[发明专利]一种用于缩口竖井的顶管拼装系统及拼装方法

权利要求书

1.一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；管片拼装全部完成后，将管片通过指定方式进行固定连接，并布置相应防水措施，形成整体的完整管节后，通过顶进千斤顶及反力墙将管节顶进隧道内部，完成顶管拼装与顶进的全部过程。

2.根据权利要求1所述的一种用于缩口竖井的顶管拼装系统，其特征在于，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，该装置能旋转并进入所述管片拼装区，侧壁管片就位后，通过侧壁管片固定装置与侧壁管片的紧密接触，对其进行固定；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。

3.根据权利要求1所述的一种用于缩口竖井的顶管拼装系统，其特征在于，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，能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。

4.根据权利要求1所述的一种用于缩口竖井的顶管拼装系统，其特征在于，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，横向轨道上设置有能横向移动的搬运小车，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，辅助搬运小车从顶管底部管片下部撤出。

5.根据权利要求1所述的一种用于缩口竖井的顶管拼装系统，其特征在于，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。

6.一种用于缩口竖井的顶管拼装方法，其特征在于，施工过程包括以下步骤：

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

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

c）将侧壁管片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沿其导轨移动，接近侧壁管片后其上的伸缩臂伸出，其前端的插销插入侧壁管片上的预留孔内，侧壁管片随拼装设备主体台车的移动就位，并与顶管底部管片进行拼接，为便于安装，利用顶铁外侧的钢模板对顶管侧壁管片进行限位；

d） 侧壁管片就位后，位于顶铁内部的侧壁管片固定装置旋转并对侧壁管片进行固定，伸缩臂收回并移回原位；

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

f） 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；

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

h）前一管节顶进完成后，顶进千斤顶及顶铁、管片拼装设备退回到初始位置；

i）重复上述全部步骤，进行下一管节的管片拼装及顶进。