随着隧道中心偏转调节式弧形件安装方法与流程

1.本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及一种随着隧道中心偏转调节式弧形件安装方法。


背景技术：

2.众所周知，隧道是修建在地下、水下或者山体中，并铺设铁路或者修筑公路以供机动车辆通行的建筑物。隧道的建设过程主要为隧道规划、勘测、设计、贯通控制测量和施工等工作，因此，无论是建设还是使用，隧道过程繁琐且复杂。
3.然而，在设计有中隔墙的盾构隧道内，需要先安装隧道底部的弧形件，目前，弧形件采用的方式基本上是吊机，在吊机的调整对位下，将弧形件移动至待安装区，然后采用外接件进行定位。
4.但是，在实际施工中，由于单个的弧形件都是吨量级别的重量，若采用上述的方式进行安装，其存在以下缺陷：1、在吊运对接过程中，难免会产生一些晃动，因此，在对接中很容易产生碰撞，若冲击力度大，不仅影响已经安装好的弧形件角度或位置的变化，而且极有可能造成碰撞损坏，同时安装的效率非常低；2、由于吊机所形成角度和位置的调节只能是弧形件处于悬空状态，一旦弧形件架设在隧道底部弧形壁后，再想实施微调十分困难，因此，很难达到对齐安装所需要的精度；3、隧道并非直线延伸，因此，会存在一定的偏移角度（虽然所角度比较小），但是若不及时调节，会导致弧形件安装后会存在偏差，不仅影响安装精度，而且很难实施纠偏。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新的随着隧道中心偏转调节式弧形件安装方法。
6.为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种随着隧道中心偏转调节式弧形件安装方法，其包括以下步骤： s1、弧形件的吊移 采用吊机将弧形件吊运至待安装工位的上方，其中待安装弧形件的后端部与已安装弧形件的前端相对隔开设置，同时吊机将待安装弧形件下降至隧道上；s2、对位调节机的偏转调节 随着待安装弧形件所在段隧道中心的偏移，位于已安装弧形件的内部对位调节机的定位支座和移动支座相对运动并转向调节，以使得移动支座的移动方向与隧道长度方向平行； s3、弧形件的微调 对位调节机的移动支座前移并伸入待安装弧形件的内部，同时由移动支座上多自由度支撑部件沿着x、y、z轴或者绕着x、y、z轴的运动调整待安装弧形件的角度和位置；
s4、弧形件的组装完成s3中的微调后，移动支座沿着隧道长度方向将待安装弧形件向已安装弧形件靠拢贴合，直至移动至待安装工位后，采用外接件将待安装弧形件与待安装工位的隧道相固定连接组装。
7.优选地，该方法还包括s5、对位调节机的前移，其完成一块弧形件安装后，由定位支座和移动支座进行切换支撑在隧道上，此时的移动支座定位支撑在隧道上，所述定位支座脱离隧道支撑且相对滑动在移动支座上，接着由定位支座相对移动支座的前移，准备实施下一块待安装弧形件的组装。这样一来，能够快速实施下一块弧形件的安装。
8.优选地，在s1中，吊机的吊具能够自弧形件的前端部插入或抽出弧形件的内部。
9.具体的，吊具呈c型，弧形件的中部形成通孔，c型下部自待安装弧形件前端插入待安装弧形件内，向上吊起后c型下部勾起弧形件向待安装工位吊运。
10.根据本发明的一个具体实施和优选方面，对位调节机包括相活动连接且能够分别支撑在已安装弧形件所对应的隧道上的定位支座和移动支座、设置在移动支座上的内撑组件，其中定位支座和移动支座之间能够沿着隧道长度方向直线运动，且定位支座和移动支座之间还能够随隧道偏移方向相对转向调节运动；内撑组件包括多个相独立设置且能够分别沿着x、y、z轴运动调节的内撑油缸。
11.优选地，定位支座包括沿着隧道长度方向延伸的支座本体、形成在支座本体上的定位撑腿，移动支座滑动并转动连接在支座本体上。
12.根据本发明的一个具体实施和优选方面，定位撑腿有四个且位于支座本体的四角，每个定位撑腿包括沿着竖直方向活动的伸缩腿、固定设置在所述伸缩腿底部的脚垫、以及沿着竖直方向延伸且两端部分别与支座本体和脚垫相连接的伸缩杆。这样一来，能够实施定位支座稳定支撑在轨道上。
13.优选地，脚垫包括自上而下且由外向内倾斜的斜撑部、自斜撑部的上下端部分别向内翘起的上折边和下折边，脚垫支撑时，上折边和下折边抵触在隧道的内壁上。这样设置，避免出现定位滑移。
14.根据本发明的又一个具体实施和优选方面，移动支座包括沿着隧道长度方向且能够架设在支座本体或隧道上的移动架、设置在移动架上且能够支撑在隧道上的活动撑腿、以及设置在移动架上且能够随着支座本体同步转动的转接部，其中内撑油缸设置在移动架上。在此，通过移动架的设置，便于实施直线和转向运动实施，从而能够随着隧道中心的偏心而相对偏转。
15.优选地，转接部包括固定在移动架上的转接头、与转接头绕着竖直方向转动连接的转盘、以及两端部分别连接在移动架与转盘上的伸缩动力杆，其中转盘与支座本体相连接。通过转动接头的设置，在伸缩动力杆的运动下，即可实施偏转调节；一旦伸缩动力杆停止运动后，转接头就是一个固定件，此时，只能实施直线运动，以便于调节位置后待安装弧形件的平移，或者以便于定位支座沿着隧道长度方向前移。
16.根据本发明的又一个具体实施和优选方面，在支座本体的两侧设有滑轨，转盘通过与滑轨相配合的滑座与支座本体相对连接，其中转盘转动时，滑座移动并拨动支座本体同步偏转；转盘停止转动时，转接部与移动架、及滑座形成一个整体，支座本体沿着滑轨长度方向相对滑座移动。这样一来，既可以实施直线运动，也可以实施偏移角度调节，从而满
足弧形件组装的需要。
17.优选地，滑轨的截面呈方形，滑座包括分别与滑轨上、下、外侧面配合的c型座体；用于将两侧c型座体同步连接的连接架，其中连接架与转盘固定连接，连接架上形成有向上延伸的对接柱，伸缩动力杆两端部转动连接在对接柱和移动架上。
18.优选地，对位调节机还包括沿着两端部转动连接在连接架和支座本体上且沿着移动架长度方向的伸缩拉杆，其中连接架随转盘同步转动时，伸缩拉杆同步偏转，且伸缩拉杆的运动方向与隧道的长度方向一致。
19.此外，内撑油缸有三个，且呈等腰或等边三角形分布，其中一个顶点位于移动支座的一侧，另外两个顶点位于移动支座的另一侧且连线构成三角形的底边。
20.由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明一方面通过随隧道中心偏移而偏转调节，以使得待安装弧形件沿着隧道待安装段长度方向运动贴合已安装弧形片，提升安装的精度；另一方面在弧形件内部沿着隧道长度方向横移和多个自由度方向的顶撑调节配合，平稳实施待安装弧形件相对已安装弧形件位置调整和移位，从而配合吊机实施弧形件安全且高效的组装。
附图说明
21.图1为本发明的对位调节机的结构示意图（第一视角）；图2为图1的主视示意图；图3为图2的俯视示意图；图4为图2的右视示意图；图5为本发明的对位调节机的结构示意图（第二视角）；其中：1、定位支座；10、支座本体；10a、滑轨；11、定位撑腿；110、伸缩腿；111、脚垫；a、斜撑部；b、上折边；c、下折边；112、伸缩杆；12、固定连杆；2、移动支座；20、移动架；201、第一支架；202、第二支架；21、活动撑腿；210、伸缩缸；211、垫脚模块；d、支撑块；22、转接部；220、转接头；221、转盘；222、伸缩动力杆；h、滑座；h1、c型座体；h2、连接架；h3、对接柱；3、内撑组件；30、内撑油缸；4、伸缩拉杆。
具体实施方式
22.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
23.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
25.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
26.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
28.如图1所示，本实施例的随着隧道中心偏转调节式弧形件安装方法，其采用的对位调节机包括相活动连接且能够分别支撑在已安装弧形件所对应的隧道上的定位支座1和移动支座2、设置在移动支座2上的内撑组件3。
29.具体的，定位支座1和移动支座2之间能够沿着隧道长度方向直线运动，且定位支座1和移动支座2之间还能够随隧道偏移方向相对转向调节运动，内撑组件3包括多个相独立设置且能够分别沿着x、y、z轴运动调节的内撑油缸30。
30.结合图2和图3所示，定位支座1包括沿着隧道长度方向延伸的支座本体10、形成在支座本体10上的定位撑腿11，移动支座2滑动并转动连接在支座本体10上。
31.定位撑腿11有四个且位于支座本体的四角，每个定位撑腿11包括沿着竖直方向活动的伸缩腿110、固定设置在所述伸缩腿110底部的脚垫111、以及沿着竖直方向延伸且两端部分别与支座本体10和脚垫111相连接的伸缩杆112。这样一来，能够实施定位支座稳定支撑在轨道上。
32.本例中，脚垫111包括自上而下且由外向内倾斜的斜撑部a、自斜撑部a的上下端部分别向内翘起的上折边b和下折边c，脚垫111支撑时，上折边b和下折边c抵触在隧道的内壁上。这样设置，避免出现定位滑移。
33.移动支座2包括沿着隧道长度方向且能够架设在支座本体10或隧道上的移动架20、设置在移动架20上且能够支撑在隧道上的活动撑腿21、以及设置在移动架20上且能够随着支座本体10同步转动的转接部22，其中内撑油缸30设置在移动架20上。在此，通过移动架的设置，便于实施直线和转向运动实施，从而能够随着隧道中心的偏心而相对偏转。
34.具体的，移动架20包括沿着支座本体10长度方向延伸的第一支架201、横设在两根
第一支架201之间的第二支架202。
35.活动撑腿21对应有四个，且位于移动架20的四角。
36.具体的，每个活动撑腿21包括竖直升降的伸缩缸210、以及设置在伸缩缸210底部的垫脚模块211。
37.本例中，垫脚模块211与上述的脚垫111结构相似，且在斜撑部a底部形成支撑块d，因此，移动架20是通过伸缩缸210的伸缩实施顶撑，但是，在顶撑时，由支撑块d与隧道相抵触。
38.转接部22包括固定在移动架20上的转接头220、与转接头220绕着竖直方向转动连接的转盘221、以及两端部分别连接在移动架20与转盘221上的伸缩动力杆222，其中转盘221与支座本体10相连接。通过转动接头的设置，在伸缩动力杆的运动下，即可实施偏转调节；一旦伸缩动力杆停止运动后，转接头就是一个固定件，此时，只能实施直线运动，以便于调节位置后待安装弧形件的平移，或者以便于定位支座沿着隧道长度方向前移。
39.在支座本体10的两侧设有滑轨10a，转盘221通过与滑轨10a相配合的滑座h与支座本体10相对连接，其中转盘221转动时，滑座h移动并拨动支座本体10同步偏转；转盘221停止转动时，转接部22与第二支架202、及滑座h形成一个整体，支座本体10沿着滑轨10a长度方向相对滑座h移动。这样一来，既可以实施直线运动，也可以实施偏移角度调节，从而满足弧形件组装的需要。
40.结合图4所示，滑轨10a的截面呈方形，滑座h包括分别与滑轨上、下、外侧面配合的c型座体h1；用于将两侧c型座体h1同步连接的连接架h2，其中连接架h2与转盘221固定连接，连接架h2上形成有向上延伸的对接柱h3，伸缩动力杆222两端部转动连接在对接柱h3和第二支架202上。
41.同时，上述的对位调节机还包括沿着两端部转动连接在连接架h2和支座本体10上且沿着移动架20长度方向的伸缩拉杆4，其中连接架h2随转盘221同步转动时，伸缩拉杆4同步偏转，且伸缩拉杆4的运动方向与隧道的长度方向一致。
42.本例中，在支座本体10的端部形成有固定连杆12，伸缩拉杆4的两端部分别转动连接在固定连杆12的中部和连接架h2的中部。
43.此外，内撑油缸30有三个，且呈等腰或等边三角形分布，其中一个顶点位于第一支架201上，另外两个顶点位于第二支架202上且连线构成三角形的底边。
44.综上，本实施的实施过程如下：s1、弧形件的吊移采用吊机将弧形件吊运至待安装工位的上方，其中吊机的吊具为c型吊具，且吊运时，自c型下部自待安装弧形件前端插入待安装弧形件内，向上吊起后c型下部勾起弧形件向待安装工位吊运，同时在吊机的工作下，待安装弧形件的后端部与已安装弧形件的前端相对隔开设置，然后吊机将待安装弧形件下降至隧道上；s2、对位调节机的偏转调节根据隧道待安装段的中心（或者长度方向），将移动架20通过活动撑腿21支撑在已安装弧形件内部区域，然后在伸缩动力杆222的伸缩运动中，驱使转盘221和滑座h运动并拨动支座本体10同步偏转，使得支座本体10的长度方向与隧道的长度方向对齐；s3、弧形件的微调
将定位支座1自定位撑腿11垂直支撑在已安装弧形件内部区域，活动撑腿21向上收起，此时的移动架20滑动支撑在定位支座1上，同时，由伸缩拉杆4运动，将移动架20送至待安装弧形件的内部，接着在三个内撑油缸30的承载支撑下，将待安装弧形件自内部撑起，并由三个内撑油缸30的进行xyz多个自由角度和位置的微调，以满足安装需要；s4、弧形件的组装完成s3中的微调后，移动支座沿着隧道长度方向将待安装弧形件向已安装弧形件靠拢贴合，直至移动至待安装工位后，采用外接件将待安装弧形件与待安装工位的隧道相固定连接组装；s5、对位调节机的前移完成一块弧形件安装后，由定位支座1和移动支座2进行切换支撑在隧道上，此时的移动支座2定位支撑在隧道上，定位支座1的定位撑腿11向上收起，此时的定位支座1相对吊设在移动支座2上，同时定位支座1相对移动支座2滑动设置，接着由伸缩拉杆4运动，使得定位支座1相对移动支座2的前移，准备实施下一块待安装弧形件的组装。
45.当然，考虑到移动重心的分布，本例中，在待安装弧形件定位后，也可以先实施定位支座1的前移，这样一来，移动支座2的运动行程都在定位支座1所形成的有效支撑内。
46.综上，本实施例的优势如下：1、通过随隧道中心偏移而偏转调节，并在弧形件内部沿着隧道长度方向横移和多个自由度方向的顶撑调节配合，平稳实施待安装弧形件相对已安装弧形件位置调整和移位，从而实施弧形件安全且高效、高精度的组装；2、通过移动支座和定位支座的切换支撑，使得定位支座沿着隧道长度方向前移，将移动支座的运动行程向前推移，进而方便下一块弧形件的安装；3、所采用特殊脚垫或垫脚模块的设计，特别适合弧形隧道内壁的支撑，以大幅度提升支撑稳定性，有利于弧形件安全的组装；4、结构紧凑，非常适合在隧道有限空间内实施。
47.以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。