[发明专利]一种用于地下建筑的顶板掘进装置及其施工法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种用于地下建筑的顶板掘进装置及其施工法，属于土木工程基础施工技术领域。

背景技术

现有顶管法施工，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管节压入土层中，同时挖除并运走管节正面的泥土。当第一节管节全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，管节依次顶入，形成涵管，其管节轮廓为涵管轮廓，截面尺寸大，施工时顶推力大。

发明内容

本发明提出的是一种用于地下建筑的顶板掘进装置及其施工法，其目的旨在克服现有技术存在的缺陷，其主要优点：1）第一节板的头部是挖掘装置的挖掘面，挖掘的岩土随链刀带至工作井内，板推顶到位后再清除由板形成的腔体内的岩土，施工简单；2）每块板都配套挖掘装置，可以分别顶进挖掘，顶进顶推力小。

本发明的技术解决方案：将组成地下建筑的板在平行于掘进方向分成若干组，施工时分别顶进；每组板施工时包括挖掘装置、前端轨道、侧面轨道和尾部顶进装置；挖掘装置由传动装置和链刀组成，传动装置由驱动装置和链轮组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成；施工时前端轨道和侧面轨道上运行有挖掘岩土的链刀，前端轨道的背部与板的前端连接成一体；尾部顶进装置和驱动装置安装在施工井内；侧面轨道的背部与板的侧面连接成一体，侧面轨道的前端与前端轨道的两端相连，侧面轨道的尾端与传动装置相连；施工时安装在工作井内的驱动装置驱动链刀，链刀沿着轨道运行，前端轨道上的链刀挖掘板前端的岩土，通过侧面轨道向后运行的链刀将已挖掘的板前端的岩土带至后方，挖掘装置内设有泥浆管路，管路的端部是喷嘴。

侧面轨道是板的组成部分，每组板是分块预制的。

链刀的链条中心线是空间曲线；链刀是在工作井内更换链条上的刀具的，以适应不同地质条件；链刀在宽度方向为多排链刀，多排链刀根据需要进行同时挖掘或分别挖掘；组成链刀的链条是广义的链条，包括履带、绳索和柔性带。

顶板施工法包括如下步骤：

1）挖掘工作井，搭建作业平台；

2）将第一块板和前端轨道连接并蹲位；

3）安装侧面轨道；

4）在轨道上安装链刀；

5）安装驱动装置、链轮组成的传动装置，形成挖掘装置；

6）安装顶进装置；

7）驱动链刀，前端轨道上的链刀挖掘前方的岩土，并将其带至后方，顶进装置顶推板的尾端或顶推传动装置，传动装置再顶推板的尾端，板向前运行；

8）第一块顶推至设定距离后，顶进装置缩回，临时拆除传动装置，放下第二块板，将第二块板的头部与第一块板的尾部相连；

9）安装第二块板轨道上的链刀和传动装置形成挖掘装置，链刀挖掘第一块板前方的岩土，顶进装置顶推板的尾端或顶推驱动装置，板向前运动；

10）重复上述动作，完成全部板的施工；

2）、3）、4）、5）和6）动作不分先后。

本发明的优点：第一节板的头部是挖掘装置的挖掘面，挖掘的岩土随链刀带至工作井内，板推顶到位后再清除由板形成的腔体内的岩土，施工简单；每块板都配套挖掘装置，可以分别顶进挖掘，顶进顶推力小。

附图说明

图1是掘进装置在工作井7内的施工示意图，也是组成掘进装置的挖掘装置1、前端轨道2、侧面轨道3、顶进装置4、链刀5和板6-1的结构示意图，也是挖掘装置1在挖掘岩土的同时，顶进装置4把一块板6-1推顶到位的示意图；

图2是图1 的A向视图，也是由传动装置1-1和链刀5组成的挖掘装置1的结构示意图；也是由驱动装置1-1-1、张紧装置1-1-2和链轮1-1-3组成的传动装置1-1的结构示意图；

图3是平行于掘进方向分成四块板6-1分别顶进，每块板包括挖掘装置1、前端轨道2、侧面轨道3和顶进装置4的结构示意图；

图4是图3的A向视图，也是四块板6-1相互嵌入连接的结构示意图；

图5是图3的B-B视图,也是头部前端轨道2上的泥浆管路2-1的结构示意图；

图6是图3的C-C视图，也是外嵌的侧面轨道3-1和内嵌的侧面轨道3-2的结构示意图；也是侧面轨道3上的泥浆管路3-3结构示意图，也是一字型板6-1相互嵌入的结构示意图；

图7是链刀5的结构示意图，（a）是链条5-1和刀具5-2的结构示意图，也是由A十字节5-1-1和B十字节5-1-2组成的链条5-1的十字节的结构示意图；也是链条5-1实现空间弯曲的结构示意图。（b）是链刀5由柔性带5-1B和刀具5-2B组成的结构示意图；也是柔性带5-1B和刀具5-2B的结构示意图；