地下工程擠入裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地下工程擠入裝置，屬于地下空間開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，地下工程施工主要有明挖法和暗挖法兩大類。明挖法主要包括敞口明挖法和蓋挖逆作法。暗挖法主要有盾構(gòu)法和國外新奧法以及國內(nèi)淺埋暗挖法。暗挖法減少拆迀、不中斷交通、對地面環(huán)境干擾少而被大量應(yīng)用在地下工程中，現(xiàn)有暗挖法統(tǒng)稱為時(shí)空效應(yīng)施工法。理論計(jì)算的巖土?xí)r空效應(yīng)，正常情況下還是可靠的。但由于地質(zhì)的復(fù)雜多變，勘探資料的局限性，周邊突發(fā)事件的偶合性，以及施工過程中的巖土指標(biāo)變異性，集成地下工程事故的太多風(fēng)險(xiǎn)源。同時(shí)，靠支護(hù)結(jié)構(gòu)被動(dòng)抵抗巖土復(fù)雜的形變應(yīng)力和松散應(yīng)力，其客觀上也存在諸多目前我們尚不能完全掌控的因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的地下工程擠入裝置，跳出了時(shí)空效應(yīng)施工法的范疇，可在地下空間施工過程中有效避免土體損失帶來地面沉降變形所造成的不良影響和風(fēng)險(xiǎn)，對城市交通干道在不中斷通行前提下實(shí)施地下立體交叉穿越或進(jìn)行非開挖式的即有建筑地下空間施工以及城市地下綜合管廊的建設(shè)具有明顯的安全技術(shù)優(yōu)勢和節(jié)省資源效應(yīng)。
[0004]本發(fā)明是采用以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明所述的地下工程擠入裝置包括引導(dǎo)體、振動(dòng)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、切削機(jī)構(gòu)、閘門。振動(dòng)系統(tǒng)位于引導(dǎo)體四壁，潤滑系統(tǒng)沿引導(dǎo)體四壁內(nèi)置潤滑管道并與適當(dāng)位置的潤滑噴嘴聯(lián)通，導(dǎo)向系統(tǒng)位于引導(dǎo)體前端四壁，切削機(jī)構(gòu)位于引導(dǎo)體的內(nèi)腔前端，閘門位于引導(dǎo)體上下壁內(nèi)側(cè)。
[0005]所述引導(dǎo)體包括擠土腔體、殼體壁、功能艙。擠土腔體設(shè)制為一定長、寬、高的前端投影面積小于后端投影面積的梯形狀或錐形狀中空腔體，殼體壁為二層面板中間焊接加強(qiáng)板相互支撐組成以增強(qiáng)殼體整體厚度和強(qiáng)度的網(wǎng)格狀鋼結(jié)構(gòu)。引導(dǎo)體分為前后兩個(gè)部分，前部分為梯形狀或錐形狀的擠土腔體，后部分為與預(yù)應(yīng)力混凝土腔體連接的功能艙。功能艙形狀為一定長度的中空矩形鋼結(jié)構(gòu)，功能艙前端與擠土腔體的后端外框尺寸一致，功能艙后端與預(yù)應(yīng)力混凝土腔體前端外框尺寸一致;預(yù)應(yīng)力混凝土腔體為有一定壁厚和節(jié)長的中空的矩形高強(qiáng)預(yù)制混凝土構(gòu)件，并可方便多節(jié)前后對接以不斷延長。功能艙前端與擠土腔體后端接觸面采用彈性密封墊嵌入專設(shè)的并避開螺栓孔位置的密封槽內(nèi)安放，彈性密封墊凸出密封槽頂面些許，其對接處采用凸凹鑲嵌搭接方式，螺栓擰緊時(shí)將彈性密封墊凸出面壓緊至與密封槽頂面平齊，一則增強(qiáng)密封效果，二則防止彈性密封墊被強(qiáng)大擠壓應(yīng)力損壞造成滲水。功能艙后端與預(yù)應(yīng)力混凝土腔體對接面以及前后預(yù)應(yīng)力混凝土腔體對接面其正立面和水平面均采用彈性密封墊并嵌入在預(yù)應(yīng)力混凝土腔體正立面密封槽和水平面密封槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)對接處的雙級(jí)密封。功能艙前端與擠土腔體后端以及后端與預(yù)應(yīng)力混凝土腔體截面尺寸一致，擠土腔體與功能艙對接處沿殼體端面周長設(shè)置有臺(tái)肩，沿臺(tái)肩四周均勻設(shè)置有螺栓孔，采用螺栓連接;功能艙內(nèi)提供足夠安裝旋轉(zhuǎn)門、上門軸座、下門軸座、主刀盤固定座、次刀盤固定座以及動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的空間，并起到承前啟后的功能。
[0006]所述振動(dòng)系統(tǒng)包括氣源振動(dòng)器、風(fēng)管、振動(dòng)板。擠土腔體和功能艙四側(cè)壁適當(dāng)位置均開設(shè)一定面積的矩形或圓形孔洞，孔洞內(nèi)邊緣成臺(tái)階狀，臺(tái)階平面設(shè)有密封墊，振動(dòng)板壓在密封墊上并通過螺栓貫穿將其安裝在孔洞內(nèi)臺(tái)階上;振動(dòng)板安裝完畢后外板面比殼體壁外平面略高;在振動(dòng)板底面適當(dāng)位置通過螺栓安裝有氣源振動(dòng)器，于殼體壁兩板面間沿縱向鋪設(shè)的風(fēng)管與各氣源振動(dòng)器接通，在氣源振動(dòng)器和風(fēng)管接頭部位設(shè)置有檢視窗，檢視窗用于安裝或維修風(fēng)管接頭及氣源振動(dòng)器之用，檢視窗采用內(nèi)蓋板并通過螺栓及密封墊與殼體壁內(nèi)面擰緊達(dá)到封閉。通過風(fēng)管送入高壓氣體，氣源振動(dòng)器作用在振動(dòng)板的振幅和激振力被傳遞到緊貼振動(dòng)板的砂土層，從而破壞砂土對引導(dǎo)體產(chǎn)生的靜吸附作用而達(dá)到降低摩阻目的。
[0007]所述潤滑系統(tǒng)包括潤滑管道、潤滑噴嘴組成。在殼體壁兩板面間適當(dāng)位置沿縱向設(shè)置潤滑主管道，外端與潤滑液輸送栗連接，沿潤滑主管道延伸方向相應(yīng)于潤滑噴嘴處通過潤滑次管道連接;為檢修和連接方便，在潤滑噴嘴處的殼體壁內(nèi)面設(shè)置有檢視窗，檢視窗其構(gòu)造、安裝方法同振動(dòng)系統(tǒng)檢視窗。擠土腔體、功能艙、預(yù)應(yīng)力混凝土腔體四壁適當(dāng)位置每壁設(shè)有至少一個(gè)潤滑噴嘴，潤滑噴嘴設(shè)有外螺紋，與殼體壁或預(yù)應(yīng)力混凝土腔體側(cè)壁專門設(shè)置的內(nèi)螺紋配合擰緊即安裝妥當(dāng)，潤滑噴嘴出口制成扇形狀，其出口方向與擠進(jìn)方向相悖，防止泥水堵塞出口。通過泥漿栗將根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)性狀調(diào)制好的潤滑劑通過潤滑管道栗送至潤滑噴嘴噴出，于是，潤滑劑在砂土與引導(dǎo)體四壁外摩擦面形成一層薄薄的液態(tài)隔膜，達(dá)到降低土體與殼體間的巨大側(cè)摩阻力目的。
[0008]所述導(dǎo)向系統(tǒng)包括導(dǎo)向板、轉(zhuǎn)向油缸、軸銷、連接座、油管。在擠土腔體前端四壁相應(yīng)位置安設(shè)有每壁前端至少一塊導(dǎo)向板，導(dǎo)向板后端設(shè)有凸臺(tái)，擠土腔體四壁前端設(shè)有凹槽，凸臺(tái)與凹槽中心設(shè)有軸孔，將凸臺(tái)對準(zhǔn)凹槽插入使軸孔同心，將軸銷分段穿入軸孔，使導(dǎo)向板凸臺(tái)與擠土腔體凹槽形成鉸接。在擠土腔體內(nèi)部四壁內(nèi)側(cè)相應(yīng)位置設(shè)置有配套轉(zhuǎn)向油缸，轉(zhuǎn)向油缸由油管輸送液壓油驅(qū)動(dòng);轉(zhuǎn)向油缸活塞桿通過軸孔與導(dǎo)向板上相應(yīng)位置的連接座用軸銷鉸接，伸出或收縮轉(zhuǎn)向油缸活塞桿進(jìn)而帶動(dòng)導(dǎo)向板繞軸銷轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向板在適當(dāng)范圍內(nèi)的角度變化。單塊導(dǎo)向板殼體內(nèi)至少設(shè)置至少一個(gè)供轉(zhuǎn)向油缸活塞桿鉸接的連接座。于豎向左右對應(yīng)兩側(cè)的導(dǎo)向板為左右轉(zhuǎn)向組、水平上下對應(yīng)的導(dǎo)向板為上下轉(zhuǎn)向組，分別于各組相對應(yīng)的轉(zhuǎn)向油缸活塞桿軸孔鉸接，豎向一側(cè)轉(zhuǎn)向油缸活塞桿伸出或收縮時(shí)對應(yīng)的另一側(cè)轉(zhuǎn)向油缸活塞桿與之正好相反即產(chǎn)生收縮或伸出，則帶動(dòng)導(dǎo)向板之連接座作同步運(yùn)動(dòng)進(jìn)而形成導(dǎo)向板通過凸臺(tái)和凹槽之軸孔繞軸銷作相應(yīng)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)即形成向左或向右的角度變化，同樣，水平方向之上轉(zhuǎn)向油缸活塞桿伸張或收縮而相對應(yīng)的下轉(zhuǎn)向油缸活塞桿反之產(chǎn)生收縮或伸張，則通過帶動(dòng)連接座聯(lián)動(dòng)導(dǎo)向板繞軸銷作相應(yīng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)即形成向上或向下的適當(dāng)范圍的角度變化，進(jìn)而達(dá)到在適當(dāng)角度范圍調(diào)整擠土腔體的水平行進(jìn)方位。
[0009]所述切削機(jī)構(gòu)包括主刀盤、次刀盤、硬巖沖擊錘、主傳動(dòng)軸、次傳動(dòng)軸、傳動(dòng)鍵、動(dòng)力裝置、固定架。主刀盤包括切削刀刃、主傳動(dòng)軸、動(dòng)力裝置。主刀盤為圓形，位于擠土腔體前端，主刀盤前端面比導(dǎo)向板前端面后退微小距離;根據(jù)擠土腔體截面尺寸設(shè)置至少一個(gè)主刀盤;主刀盤前端面制有一道道角度不一且間斷設(shè)置的刀刃，主刀盤后面通過主傳動(dòng)軸與后部動(dòng)力裝置連接，動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)軸進(jìn)而帶動(dòng)主刀盤產(chǎn)生巨大扭矩;動(dòng)力裝置采用液壓馬達(dá)。主刀盤與擠土腔體前端邊框切線空洞部分，相應(yīng)設(shè)置有至少一個(gè)次刀盤。次刀盤前端面同樣制有一道道角度不一且間斷設(shè)置的刀刃，次刀盤通過傳動(dòng)鍵與連接動(dòng)力裝置的次傳動(dòng)軸鍵槽套接，動(dòng)力裝置將旋轉(zhuǎn)力矩通過次傳動(dòng)軸傳遞給固定在次刀盤后部中心的傳動(dòng)鍵，進(jìn)而帶動(dòng)次刀盤同步旋轉(zhuǎn)實(shí)施對土體的切削。次傳動(dòng)軸軸心設(shè)有縱向孔，沿縱向孔安裝有水平頂推油缸。水平頂推油缸活塞桿與次刀盤后端部采用軸銷鉸接，水平頂推油缸活塞桿伸出或收縮通過帶動(dòng)與次刀盤固接的傳動(dòng)鍵沿次傳動(dòng)軸鍵槽移動(dòng)，使次刀盤在一定距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)軸向位移，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)次刀盤與前方土體的距離和壓力，改變切削量和切削進(jìn)度的目的；主刀盤和次刀盤前端面設(shè)置的刀刃其主要功能為快速切削土體且不易被土體握裹或?qū)l形刀刃間隙填滿而喪失切削功能。主傳動(dòng)軸、次傳動(dòng)軸分別與動(dòng)力裝置通過安設(shè)在功能艙的固定架予以固定且保證其軸心的穩(wěn)定。在主刀盤和次刀盤切線空隙處，還設(shè)置了風(fēng)動(dòng)沖擊錘，風(fēng)動(dòng)沖擊錘傳力設(shè)置方法同次刀盤，但采用氣缸而不是油缸作為動(dòng)力。風(fēng)動(dòng)沖擊錘在一般情況下退縮后面不參入工作，遇見孤石或巖石夾層時(shí)，輸入高壓氣體使氣缸活塞桿伸出將風(fēng)動(dòng)沖擊錘頂進(jìn)前移突出主刀盤、次刀盤端面一定距離，再啟動(dòng)風(fēng)動(dòng)沖擊錘可將硬巖逐漸鑿碎，不至于造成中斷擠入的尷尬局面。
[0010]所述閘門包括旋轉(zhuǎn)門、上門軸座、下門軸座、門軸、雙向油缸、上弧形軌道、下弧形軌道、驅(qū)動(dòng)油缸、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向油缸活塞桿連接頭、油缸尾部扁形球體、支撐軸孔、支撐軸、支撐軸座、定滑輪、輪軸、軸承座、導(dǎo)向輪、軸承、鋼索、索扣、滑輪凹槽、雙耳、多孔錨具、契形鎖瓣。旋轉(zhuǎn)門為兩塊門板中間由網(wǎng)格狀加強(qiáng)板相互支撐經(jīng)焊接組成有一定厚度的矩形鋼結(jié)構(gòu)，每個(gè)功能艙內(nèi)設(shè)置至少一扇旋轉(zhuǎn)門以上。旋轉(zhuǎn)門豎向中心位置制有圓形門軸，與旋轉(zhuǎn)門固定成一體，門軸上端安設(shè)在上門軸座之內(nèi)，下端安裝在下門軸座內(nèi)，上門軸座和下門軸座形心對中。旋轉(zhuǎn)門開閉傳動(dòng)有兩種方式，第一種方法是油缸推動(dòng)式:在旋轉(zhuǎn)門頂端相應(yīng)于門軸的一側(cè)設(shè)置有順時(shí)針軌跡的上弧形軌道，在旋轉(zhuǎn)門底端對應(yīng)于頂端相應(yīng)的另一側(cè)設(shè)置有反時(shí)針軌跡的下弧形軌道，上驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向油缸活塞桿連接頭嵌