和卷扬机16等装置，龙门架3通过地脚螺栓2固定，在龙门架3和支架横梁10上安装吊机轨道和管片吊机5。管片9安装时，管片吊机5吊起管片9，沿水平轨道4、衔接轨道6和环形轨道7行驶到预定位置进行管片拼装，人员在操作平台8对管片9进行拼装连接工作，将相邻管片连接固定。管片上布置安装有定位块，保证上下两块管片可以准确拼装。待整环管片吊装就位并拼装连接后，管片下放装置的垂向伸缩油缸17伸出并升高到一定位置时，横向伸缩油缸14伸出并插入到管片下放孔13，靠垂向伸缩油缸17缩回的压力，将整环管片下放一个管节的高度，即完成一环管片的安装。如此循环，完成整个竖井管片的安装作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。