隧道掘进结构、掘进设备的回收方法与流程

本发明涉及隧道管道施工，具体涉及一种隧道掘进结构、掘进设备的回收方法。

背景技术：

1、隧道管道包括陆海管道、lng接收站取排水管道、核电站取排水管道、深海排污管道等，多为水下管道。目前，水下管道的施工均采用顶管、盾构或直接铺管法从地面始发，施工至海底预定位置，然后回收隧道掘进设备。通常情况下，掘进机刀盘、主轴承等核心部件受地下水的影响无法拆除，只能先对掘进机内的部分部件进行拆除，然后在隧道内进行垂直顶升作业，以回收隧道掘进设备。顶升作业前，需要采用水面吊装设备前后晃动掘进机，使掘进机与隧道管道本体分离以便整机吊出水面。然而，晃动掘进机的动作使得掘进机与隧道管道的衔接处承受弯矩，使得应力急剧变大，且受力不均匀，容易造成隧道结构受损、掘进机进水被淹等问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：如何实现掘进设备与隧道管道分离，且避免隧道结构受损以及掘进设备进水。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、本发明提供了一种隧道掘进结构，包括均设于土层内的掘进主机、隧道管道，所述掘进主机的一端设有刀盘，掘进主机的另一端与隧道管道衔接；所述掘进主机的另一端还设有多个油缸，多个油缸围绕隧道管道的轴线分布，油缸的伸缩端正对隧道管道的端面。

4、本发明的有益效果是：

5、采用本发明，掘进施工完成后，通过油缸伸长，可实现掘进设备与隧道管道的安全分离；油缸对掘进主机以及隧道管道产生轴向力，且受力点围绕隧道管道的轴线分布，使隧道管道的端面受力均匀，减小了掘进主机以及隧道管道的应力，从而避免了隧道管道受损以及掘进设备进水；分离后对掘进主机以及隧道管道均无影响，便于掘进主机吊出水面后重复使用；可推广应用于沿海、沿湖地区的城市排海隧道、lng或电厂取排水等水下隧道施工相关领域。

6、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

7、进一步的，所述掘进主机的壳体内设有液压管线，液压管线的一端与油缸连接，液压管线的另一端设有快速接头。

8、通过快速接头，便于连接外界液压管路；掘进施工完成后，可在水上作业平台的液压站引出液压管路并拉入水中，通过液压管路与快速接头连接，便于控制油缸的伸缩，操作方便，无需改变掘进主机的主体结构，不影响前期的掘进作业。

9、进一步的，所述掘进主机的壳体上设有预留槽，预留槽能够容纳所述快速接头。

10、无需操作油缸时，可将快速接头存放于预留槽内，避免掘进作业中损坏快速接头。

11、进一步的，所述掘进主机的另一端还设有第一承口管，所述隧道管道的一端伸入第一承口管内并套有第一密封圈，第一密封圈与第一承口管的内壁接触。

12、通过第一承口管，便于使隧道管道与掘进主机衔接，减小隧道管道进入土层的阻力；通过第一密封圈，便于防止外部水土进入隧道内部以及掘进主机内；结构简单，组装方便，可靠性好。

13、进一步的，所述隧道管道包括多节沿轴向分布的隧道管节，隧道管节的一端设有小头，隧道管节的另一端设有第二承口管；第一节隧道管节的小头伸入所述第一承口管内，且第一节隧道管节的小头端面正对油缸；其余隧道管节的小头均伸入前一节隧道管节的第二承口管内并套有第二密封圈，第二密封圈与第二承口管的内壁接触，其余隧道管节的小头端面接触前一节隧道管节。

14、通过多节隧道管节结构，便于随着掘进过程逐渐加长隧道管道，施工方便；通过第二承口管，便于使相邻两节隧道管节相互衔接，避免土体填塞相邻两节隧道管节之间的间隙造成推管阻力；通过第二密封圈，便于防止外部水土进入隧道内部。

15、进一步的，所述隧道管节的小头端面还设有垫片。

16、避免相邻两节隧道管节之间的轴向力过大，同时，避免油缸与隧道管节之间的顶力过大，防止损坏隧道管节。

17、本发明还提供了一种掘进设备的回收方法，采用上述隧道掘进结构实现，包括以下步骤：

18、1)关闭掘进主机的隔板舱门，对掘进主机上侧的土体进行开挖及吹扫，使掘进主机的中上部露出于土层；

19、通过开挖及吹扫露出掘进主机的中上部，避免土层对掘进机形成包裹力。

20、2)在掘进主机的壳体外侧安装吊装卡具；

21、安装吊装卡具，为吊装作业准备条件，便于后续水上作业平台将掘进主机吊出。

22、进一步的，在掘进主机位于水下的情况下，步骤2)还包括：向隧道管道内注水，使隧道管道内外压力平衡。

23、通过向隧道管道内注水，使隧道管道与掘进主机分离后压力平衡，不对隧道结构造成破坏或影响。

24、3)从液压站引出液压管路并连接油缸；

25、进一步的，在掘进主机的壳体内设有液压管线，液压管线的一端与油缸连接，液压管线的另一端设有快速接头的情况下；

26、步骤3)还包括：从液压站引出带有快速防水接头的液压管路，将液压管路牵引至水下；将液压管路上的快速防水接头与液压管线上的快速接头连接。

27、连接操作方便，工作效率高。

28、4)通过液压站向油缸的缸体侧充油，使油缸伸出，将掘进主机向前掘进，直至掘进主机与隧道管道完全分离并满足吊装安全间距，然后液压站和掘进主机停止工作，分离油缸与液压站；

29、进一步的，步骤4)中，分离油缸与液压站后，将液压管线上的快速接头收入预留槽内。

30、避免快速接头干扰吊装，同时避免吊装作业时损坏快速接头，提高安全性。

31、5)对掘进主机以及刀盘进行整体吊装，完成回收。

32、掘进施工完成后，通过油缸伸长，可实现掘进设备与隧道管道的安全分离；对掘进主机以及刀盘进行整体吊装，避免了隧道管道受损以及掘进设备进水，隧道结构安全可靠，分离后对掘进主机以及隧道管道均无影响，便于掘进主机吊出水面后重复使用；满足陆海管道安装或取排水管道的规定，可推广应用于沿海、沿湖地区的城市排海隧道、lng或电厂取排水等水下隧道施工相关领域。

技术特征：

1.一种隧道掘进结构，其特征在于：包括均设于土层(3)内的掘进主机(1)、隧道管道，所述掘进主机(1)的一端设有刀盘(2)，掘进主机(1)的另一端与隧道管道衔接；所述掘进主机(1)的另一端还设有多个油缸(4)，多个油缸(4)围绕隧道管道的轴线分布，油缸(4)的伸缩端正对隧道管道的端面。

2.根据权利要求1所述的隧道掘进结构，其特征在于：所述掘进主机(1)的壳体内设有液压管线(5)，液压管线(5)的一端与油缸(4)连接，液压管线(5)的另一端设有快速接头(6)。

3.根据权利要求2所述的隧道掘进结构，其特征在于：所述掘进主机(1)的壳体上设有预留槽(7)，预留槽(7)能够容纳所述快速接头(6)。

4.根据权利要求1所述的隧道掘进结构，其特征在于：所述掘进主机(1)的另一端还设有第一承口管(8)，所述隧道管道的一端伸入第一承口管(8)内并套有第一密封圈(9)，第一密封圈(9)与第一承口管(8)的内壁接触。

5.根据权利要求4所述的隧道掘进结构，其特征在于：所述隧道管道包括多节沿轴向分布的隧道管节(10)，隧道管节(10)的一端设有小头，隧道管节(10)的另一端设有第二承口管(11)；第一节隧道管节(10)的小头伸入所述第一承口管(8)内，且第一节隧道管节(10)的小头端面正对油缸(4)；其余隧道管节(10)的小头均伸入前一节隧道管节(10)的第二承口管(11)内并套有第二密封圈(12)，第二密封圈(12)与第二承口管(11)的内壁接触，其余隧道管节(10)的小头端面接触前一节隧道管节(10)。

6.根据权利要求5所述的隧道掘进结构，其特征在于：所述隧道管节(10)的小头端面还设有垫片(14)。

7.一种掘进设备的回收方法，其特征在于：采用权利要求1-6任一项所述的隧道掘进结构实现，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的掘进设备的回收方法，其特征在于：在掘进主机(1)位于水下的情况下，步骤2)还包括：向隧道管道内注水，使隧道管道内外压力平衡。

9.根据权利要求7所述的掘进设备的回收方法，其特征在于：在掘进主机(1)的壳体内设有液压管线(5)，液压管线(5)的一端与油缸(4)连接，液压管线(5)的另一端设有快速接头(6)的情况下；

10.根据权利要求9所述的掘进设备的回收方法，其特征在于：步骤4)中，分离油缸(4)与液压站后，将液压管线(5)上的快速接头(6)收入预留槽(7)内。

技术总结本发明提供了一种隧道掘进结构、掘进设备的回收方法，隧道掘进结构包括均设于土层内的掘进主机、隧道管道，掘进主机的一端设有刀盘，掘进主机的另一端与隧道管道衔接；掘进主机的另一端还设有多个油缸，多个油缸围绕隧道管道的轴线分布，油缸的伸缩端正对隧道管道的端面。掘进设备的回收方法包括步骤：1)开挖及吹扫掘进主机上侧的土体；2)安装吊装卡具；3)液压站引出液压管路连接油缸；4)油缸伸出，掘进主机向前掘进，直至掘进主机与隧道管道分离；5)整体吊装掘进主机以及刀盘。采用本发明，掘进施工完成后，通过油缸伸长，实现掘进设备与隧道管道的安全分离；避免了隧道管道受损以及掘进设备进水。技术研发人员：王乐,刘建平,任东东,王丽,刁凤东,曾志华,路兴才,周延,丁慎圆,孙枭受保护的技术使用者：国家石油天然气管网集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12