一种用于缩口竖井的顶管拼装系统的制作方法

本实用新型涉及顶管相关领域，更具体地说，涉及一种用于缩口竖井的顶管拼装系统。

背景技术：

随着城市化建设的推进，各个城市的地面建筑逐渐增多，尤其是大多数城市的核心区域，地面建筑密度越来越大。如此密集的地面建筑也给地下结构的修建带来了更多的困难，城市道路的频繁开挖也给市民的生活带来了诸多不便。顶管技术是一项非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术，一般用于市政工程。由于该开挖方法可不开挖或少开挖，所以施工期间对城市建设影响小，可不阻断道路交通，使得车辆能够正常通行，也可减小对地面基础设施的破坏和影响。所以目前大多数市政工程均会选择顶管法。

传统的顶管法需将工厂预制好的管片运输到施工现场，在工作坑内进行安装，并借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道顶入土中，重复上述步骤直至完成整段隧道顶进工作。

但此类顶管法的问题在于其施工竖井尺寸较大，施工竖井宽度一般大于顶管管节宽度。当施工沿道路布置的顶管时，导致道路开挖面积过大，经常造成道路阻断，无法通行，在某些交通要道处会给城市交通带来巨大困扰。

因此本实用新型提出了一种用于缩口竖井的顶管拼装系统，仅在道路侧方开挖较小尺寸的施工竖井，无需阻断全部道路，将工厂预制好的分片管片由施工竖井运输至顶管始发区域内，并在工作坑内现场拼装成完整的管节，并借助于顶进设备产生的顶力，将管道顶入土中。该方法不仅可以减少道路开挖面积，保证施工时地面车辆仍可正常通行；还能节约工期与施工成本，便于安装。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种用于缩口竖井的顶管拼装系统，在利用地下空间修建地下结构的施工期间，不仅可不阻断道路交通，减小对地面基础设施的破坏和影响；还能解决在较小施工竖井内的管片运输和拼装的难题，节约工期，有效降低施工成本。为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种用于缩口竖井的顶管拼装系统，其特征在于，该系统位于顶管始发区域，包含施工竖井以及与之相连的顶管顶进区域；施工竖井包含靠近地面的上部缩小区以及下部扩大区；施工竖井下部扩大区内设置千斤顶及反力墙区、顶铁及拼装设备区，以及管片拼装区；顶管的每一管节由多个管片拼装而成，管片通过施工竖井的上部缩小区后，调整姿态，在施工竖井的下部扩大区内完成拼装；千斤顶及反力墙区包含用于顶管顶进的反力墙及顶进千斤顶；顶铁及拼装设备区包含用于辅助管节顶进的顶铁及位于其空间内部的管片拼装设备；管片拼装设备的主体台车位于顶铁内部空间，主体台车上设置有伸缩臂，伸缩臂能伸出至管片拼装区以辅助管片拼装；管片拼装区用于管片的姿态调整及拼装；通过对管片的拼装、连接并设置相应防水措施，使其形成整体的完整管节，并在顶进千斤顶及反力墙的配合下，完成顶管拼装与顶进的全部过程。

进一步的，所述顶铁外侧包含伸入管片拼装区的钢模板，钢模板能在顶管管片拼装时辅助管片定位；所述顶铁内侧包含侧壁管片固定装置，该装置能侧壁管片进行固定；所述顶铁底部结构上表面设置有导轨，以便于位于其上的管片拼装设备整体横向移动。

进一步的，所述主体台车能在设置于顶铁底部结构上表面的导轨上横向移动；所述伸缩臂能在主体台车的框架上竖向移动，并能伸出至管片拼装区以辅助管片拼装；所述伸缩臂前部设置有用于连接固定侧壁管片的插销，插入侧壁管片上的预留孔对其进行搬运就位；所述伸缩臂前部还设置有用于承托顶管顶部管片的托架。

进一步的，在所述顶铁及拼装设备区以及管片拼装区下部设置纵向轨道，用于辅助顶铁及管片纵向顶进；在所述管片拼装区下部设置有用于顶管底部管片就位的横向轨道，横向轨道上设置有搬运小车，顶管底部管片在搬运小车及地面吊装系统的共同作用下横向移动到位；所述纵向轨道在与所述横向轨道在交叉处局部断开；所述管片拼装区下部设置有底部千斤顶，底部千斤顶能将横向移动到位的顶管底部管片托起及落下。

进一步的，搬运小车带有升降、旋转和伸缩机构，能够通过上述机构的运动，从顶管底部管片下方撤出，并避让至安全区内。

相对于现有技术，本实用新型所述一种用于缩口竖井的顶管拼装系统具有以下优势：

一种用于缩口竖井的顶管拼装系统，其特征在于，该系统位于顶管始发区域，包含施工竖井以及与之相连的顶管顶进区域；施工竖井包含靠近地面的上部缩小区以及下部扩大区；施工竖井下部扩大区内设置千斤顶及反力墙区、顶铁及拼装设备区，以及管片拼装区；顶管的每一管节由多个管片拼装而成，管片通过施工竖井的上部缩小区后，调整姿态，在施工竖井的下部扩大区内完成拼装；千斤顶及反力墙区包含用于顶管顶进的反力墙及顶进千斤顶；顶铁及拼装设备区包含用于辅助管节顶进的顶铁及位于其空间内部的管片拼装设备；管片拼装设备的主体台车位于顶铁内部空间，主体台车上设置有伸缩臂，伸缩臂能伸出至管片拼装区以辅助管片拼装；管片拼装区用于管片的姿态调整及拼装；通过对管片的拼装、连接并设置相应防水措施，使其形成整体的完整管节，并在顶进千斤顶及反力墙的配合下，完成顶管拼装与顶进的全部过程。

由于采用缩口竖井的顶管拼装系统施工，该开挖方法减少施工竖井在地面的占地面积，因此施工期间对城市建设影响小，可不阻断全部道路交通，使得车辆仍能够通行，也可减小对地面基础设施的破坏和影响。且采用缩口竖井的顶管拼装系统及拼装方法可以解决管片尺寸过大导致的运输困难问题，降低施工成本，便于施工，提高施工效率，有效节约部分工期。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1为顶管顶进方向的侧视图；

图2为顶管顶进方向俯视图(主体台车未工作时)；

图3为顶管顶进方向的俯视图；

图4为顶管顶进方向的正视图；

图5为顶管顶进方向底部千斤顶工作时的正视图；

图6为管片全部就位时的正视图；

附图标记说明：

1.施工竖井上部缩小区；2.施工竖井下部扩大区；3.反力墙；4.顶进千斤顶；5.顶铁；6.主体台车；7.伸缩臂；8.钢模板；9.侧壁管片固定装置；10.侧壁管片；11.导轨；12.插销；13.纵向轨道；14.顶管底部管片；15.横向轨道；16.搬运小车；17.地面吊装系统；18.底部千斤顶；19.顶管顶部管片。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参看图1-6，本实用新型专利提供一种用于缩口竖井的顶管拼装系统，该系统位于顶管始发区域，包含施工竖井以及与之相连的顶管顶进区域；施工竖井包含靠近地面的上部缩小区(1)以及下部扩大区(2)；施工竖井下部扩大区(2)内设置千斤顶及反力墙区、顶铁及拼装设备区，以及管片拼装区；顶管的每一管节由多个管片拼装而成，管片通过施工竖井的上部缩小区后，调整姿态，在施工竖井的下部扩大区内完成拼装；千斤顶及反力墙区包含用于顶管顶进的反力墙(3)及顶进千斤顶(4)；顶铁及拼装设备区包含用于辅助管节顶进的顶铁(5)及位于其空间内部的管片拼装设备；管片拼装设备的主体台车(6)位于顶铁(5)内部空间，主体台车(6)上设置有伸缩臂(7)，伸缩臂(7)能伸出至管片拼装区以辅助管片拼装；管片拼装区用于管片的姿态调整及拼装；通过对管片的拼装、连接并设置相应防水措施，使其形成整体的完整管节，并在顶进千斤顶及反力墙的配合下，完成顶管拼装与顶进的全部过程。

进一步的，所述顶铁(5)外侧包含伸入管片拼装区的钢模板(8)，钢模板(8)能在顶管管片拼装时辅助管片定位，仅需将侧壁管片(10)的外侧紧贴钢模板(8)即可对侧壁管片(10)快速定位；所述顶铁(5)内侧包含侧壁管片固定装置(9)，该装置能旋转并进入所述管片拼装区，侧壁管片(10)就位后，通过侧壁管片固定装置(9)与侧壁管片(10)的紧密接触，对其进行固定，令其在随后的顶部管片(19)拼装时，侧壁管片(10)不会偏移导致错位无法拼装；所述顶铁(5)底部结构上表面设置有导轨(11)，以便于位于其上的管片拼装设备整体横向移动，便于接放及拼装侧壁管片(10)和顶管顶部管片(19)。

进一步的，所述主体台车(6)能在设置于顶铁(5)底部结构上表面的导轨(11)上横向移动；所述伸缩臂(7)能在主体台车(6)的框架上竖向移动，并能伸出至管片拼装区以辅助管片拼装；所述伸缩臂(7)前部设置有用于连接固定侧壁管片(10)的插销(12)，能插入侧壁管片(10)上的预留孔对其进行搬运就位；所述伸缩臂(7)前部还设置有用于承托顶管顶部管片的托架，以辅助顶部管片(19)进行调整方向和拼装。

进一步的，在所述顶铁及拼装设备区以及管片拼装区下部设置纵向轨道(13)，用于辅助顶铁(5)及管片纵向顶进；在所述管片拼装区下部设置有用于顶管底部管片(14)就位的横向轨道(15)，横向轨道(15)上设置有能横向移动的搬运小车(16)，顶管底部管片(14)在搬运小车(16)及地面吊装系统(17)的共同作用下横向移动到位；所述纵向轨道(13)在与所述横向轨道(15)在交叉处局部断开；所述管片拼装区下部设置有底部千斤顶(18)，底部千斤顶(18)能将横向移动到位的顶管底部管片(14)托起及落下，辅助搬运小车(16)从顶管底部管片(14)下部撤出，待搬运小车(16)安放好后，底部千斤顶(18)下落，将底部管片(14)放于指定位置。

进一步的，搬运小车(16)带有升降、旋转和伸缩机构，能够通过上述机构的运动，从顶管底部管片(14)下方撤出，并避让至安全区内。

进一步的，施工过程包括以下步骤：

1)将顶管底部管片(14)竖向姿态由施工竖井的上部缩小区(1)吊运下放，调整姿态，一端置于管片拼装区的搬运小车(16)上，顶管底部管片(14)在搬运小车(16)的作用下，由竖向姿态转换为水平姿态放置，顶管底部管片(14)在搬运小车(16)的运载下沿横向导轨(15)移动，将顶管底部管片(14)运送至指定位置；

2)当顶管底部管片(14)被运送到指定位置后，顶管管片拼装区下部的底部千斤顶(18)将横向移动到位的顶管底部管片(14)托起，待搬运小车(16)从顶管底部管片(14)下部撤出并避让至安全区后再次落下，并将顶管底部管片(14)安放到位；

3)将侧壁管片(10)以竖向姿态由施工竖井吊运下放，此时管片拼装设备主体台车(6)沿其导轨(11)移动，接近侧壁管片(10)后其上的伸缩臂(7)伸出，其前端的插销(12)插入侧壁管片(10)上的预留孔内，侧壁管片(10)随拼装设备主体台车(6)的移动就位，并与顶管底部管片(14)进行拼接，为便于安装，利用顶铁(5)外侧的钢模板(8)对顶管侧壁管片(10)进行限位；

4)侧壁管片(10)就位后，位于顶铁(5)内部的侧壁管片固定装置(9)旋转并对侧壁管片(10)进行固定，伸缩臂(7)收回并移回原位；

5)将顶管顶部管片(19)以竖向姿态由施工竖井的上部缩小区(1)吊运下放，伸缩臂(7)伸出至管片拼装区，并伸入至顶管顶部管片(19)顶角部分，通过伸缩臂(7)的上下移动和管片拼装设备主体台车(6)的横向移动，调整管片姿态，使顶管顶部管片(19)安放于指定位置；

6)待全部管片被安放于指定位置后，根据管片连接方式的不同，对管片进行拼接、固定，并按要求布置防水措施；若为插接方式连接，则在每个管片被安放到指定位置，并确认位置正确、无偏差后，进行插接相连；若为拼接螺栓方式连接，则在每个管片被安放到指定位置，并确认位置正确、无偏差后，进行螺栓连接和固定；

7)待管片全部拼接完成，形成密封止水的完好管节后，利用顶进千斤顶(4)及反力墙(3)等相应顶管设备进行顶进；

8)前一管节顶进完成后，顶进千斤顶(4)及顶铁(5)、管片拼装设备退回到初始位置；

9)重复上述全部步骤，进行下一管节的管片拼装及顶进。