本发明提供TBM盾体防侧滚行走支撑装置及使用方法，底板的中间部位固定安装有滚道，在滚道的两外侧对称布置安装有滑道，两条所述滑道的外侧分别设置有对称布置的轨道；所述滚道、滑道和轨道的顶部支撑盾体的前盾，所述前盾的底部两侧对称固定安装有用于防止盾体在移动过程中侧滚的防侧滚支撑轮箱，所述防侧滚支撑轮箱的底部与轨道构成滑动配合；所述前盾与用于驱动其沿着滚道、滑道和轨道行走的牵引动力装置相连。此装置即解决了圆柱形TBM掘进机盾体，在城门洞型隧洞滑移行走时，容易向两侧滚动失稳的施工难题；又能承担一部分前盾荷载，减小前盾在滑道上的压力。
1.TBM盾体防侧滚行走支撑装置，其特征在于：它包括铺设在隧洞扩挖段底部的底板（17），所述底板（17）的中间部位固定安装有滚道（11），在滚道（11）的两外侧对称布置安装有滑道（10），两条所述滑道（10）的外侧分别设置有对称布置的轨道（9）；所述滚道（11）、滑道（10）和轨道（9）的顶部支撑盾体的前盾（5），所述前盾（5）的底部两侧对称固定安装有用于防止盾体在移动过程中侧滚的防侧滚支撑轮箱（4），所述防侧滚支撑轮箱（4）的底部与轨道（9）构成滑动配合；所述前盾（5）与用于驱动其沿着滚道（11）、滑道（10）和轨道（9）行走的牵引动力装置相连；
所述轨道（9）的外侧分别设置有对称布置的门机轨道（12）；
所述防侧滚支撑轮箱（4）包括对称焊接在前盾（5）的前盾下块（18）底部的上支撑结构，所述上支撑结构的底部支撑安装有支腿结构（19），在支腿结构（19）的底部铰接安装有支撑轮箱（20），所述支撑轮箱（20）支撑在轨道（9）上；
所述支腿结构（19）包括下法兰板（30），所述下法兰板（30）通过螺栓（22）与上法兰板（24）固定相连，在下法兰板（30）和上法兰板（24）之间设置有抗压弹性消应装置（23），所述下法兰板（30）的底部固定有支撑腿（27），所述支撑腿（27）和下法兰板（30）的底部端面之间设置有支腿筋板（26）、筋骨板（29）和筋板（28）。
2.根据权利要求1所述TBM盾体防侧滚行走支撑装置，其特征在于：所述牵引动力装置包括牵引卷扬机（16），所述牵引卷扬机（16）的牵引钢绳（13）绕过多组动滑轮组（1）和定滑轮组（15），并通过平衡滑轮（14）与用于防止钢绳扭转的防扭装置相连，所述动滑轮组（1）通过短钢丝绳（2）与前盾（5）底部两侧的牵引耳座（3）相连。
3.根据权利要求1所述TBM盾体防侧滚行走支撑装置，其特征在于：所述前盾（5）的尾部连接有外伸缩盾（8），所述外伸缩盾（8）的内部安装有内伸缩盾（7），所述内伸缩盾（7）的尾部固定有支撑盾（6）；前盾（5）、外伸缩盾（8）、内伸缩盾（7）和支撑盾（6）共同构成盾体结构。
4.根据权利要求1所述TBM盾体防侧滚行走支撑装置，其特征在于：所述轨道（9）限位固定安装在槽钢（21）内部。
5.根据权利要求1所述TBM盾体防侧滚行走支撑装置，其特征在于：所述上支撑结构包括上法兰板（24），所述上法兰板（24）的顶部焊接固定有立板（25），所述立板（25）和上法兰板（24）之间焊接固定有多块平行布置的撑座筋板（34），所述撑座筋板（34）的顶部与前盾下块（18）的外壁焊接固定。
6.根据权利要求1所述TBM盾体防侧滚行走支撑装置，其特征在于：所述支撑轮箱（20）包括矩形轮箱框架，所述矩形轮箱框架之间并排安装有钢轮（33），在所述矩形轮箱框架的顶部支撑安装有轮箱铰座（32），所述轮箱铰座（32）通过铰轴（31）与支腿结构的支撑腿（27）铰接。
7.采用权利要求1-6任意一项所述TBM盾体防侧滚行走支撑装置的使用方法，它包括以下步骤：
Step1：将底板（17）铺设在隧洞的底部，并在底板（17）上固定安装滚道（11）、滑道（10）和轨道（9），并将棍棒支撑在滚道（11）的顶部；
Step2：在前盾下块（18）的底部两侧对称焊接固定防侧滚支撑轮箱（4），并使得防侧滚支撑轮箱（4）的钢轮（33）支撑在轨道（9）上；
Step3：在前盾下块（18）的底部两侧对称焊接牵引耳座（3）；
Step4：将牵引卷扬机（16）固定在底板（17）上，并将牵引卷扬机（16）的牵引钢绳（13）绕过多组动滑轮组（1）和定滑轮组（15），并通过平衡滑轮（14）与防扭装置相连，再将动滑轮组（1）通过短钢丝绳（2）与前盾（5）底部两侧的牵引耳座（3）相连；
Step5：启动牵引卷扬机（16），通过牵引钢绳（13）拖动整个盾体沿着滚道（11）、滑道（10）和轨道（9）移动。
TBM盾体防侧滚行走支撑装置及使用方法
技术领域
[0001] 本发明涉及盾体洞内拆转装置领域，特别涉及一种TBM盾体防侧滚行走支撑装置及使用方法。
背景技术
[0002] TBM的掘进洞径为8.13m，洞中心高为4.065m，前盾外壳与洞壁之间只有35mm间隙，支撑盾与洞壁之间只有80mm的间隙。在如此小的掘进洞内，不可能拆除TBM掘进机的盾体部分，因此必须将盾体从洞径为8.13m掘进洞，沿洞底铺设的滑轨，向前滑移行走20m，走至洞顶高14.2m的城门洞型扩挖洞内。由于TBM盾体直径超过8m，重量680余吨，圆柱形盾体在两条高度不到28cm滑轨上向前滑移行走时，很容易脱离滑道，向两侧滚动失稳。对扩挖洞内的门机等设备机具造成损坏，对现场的施工操作人员造成伤害，安全隐患非常大。
[0003] 由防侧滚支撑轮箱与抗压弹性消应块组成的组合行走装置，就是防止盾体向两侧滚动设计的专用机具。该装置对称的焊接在前盾下块两侧，即解决了圆柱形TBM掘进机盾体，在城门洞型隧洞滑移行走时，容易向两侧滚动失稳的施工难题。又能承担一部分前盾荷载，减小前盾在滑道上的压力。
发明内容
[0004] 为解决以上技术问题，本发明提TBM盾体防侧滚行走支撑装置及使用方法，此装置即解决了圆柱形TBM掘进机盾体，在城门洞型隧洞滑移行走时，容易向两侧滚动失稳的施工难题；又能承担一部分前盾荷载，减小前盾在滑道上的压力。可广泛应用于采用TBM掘进机，掘挖的水利工程引水隧洞等类似工程施工。
[0005] 为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：TBM盾体防侧滚行走支撑装置，它包括铺设在隧洞扩挖段底部的地板，所述底板的中间部位固定安装有滚道，在滚道的两外侧对称布置安装有滑道，两条所述滑道的外侧分别设置有对称布置的轨道；所述滚道、滑道和轨道的顶部支撑盾体的前盾，所述前盾的底部两侧对称固定安装有用于防止盾体在移动过程中侧滚的防侧滚支撑轮箱，所述防侧滚支撑轮箱的底部与轨道构成滑动配合；所述前盾与用于驱动其沿着滚道、滑道和轨道行走的牵引动力装置相连。
[0006] 所述轨道的外侧分别设置有对称布置的门机轨道。
[0007] 所述牵引动力装置包括牵引卷扬机，所述牵引卷扬机的牵引钢绳绕过多组动滑轮组和定滑轮组，并通过平衡滑轮与用于防止钢绳扭转的防扭装置相连，所述动滑轮组通过短钢丝绳与前盾底部两侧的牵引耳座相连。
[0008] 所述前盾的尾部连接有外伸缩盾，所述外伸缩盾的内部安装有内伸缩盾，所述内伸缩盾的尾部固定有支撑盾；前盾、外伸缩盾、内伸缩盾和支撑盾共同构成盾体结构。
[0009] 所述轨道限位固定安装在槽钢内部。
[0010] 所述防侧滚支撑轮箱包括对称焊接在前盾的前盾下块底部的上支撑结构，所述上支撑结构的底部支撑安装有支腿结构，在支腿结构的底部铰接安装有支撑轮箱，所述支撑轮箱支撑在轨道上。
[0011] 所述上支撑结构包括上法兰板，所述上法兰板的顶部焊接固定有立板，所述立板和上法兰板之间焊接固定有多块平行布置的撑座筋板，所述撑座筋板的顶部与前盾下块的外壁焊接固定。
[0012] 所述支腿结构包括下法兰板，所述下法兰板通过螺栓与上法兰板固定相连，在下法兰板和上法兰板之间设置有抗压弹性消应装置，所述下法兰板的底部固定有支撑腿，所述支撑腿和下法兰板的底部端面之间设置有支腿筋板、筋骨板和筋板。
[0013] 所述支撑轮箱包括矩形轮箱框架，所述矩形轮箱框架之间并排安装有钢轮，所述在矩形轮箱框架的顶部支撑安装有轮箱铰座，所述轮箱铰座通过铰轴与支腿结构的支撑腿铰接。
[0014] 采用任意一项所述TBM盾体防侧滚行走支撑装置的使用方法，它包括以下步骤：
[0015] Step1：将底板铺设在隧洞的底部，并在底板上固定安装滚道、滑道和轨道，并将棍棒支撑在滚道的顶部；
[0016] Step2：在前盾下块的底部两侧对称焊接固定防侧滚支撑轮箱，并使得防侧滚支撑轮箱的钢轮支撑在轨道上；
[0017] Step3：在前盾下块的底部两侧对称焊接牵引耳座；
[0018] Step4：将牵引卷扬机固定在底板上，并将牵引卷扬机的牵引钢绳绕过多组动滑轮组和定滑轮组，并通过平衡滑轮与防扭装置相连，再将动滑轮组通过短钢丝绳与前盾底部两侧的牵引耳座相连；
[0019] Step5：启动牵引卷扬机，通过牵引钢绳拖动整个盾体沿着滚道、滑道和轨道移动。
[0020] 本发明有如下有益效果：
[0021] 1、通过采用本发明的行走支撑装置，其四组防侧滚支撑轮箱立柱上端，分别对称焊接在前盾下块，支腿下端与轮箱铰接，轮箱中的双轮沿钢轮，落在铺设于隧洞底板的轨道上。当重680吨，直径8.06m的圆筒型盾体向前行走过程中，四组防侧滚支撑轮箱，即可支撑盾头不向两侧滚动失稳，又能承担前盾重量的24%；在轮箱与支腿结构接合处采用铰接，可以避免因轨道不平，在支腿上产生的较大弯曲应力；轮箱中的钢轮采用双轮沿，可避免盾体行走过程中偏移脱轨挤翻挤坏轨道。
[0022] 2、当某一地段因地面不平，引起某点轨道超高时，会因所受荷载超限造成支撑轮箱损坏，进而引起盾体的防侧滚支撑系统失稳时，在支腿联接法兰之间，设置抗压弹性消应装置，可以消减支腿所受超限荷载，保护单个支腿不损坏，保护盾体防侧滚支撑系统不失稳。
[0023] 3、该发明解决了TBM盾体在空间狭窄的隧洞内，滑移行走易向两侧滚动的施工难题；可广泛应用于水利隧道等类似工程施工。
[0024] 4、通过采用上述结构的牵引动力装置能够对整个盾体进行牵引移动，保证了其能够在狭小空间内移动。
附图说明
[0025] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0026] 图1为TBM盾体防侧滚支撑行走机构示意图。
[0027] 图2为前盾防侧滚支撑机构整体安装结构示意图。
[0028] 图3为防侧滚支撑行走机构示意图。
[0029] 图4为支撑座结构示意图。
[0030] 图5为支腿结构示意图。
[0031] 图6为轮箱结构示意图。
[0032] 图中：动滑轮组1、短钢丝绳2、牵引耳座3、防侧滚支撑轮箱4、前盾5、支撑盾6、内伸缩盾7、外伸缩盾8、轨道9、滑道10、滚道11、门机轨道12、牵引钢绳13、平衡滑轮14、定滑轮组15、牵引卷扬机16、底板17、前盾下块18、支腿结构19、支撑轮箱20、槽钢21、螺栓22、抗压弹性消应装置23、上法兰板24、立板25、支腿筋板26、支撑腿27、筋板28、筋骨板29、下法兰板
30、铰轴31、轮箱铰座32、钢轮33。
具体实施方式
[0033] 下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
[0034] 实施例1：
[0035] 参见图1-6，TBM盾体防侧滚行走支撑装置，它包括铺设在隧洞扩挖段底部的地板17，所述底板17的中间部位固定安装有滚道11，在滚道11的两外侧对称布置安装有滑道10，两条所述滑道10的外侧分别设置有对称布置的轨道9；所述滚道11、滑道10和轨道9的顶部支撑盾体的前盾5，所述前盾5的底部两侧对称固定安装有用于防止盾体在移动过程中侧滚的防侧滚支撑轮箱4，所述防侧滚支撑轮箱4的底部与轨道9构成滑动配合；所述前盾5与用于驱动其沿着滚道11、滑道10和轨道9行走的牵引动力装置相连。通过采用本发明的即解决了圆柱形TBM掘进机盾体，在城门洞型隧洞滑移行走时，容易向两侧滚动失稳的施工难题。
又能承担一部分前盾荷载，减小前盾在滑道上的压力。可广泛应用于水利隧道等类似工程施工。
[0036] 进一步的，所述轨道9的外侧分别设置有对称布置的门机轨道12。通过所述的门机轨道12保证其能够对行吊进行支撑。
[0037] 进一步的，所述牵引动力装置包括牵引卷扬机16，所述牵引卷扬机16的牵引钢绳13绕过多组动滑轮组1和定滑轮组15，并通过平衡滑轮14与用于防止钢绳扭转的防扭装置相连，所述动滑轮组1通过短钢丝绳2与前盾5底部两侧的牵引耳座3相连。通过采用上述结构的牵引动力装置，工作过程中，通过牵引卷扬机16拖动牵引钢绳13，进而通过牵引钢绳13进一步的拖动动滑轮组1，再由动滑轮组1通过短钢丝绳2拖动整个盾体。
[0038] 进一步的，所述前盾5的尾部连接有外伸缩盾8，所述外伸缩盾8的内部安装有内伸缩盾7，所述内伸缩盾7的尾部固定有支撑盾6；前盾5、外伸缩盾8、内伸缩盾7和支撑盾6共同构成盾体结构。
[0039] 进一步的，所述轨道9限位固定安装在槽钢21内部。通过所述的槽钢21能够对轨道9进行支撑和限位。
[0040] 进一步的，所述防侧滚支撑轮箱4包括对称焊接在前盾5的前盾下块18底部的上支撑结构，所述上支撑结构的底部支撑安装有支腿结构19，在支腿结构19的底部铰接安装有支撑轮箱20，所述支撑轮箱20支撑在轨道9上。由于TBM盾体直径超过8m，重量680余吨，圆柱形盾体在两条高度不到28cm滑轨上向前滑移行走时，很容易脱离滑道，向两侧滚动失稳。对扩挖洞内的门机等设备机具造成损坏，对现场的施工操作人员造成伤害，安全隐患非常大。由防侧滚支撑轮箱4与抗压弹性消应块组成的组合行走装置，就是防止盾体向两侧滚动设计的专用机具。
[0041] 进一步的，所述上支撑结构包括上法兰板24，所述上法兰板24的顶部焊接固定有立板25，所述立板25和上法兰板24之间焊接固定有多块平行布置的撑座筋板34，所述撑座筋板34的顶部与前盾下块18的外壁焊接固定。
[0042] 进一步的，所述支腿结构19包括下法兰板30，所述下法兰板30通过螺栓22与上法兰板24固定相连，在下法兰板30和上法兰板24之间设置有抗压弹性消应装置23，所述下法兰板30的底部固定有支撑腿27，所述支撑腿27和下法兰板30的底部端面之间设置有支腿筋板26、筋骨板29和筋板28。当某一地段因地面不平，引起某点轨道9超高时，超高点的支撑腿27，会因所受荷载超限造成支撑轮箱20损坏，进而引起盾体的防侧滚支撑系统失稳。在4条支腿联接法兰30之间，设置抗压弹性消应装置23，就是为解决当某一支撑腿27所受荷载超限，引起单个支撑腿27损坏，而造成盾体防侧滚支撑系统失稳，所采取的结构技术措施。
[0043] 进一步的，所述支撑轮箱20包括矩形轮箱框架，所述矩形轮箱框架之间并排安装有钢轮33，所述在矩形轮箱框架的顶部支撑安装有轮箱铰座32，所述轮箱铰座32通过铰轴31与支腿结构的支撑腿27铰接。通过采用上述结构的支撑轮箱20起到了稳定支撑的目的。
[0044] 实施例2：
[0045] 采用任意一项所述TBM盾体防侧滚行走支撑装置的使用方法，它包括以下步骤：
[0046] Step1：将底板17铺设在隧洞的底部，并在底板17上固定安装滚道11、滑道10和轨道9，并将棍棒支撑在滚道11的顶部；
[0047] Step2：在前盾下块18的底部两侧对称焊接固定防侧滚支撑轮箱4，并使得防侧滚支撑轮箱4的钢轮33支撑在轨道9上；
[0048] Step3：在前盾下块18的底部两侧对称焊接牵引耳座3；
[0049] Step4：将牵引卷扬机16固定在底板17上，并将牵引卷扬机16的牵引钢绳13绕过多组动滑轮组1和定滑轮组15，并通过平衡滑轮14与防扭装置相连，再将动滑轮组1通过短钢丝绳2与前盾5底部两侧的牵引耳座3相连；
[0050] Step5：启动牵引卷扬机16，通过牵引钢绳13拖动整个盾体沿着滚道11、滑道10和轨道9移动。
[0051] 上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
