拼装环、管片拼装设备以及管片拼装方法与流程

本发明涉及隧道施工领域，具体涉及一种拼装环、管片拼装设备以及管片拼装方法。

背景技术：

1、管片拼装是隧道施工中的关键性步骤，隧道施工中现有的管片是四边形管片，通过k块的楔形量对管片进行锁紧，相邻管片之间安装有密封条，密封条起到隔绝地层水土压力的作用。管片拼装的速度直接影响隧道施工的效率。

2、管片拼装是指将几个弧形的管片拼装形成环形管片的过程。现有管片拼装按照以下步骤进行：掘进机掘进完毕开始拼装时，根据上一环管片拼装位置计算出本环各个管片的拼装顺序、拼装位置和拼装角度；根据计算得到的拼装顺序、位置和角度拼装每个弧形管片。

3、发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：现有技术只是考虑到在拼装各个弧形管片之前，如何确定每个弧形管片的安装顺序、角度和位置，并没有发现各个弧形管片拼装的时间，但是在这些弧形管片拼装成整环的过程依旧非常耗时。

技术实现思路

1、本发明提出一种拼装环、管片拼装设备以及管片拼装方法，用以提高管片拼装成整环的时间。

2、本发明实施例提供了一种拼装环，其特征在于，所述拼装环用于管片拼装设备；所述拼装环包括：

3、环形本体，被构造为环形的；以及

4、支撑机构，安装于所述环形本体的底部；所述支撑机构被构造为在拼装过程中为预安装的第一管片和第二管片提供支撑。

5、在一些实施例中，所述支撑机构还包括：

6、防掉落机构，位于所述拨动机构远离所述支撑机构的一侧；所述防掉落机构被构造为在拼装过程中为预安装的第三管片和第四管片提供支撑。

7、在一些实施例中，所述支撑机构还包括：

8、拨动机构，位于所述支撑机构的附近；所述拨动机构包括滑移组件以及拨动组件；所述滑移组件可滑移地安装于所述环形本体；所述拨动组件安装于所述滑移组件，以随着所述滑移组件的移动而移动；所述拨动机构被构造为拨动预安装所述第一管片和所述第二管片，以使得所述第三管片和所述第四管片与第五管片连接，进而为第六管片的安装提供空间。

9、在一些实施例中，所述支撑机构包括：

10、支撑挡块，可转动地安装于所述环形本体；以及

11、第一驱动部，与所述支撑挡块驱动连接，以驱动所述支撑挡块在回收位置和支撑位置之间切换；其中，当所述支撑挡块处于回收位置，所述支撑挡块远离待拼装的所述第一管片和第二管片；当所述支撑挡块处于支撑位置，所述支撑挡块抵顶处于预安装的所述第一管片和第二管片的周向一端。

12、在一些实施例中，所述防掉落机构包括：

13、第二驱动部，安装于所述环形本体；以及

14、挡杆，与所述第二驱动部驱动连接；所述挡杆与所述环形本体可转动连接，以在所述第二驱动部的驱动下转动，进而挡住预安装的所述第三管片和所述第四管片。

15、在一些实施例中，所述挡杆可转动地安装于所述环形本体的内环面，所述第二驱动部安装于所述环形本体的轴向端面。

16、在一些实施例中，所述防掉落机构的数量为两个，两个所述防掉落机构相对于所述支撑机构对称布置；其中一个所述防掉落机构被构造为挡住预安装的所述第三管片，另一个所述防掉落机构被构造为挡住预安装的所述第四管片。

17、在一些实施例中，所述拨动机构的滑移组件包括：

18、滑轨，安装于所述环形本体的内环面；

19、滑块，可滑动地安装于所述滑轨；以及

20、第三驱动部，与所述滑块驱动连接，以带动所述滑块相对于所述滑轨移动。

21、在一些实施例中，所述拨动机构的拨动组件包括：

22、拨动件，可转动地安装于所述滑块；以及

23、第四驱动部，一端安装于所述滑块，另一端与所述拨动件驱动连接；所述第四驱动部被构造为带动所述拨动件转动，以使得所述拨动件在拨动位置、回收位置切换。

24、在一些实施例中，所述拨动机构的数量为两个，两个所述拨动机构相对于所述支撑机构对称布置；其中一个所述拨动机构被构造为拨动第一管片和第三管片，另一个所述拨动机构被构造为拨动第二管片和第四管片。

25、本发明实施例又提供一种管片拼装设备，包括：

26、推进油缸；以及

27、本发明任一技术方案所提供的拼装环，所述拼装环的环形本体安装于所述推进油缸。

28、本发明实施例还提供一种管片拼装方法，包括以下步骤：

29、将所述拼装环的支撑机构调整至支撑位置；

30、采用拼装机安装第一管片、第二管片，所述第一管片和所述第二管片均由所述支撑机构支撑；

31、采用拼装机安装第三管片、第四管片，将所述拼装环的防掉落机构切换至支撑位置，以防止所述第三管片和所述第四管片掉落；

32、采用所述拼装机安装所述第五管片，并利用所述拼装机支撑所述第五管片；所述第五管片位于所述第三管片、所述第四管片之间；

33、采用所述拼装环的拨动机构拨动所述第一管片、第二管片，以推动所述第三管片、所述第四管片均与所述第五管片连接；

34、回收所述拼装环的支撑机构，采用吊机安装第六管片，至此所述第一管片、所述第二管片、所述第三管片、所述第四管片、所述第五管片和所述第六管片拼接成整环；

35、将所述拼装机归位，所述拼装环的防掉落机构收回，所述拨动机构收回；

36、采用推进油缸推动所述整环与上一环管片连接。

37、在一些实施例中，所述第一管片和所述第二管片相对于所述支撑机构对称布置。

38、在一些实施例中，所述第三管片位于所述第一管片远离所述第二管片的一侧；所述第四管片位于所述第二管片远离所述第一管片的一侧。

39、在一些实施例中，所述防掉落机构包括两个，其中一个支撑所述第三管片，另一个支撑所述第四管片。

40、在一些实施例中，所述拨动机构包括两个，其中一个所述拨动机构拨动所述第一管片，通过所述第一管片推动所述第三管片与所述第五管片的周向一侧连接；另一个所述拨动机构拨动所述第二管片，通过所述第二管片推动所述第四管片与所述第五管片的周向另一侧连接。

41、在一些实施例中，所述第三管片、所述第四管片和所述第五管片均被构造为弧形的，所述第一管片周向端面、所述第二管片的周向端面与所述第六管片形成平面配合，其他的相互连接的两个管片形成凹凸配合。

42、在一些实施例中，所述第一管片、所述第二管片、所述第三管片、所述第四管片、所述第五管片和所述第六管片均被构造为弧形的，且其中一个轴向端部被构造为凸起的，另一个轴向端部被构造为内凹的；相邻两环管片形成凹凸配合。

43、上述技术方案提供的拼装环，适用于六个管片或者其他数量的管片形成一个整环的场景，在管片拼装成整环的过程中，起到辅助分离、支撑、拨动管片的作用，使得拼装机不再需要带动管片转动、前后倾斜，所以大大简化了拼装流程；并且，在拼装成整环之后，拼装环在推进油缸的驱动下，整体推动拼装好的整环移动至靠近上一环，动作过程简单。上述技术方案所需要的管片数量少，大大提高了管片拼装成整环的效率。