李文福

随着我国基础建设的快速发展,在城市土地资源日趋紧张的形势下,地下空间进入了一个前所未有的发展阶段。盾构法隧道施工技术作为地下空间开发中的核心技术,已在能源、交通等领域的隧道建设中得到广泛的应用。在盾构施工过程中,隧道管片肩负着隧道成型挡土、止水等重要功能。管片拼装的质量直接影响着地下水土的渗透和地表沉降,而完成这一重要工序的就是盾构机中的管片拼装机。在盾构机掘进施工过程中,管片拼装机的主要功用是平稳、快速、准确地将预制的混凝土管片,按预定要求拼装于开挖出的隧道内壁四周,形成衬砌,以此来支护刚开挖的隧道表面。

1 管片拼装机的结构分析

1.1 整体结构

以下主要针对应用于黔贵铁路定水坝隧道的某土压平衡盾构机的环式拼装机进行分析。

此环式管片拼装机主要由回转系统、提升系统、平移系统和管片夹取装置构成,其中主要部件有马达、传动轴、传动齿轮、回转盘体、挡托轮、配重块、悬臂梁、提升横梁、油缸、导向柱及管片夹取装置等,如图1所示。

精确完成一片管片的拼装,必须对该管片的6个自由度进行定位,如图2所示,即轴向伸缩(沿隧道轴线 z方向),水平伸缩(沿隧道断面 x方向),轴向回转(沿隧道壁周向y方向)以及现实管片姿态调整的三个方向的转动(偏转 θx,俯仰 θy,摇摆θz)[2]。该北京地铁六号线所使用的盾构机上的管片拼装机,只能对管片进行5个自由度的定位,即对轴向回转、水平伸缩、轴向伸缩、管片的俯仰θy及周向摇摆θz进行定位。……