專利名稱：封閉式溝槽隧道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到構(gòu)建一個(gè)對于地下車輛軌道，軌道交通，污水處理，地鐵，或任何其他應(yīng)用有用的封閉溝槽隧道的機(jī)器和系統(tǒng)。本發(fā)明可應(yīng)用在民用建筑領(lǐng)域，和在行業(yè)上用于隧道或地下設(shè)施的制造和施工?，F(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)隧道是以人工的或者使用機(jī)器來挖掘地表建造的。傳統(tǒng)的地下挖掘系統(tǒng)為機(jī)械，爆破，和人工手段。機(jī)器手段包括一個(gè)螺紋梳刀(掘進(jìn)機(jī))或TBM (隧道掘進(jìn)機(jī))或常規(guī)機(jī)械(錘子)。隨挖隨填法隨挖隨填法是一種用于建造淺埋隧道的方法，在溝槽或溝開挖完成后再覆蓋。該方法需要一個(gè)足夠強(qiáng)大的支持系統(tǒng)以承載覆蓋隧道的物料負(fù)荷。隨挖隨填法以下兩種方式之一進(jìn)行。自底向上法:溝挖開并由周圍的地形支撐，然后在其中興建隧道。該隧道可由現(xiàn)澆混凝土，預(yù)制混凝土，預(yù)制拱，波紋鋼拱和磚砌體構(gòu)成，在早期后者是通常使用的材料。自頂向下法:在該方法中，在地表上通過使用漿料墻壁，樁墻，或任何其它合適的方法建造支撐側(cè)壁和蓋梁。淺埋暗挖從而安裝隧道頂梁，然后與所有必要的公共設(shè)施和道路一同在表面復(fù)原。隨著機(jī)器挖掘通道，可以除去墻壁和頂板之間的剩余材料。在最后階段建造隧道地基。隧道掘進(jìn)機(jī)隧道掘進(jìn)機(jī)及相關(guān)的前后導(dǎo)向系統(tǒng)使開挖過程更加自動(dòng)化。新奧法新奧法開發(fā)于20世紀(jì)60年代。挖掘在兩個(gè)階段進(jìn)行:第一上部進(jìn)行挖掘后，移除底層地面直到達(dá)到隧道高程。該方法是基于使用周圍巖石的地質(zhì)應(yīng)力通過拱效應(yīng)穩(wěn)定隧道本身。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，需要依靠巖土工程測量以獲得最佳的橫截面。挖掘通過薄層噴漿混凝土直接保護(hù)。這將制造一個(gè)天然的承載環(huán)最大限度地減少巖石的變形。頂管法該方法包括通過液壓千斤頂推動(dòng)管件通過地面。此方法用于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，如鐵路或公路，以便不損壞它們。非開挖技術(shù)非開挖技術(shù)是基于不需要挖掘任何溝槽的多種小直徑(低于3米)的管件的安裝或維修的方法，其主要目的是避免對人造成不便和減少對地面的影響。其主要缺點(diǎn)是成本高，也就是說，這是一種非常昂貴的技術(shù)。封閉隧道或淺埋隧道是眾所周知的技術(shù)，該技術(shù)使用鋼板樁或泥漿墻。在建造期間支撐溝槽開放。隨后建造雙箱鋼筋混凝土，由鐵柱和木鑲板支撐。眾所周知，市場上的挖溝機(jī)用于挖掘電纜，管道，水發(fā)掘現(xiàn)場等?；诜忾]溝槽或淺埋隧道的隧道技術(shù)會(huì)導(dǎo)致一個(gè)嚴(yán)重的問題，即在建筑區(qū)域完全阻斷車輛通行會(huì)對任何城市道路系統(tǒng)帶來影響或情緒壓力。因此這種技術(shù)很少使用，挖隧道采用隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)是優(yōu)選選項(xiàng)，這反過來又導(dǎo)致成本上升，因此需要研究大深度挖掘的土地和所涉及的典型問題。因此，本領(lǐng)域需要研究一個(gè)系統(tǒng)或機(jī)器，可用于建造封閉溝渠或淺埋大直徑隧道，并且沒有道路的彎路或堵塞，同時(shí)允許車輛通行。以下網(wǎng)站提供了技術(shù)參考和地下建筑行業(yè)的一般信息:http://www.tunnelbuilder.com/http://www.trenchtech.com/index, spanish.htmhttp://www.freepatentsonline.com/5594682, htmlhttp://es.wikipedia.0rg/wiki/Tuneladora

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所公開的機(jī)器旨在對本領(lǐng)域所存在的問題提出解決方案，本發(fā)明的機(jī)器結(jié)構(gòu)是鋼拱橋，在其上車輛可流通，通過使用由螺栓或者任何其它技術(shù)固定的預(yù)制混凝土系統(tǒng)從而克服了在地下建設(shè)過程的時(shí)交通中斷的不便?；炷两Y(jié)構(gòu)允許在延伸或環(huán)完成后機(jī)器在其上移動(dòng)。本發(fā)明機(jī)器依靠兩個(gè)位置，一個(gè)是對已經(jīng)安裝的部分結(jié)構(gòu)，另一個(gè)是在還沒有被挖掘的地面上。這兩個(gè)位置上放置液壓輪系統(tǒng)以在任意方向抬起和移動(dòng)機(jī)器，并把其放置在相應(yīng)的位置上使其可以開工建造一個(gè)新的延伸或片段。在結(jié)構(gòu)上懸掛有一個(gè)掘進(jìn)機(jī)旋轉(zhuǎn)頭結(jié)構(gòu)用于挖掘區(qū)域的挖掘。在其結(jié)構(gòu)上還懸掛有一個(gè)鏟子用于收集挖出的土料。一個(gè)橋式起重機(jī)吊起混凝土管片將其放置在相應(yīng)位置使其形成一個(gè)封閉的隧道的主體。整個(gè)機(jī)器系統(tǒng)可以由主電機(jī)的液壓力驅(qū)動(dòng)。掘進(jìn)機(jī)和鏟挖掘和清除存放在位于已建成的隧道內(nèi)的裝甲車輛內(nèi)的泥土。這些裝甲車輛通過隧道外面的卡車拖走。本發(fā)明機(jī)器的顯著特征是其技術(shù)上的方便性和簡單性，因?yàn)?，即使其不同的組件作為獨(dú)立的機(jī)器在本領(lǐng)域是已知的，此類組件集成在單臺(tái)機(jī)器，是一種新概念。構(gòu)建系統(tǒng):a)在機(jī)器放置在適當(dāng)位置前，要挖掘的區(qū)域以混凝土或路面切割機(jī)標(biāo)記。架橋機(jī)放置在準(zhǔn)確位置后，掘進(jìn)機(jī)在給定區(qū)域開始挖掘工作，同時(shí)挖掘鏟收集挖掘出的土方存放在裝甲車輛。這些裝甲車輛由拖車拖走，并通過已建成的隧道在施工現(xiàn)場外進(jìn)行。b)挖掘區(qū)域通過整平機(jī)及壓路機(jī)調(diào)整，在挖掘區(qū)域的墻壁上施加密封劑或水泥漿。c)預(yù)制混凝土側(cè)面部分在板坯或低床上輸送到組裝區(qū)，在該區(qū)域起重機(jī)將預(yù)制混凝土側(cè)段勾起并抬起到相應(yīng)位置，通過螺栓把它們固定到上述位置。總共安裝有6個(gè)片段(每一側(cè)的墻壁上有3個(gè))。d)然后，預(yù)制混凝土底面部分在板坯或低床上傳輸?shù)浇M裝區(qū)域，在該區(qū)域起重機(jī)將其吊起并抬起到相應(yīng)位置，通過螺栓固定將其固定到上述位置和墻壁上。共安裝2個(gè)。e)然后，預(yù)制混凝土頂面部分在板坯或低床上傳輸?shù)浇M裝區(qū)域，在該區(qū)域起重機(jī)將其吊起并抬起到相應(yīng)位置，通過螺栓固定將其固定到上述位置和墻壁上?？偣舶惭b2個(gè)，從而完成了一個(gè)新的部分或延伸。全段以10個(gè)片段完成。f)任何片段部分可以從側(cè)段和地面之間的隧道頂部注入混凝土漿密封。混凝土漿在片段之間的通道中滲透。g)片段部分組裝后，架橋機(jī)向前移動(dòng)到待挖掘區(qū)域，根據(jù)隧道所需能在任意方向旋轉(zhuǎn)。


為了更好地理解本發(fā)明所公開的內(nèi)容，提供了下述附圖:圖1為機(jī)器主結(jié)構(gòu)(20)的側(cè)視圖。圖2是一個(gè)側(cè)視圖，顯示了掘進(jìn)機(jī)的旋轉(zhuǎn)頭(1)，鏟(2)和連接到結(jié)構(gòu)上的軌道
(3)，旋轉(zhuǎn)頭(1)，挖掘鏟(2)在軌道上移動(dòng)。圖3是側(cè)視圖，顯示了存放挖掘出的材料的裝甲車輛(4)，起重機(jī)(5)，支承點(diǎn)和推進(jìn)系統(tǒng)(6)和(7)和整個(gè)機(jī)器的電機(jī)(8)。圖4是一個(gè)立體圖，顯示了切割機(jī)(9)和被標(biāo)記或切斷的區(qū)域。圖5是一個(gè)側(cè)視圖，顯示了挖掘和土方移除的動(dòng)態(tài)。圖6是一個(gè)側(cè)視圖，顯示了土壤夯實(shí)(10)和在挖掘的墻壁(11)密封劑或水泥漿挖掘壁(11)上應(yīng)用密封劑或水泥漿的動(dòng)態(tài)。圖7是預(yù)制混凝土側(cè)面部分或壁(12)的立體圖。圖8是側(cè)視圖，顯示了側(cè)面部分或壁(12)組裝動(dòng)態(tài)。圖9是預(yù)制混凝土底面板部分(14)的立體圖。圖10是一個(gè)側(cè)視圖，顯示了頂面部分(15)的組裝動(dòng)態(tài)。圖11是預(yù)制混凝土頂面部分(15)的立體圖。圖12是正視圖，顯示了片段部分(12，14，15)的組裝，和在上述封閉溝槽隧道的車輛交通循環(huán)。圖13是在示例性的地鐵站片段部分(12，14，15)組裝的正視圖。圖14是片段部分(12，14，15)組裝的立體圖。圖15是片段部分的立體圖，顯示了設(shè)計(jì)用于在計(jì)量站的行人通過的設(shè)計(jì)。圖16是一個(gè)正視的橫截面視圖，顯示了通過使用螺栓的側(cè)面部分和底面部分之間的連接。圖17為側(cè)視的橫截面視圖，顯示了兩個(gè)底面部分之間通過使用螺栓的連接。圖18是一橫截面圖，顯示了兩個(gè)側(cè)面部分之間通過使用螺栓的連接。圖19是一橫截面圖，顯示了一個(gè)側(cè)面部分和一個(gè)頂面部分之間通過使用螺栓的連接。圖20是機(jī)器的仰視圖，顯示了不同的組件:液壓移動(dòng)輪(17)，掘進(jìn)機(jī)或切割機(jī)頭
(1)，主電機(jī)(8)，用于機(jī)器操作員的控制艙(9);收集鏟(2);橋式起重機(jī)(5)和一個(gè)互補(bǔ)的坡道(18)，用于通過車輛進(jìn)入機(jī)器頂部。圖21是一個(gè)側(cè)視圖，顯示了液壓移動(dòng)輪(17)和互補(bǔ)的坡道(18)。圖22是為本發(fā)明機(jī)器和操作其的工作環(huán)境的完整立體圖，。發(fā)明詳述
一個(gè)預(yù)制鋼拱橋結(jié)構(gòu)(20)，車輛在其上行駛，在建造區(qū)域允許車輛自由流通。橋結(jié)構(gòu)(20)上懸掛是一個(gè)掘進(jìn)機(jī)或采礦切割機(jī)(I)并在其上連接有收集鏟(2)。兩者通過使用導(dǎo)軌固定到橋結(jié)構(gòu)(3)，均由液壓力驅(qū)動(dòng)，并能獨(dú)立地在任何方向上移動(dòng)。掘進(jìn)機(jī)和鏟挖掘和運(yùn)走泥土，然后將其存放在位于已建成的隧道內(nèi)的裝甲車輛。這些裝甲車輛被卡車通過隧道拖到外面(4)。橋結(jié)構(gòu)(20)還懸吊有一個(gè)液壓橋式起重機(jī)(5)，該起重機(jī)在固定到橋結(jié)構(gòu)上的軌道上移動(dòng)和鉤的軌道并將預(yù)制混凝土片段鉤起和抬升并將其放置在要進(jìn)行組裝的位置。本發(fā)明機(jī)器橋結(jié)構(gòu)(20)依靠兩個(gè)位置。首先，對已組裝片段部分(6)(已建成的隧道)，其次，在要挖掘的人行道或土地(7)。為了使機(jī)器向前移動(dòng)，在其兩個(gè)支撐點(diǎn)通過液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輪(17)抬升。上述車輪能夠在任何方向移動(dòng)并將結(jié)構(gòu)放置在要建造的新的延伸或片段部分的位置。整個(gè)架橋機(jī)所使用的所有能量和液壓動(dòng)力由位于掘進(jìn)機(jī)(I)和挖掘鏟(2)之間的一個(gè)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生，并將動(dòng)力分配到任何位于工作時(shí)間的系統(tǒng)(無論是掘進(jìn)機(jī)，鏟，起重機(jī)或推進(jìn)系統(tǒng))。建造系統(tǒng):a)在機(jī)器放置在相應(yīng)位置前，要挖掘的區(qū)域以混凝土或路面切割機(jī)(9)標(biāo)記以清楚切割。架橋機(jī)放置在準(zhǔn)確位置后，掘進(jìn)機(jī)(I)在給定區(qū)域開始挖掘工作，同時(shí)挖掘鏟(2)收集挖掘出的土方存放在由拖車拖走的裝甲車輛(4)。這些裝甲車輛由拖車拖走，并通過已建成的隧道在施工現(xiàn)場外進(jìn)行b)通過使用整平機(jī)及壓路機(jī)(10)，在挖掘區(qū)域的墻壁上施加密封劑或水泥漿，挖掘區(qū)域(11)被調(diào)整。c)預(yù)制混凝土側(cè)面部分(墻)(12)在板坯或低床上輸送到組裝區(qū)，在該區(qū)域起重機(jī)(5)將預(yù)制混凝土側(cè)面部分勾起并抬起到相應(yīng)位置，通過螺栓把它們固定到上述位置。總共安裝有6個(gè)片段(每一側(cè)的墻壁上有3個(gè))。d)然后，預(yù)制混凝土底面部分(4)在板坯或低床上傳輸?shù)浇M裝區(qū)域，在該區(qū)域起重機(jī)將其吊起并抬起到相應(yīng)位置，通過螺栓固定將其固定到上述位置和墻壁上。共安裝2個(gè)。e)然后，預(yù)制混凝土頂面部分(15)在板坯或低床上傳輸?shù)浇M裝區(qū)域，在該區(qū)域起重機(jī)將其吊起并抬起到相應(yīng)位置，通過螺栓固定將其固定到上述位置和墻壁上?？偣舶惭b2個(gè)，從而完成了一個(gè)新的部分或延伸。全段以10個(gè)片段完成。f)任何片段部分可以從側(cè)段和地面之間的隧道頂部注入混凝土漿密封。混凝土漿在片段之間的通道中滲透。g)片段部分組裝后，架橋機(jī)向前移動(dòng)到待挖掘區(qū)域，根據(jù)隧道所需能在任意方向旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)建不阻斷交通的封閉式溝槽隧道的機(jī)器和系統(tǒng)，其特征在于由一個(gè)拱形橋結(jié)構(gòu)(20)組成，以此種方式設(shè)計(jì)以允許車輛在其上流通，從而在隧道建造的同時(shí)正常車輛通行是可行的，這是本發(fā)明的主要特征和優(yōu)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建不阻斷交通的封閉式溝槽隧道的機(jī)器和系統(tǒng)，其特征在于機(jī)器結(jié)構(gòu)(20)根據(jù)需要設(shè)計(jì)為不同形式，尺寸，材料，和容量的預(yù)制部分，在任何需要的地方，其方便組裝或拆卸。
3.一種構(gòu)建不阻斷交通的封閉式溝槽隧道的機(jī)器和系統(tǒng)，其特征在于在結(jié)構(gòu)(20)的下部設(shè)有軌道(3)，在結(jié)構(gòu)(20)上懸吊有礦物切割機(jī)刀頭或掘進(jìn)機(jī)(I)或任何其他可用的技術(shù)，并向前移動(dòng)，以便在地面挖掘任何材料；收集鏟用于把挖掘出的材料提出和存放在裝甲車輛(4)，根據(jù)需要可為不同的形狀或大??；橋式起重機(jī)(5)繼續(xù)前進(jìn)并將預(yù)制片段部分(12，14，15)放在組裝位置。
4.一種構(gòu)建不阻斷交通的封閉式溝槽隧道的機(jī)器和系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有位于結(jié)構(gòu)(20)的兩個(gè)支承點(diǎn)的液壓輪系統(tǒng)(17)，所述液壓輪系統(tǒng)(17)能夠在任意方向抬起并向前移動(dòng)所述機(jī)器和系統(tǒng)到要建造的下一個(gè)延伸或片段部分。
5.一種構(gòu)建不阻斷交通的封閉式溝槽隧道的機(jī)器和系統(tǒng)，其特征在于包括一個(gè)由液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的主電機(jī)，所述電機(jī)功率分配到不同的機(jī)器組件，使其能移動(dòng)和工作。
6.一種構(gòu)建不阻斷交通的封閉式溝槽隧道的機(jī)器和系統(tǒng)，其特征在于由于規(guī)模和形狀，預(yù)制片段部分(12，14，15)的設(shè)計(jì)形式能夠在已建成的隧道內(nèi)由車輛或拖動(dòng)機(jī)拖動(dòng)在板還或低床上輸送。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的構(gòu)建不阻斷交通的封閉式溝槽隧道的機(jī)器和系統(tǒng)，其特征在于其使用預(yù)制混凝土和鋼段片段，由于其預(yù)制特性，允許快速的制造，運(yùn)輸，和組裝，并且根據(jù)隧道方向，基于以往的研究可以預(yù)先設(shè)計(jì)。
8.一種構(gòu)建不阻斷交通的封閉式溝槽隧道的機(jī)器和系統(tǒng)，其特征在于施工過程發(fā)生在多個(gè)階段，包括在下述一個(gè)確定的時(shí)間內(nèi)完成的周期，第一建造階段，包括標(biāo)識(shí)要挖掘的區(qū)域，通過路面切割機(jī)(19)實(shí)現(xiàn)，路面切割機(jī)(19)能夠?qū)崿F(xiàn)切割機(jī)頭(I)無法制造的清楚切割；第二建造階段，包括通過允許計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、手動(dòng)系統(tǒng)或其它任意可用技術(shù)操作的液壓輪(17)提升和移動(dòng)機(jī)器到相應(yīng)位置；第三建造階段，包括使用刀頭或掘進(jìn)機(jī)(I)挖掘區(qū)域，并且可通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，手動(dòng)系統(tǒng)或任何其它可用技術(shù)操作；第四建造階段，包括使用收集鏟(2)或任何其它技術(shù)，如小型挖掘機(jī)，在隧道內(nèi)循環(huán)的裝甲車輛(4)內(nèi)淀積和移除挖掘的材料；第五建造階段包括通過使用整平機(jī)和壓路機(jī)(10)，或任何其它可用的技術(shù)調(diào)整挖掘區(qū)域，除此之外在該區(qū)域還使用密封劑(11)或水泥漿改善隧道組裝和建造條件；第六建造階段包括在隧道內(nèi)在板坯或低床(16)上向挖掘區(qū)域輸送側(cè)面或壁的預(yù)制片段(12)，在該區(qū)域橋式起重機(jī)(5)掛鉤，抬升，并將其放置到相應(yīng)位置，所有上述片段通過螺栓(13)和/或任何其它可用的技術(shù)固定；在每側(cè)安裝3個(gè)墻體片段(12)，總共6個(gè)；第七建造階段包括在隧道內(nèi)在板坯或低床(16)上向挖掘區(qū)域輸送預(yù)制底板片段(14)，在該區(qū)域橋式起重機(jī)(5)掛鉤，抬升，并將預(yù)制底板片段放置到相應(yīng)位置，所有上述片段通過螺栓(13)和/或任何其它可用的技術(shù)固定，共安裝兩個(gè)底板片段；第八建造階段包括在隧道內(nèi)在板坯或低床(16)上向挖掘區(qū)域輸送預(yù)制頂板片段(15)，在該區(qū)域橋式起重機(jī)(5)掛鉤，抬升，并將預(yù)制底板片段放置到相應(yīng)位置，所有上述片段通過螺栓(13)和/或任何其它可用的技術(shù)固定，共安裝兩個(gè)頂板片段，從而完成一個(gè)完整的新的片段部分或延伸，總共有10個(gè)預(yù)制片段，以任何其他可用的技術(shù)，如混凝土注漿，密封或加固。
只要不破壞 本發(fā)明的特征，部件的材料，形式，大小和排列可以變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在不停止交通的情況下用于構(gòu)建封閉溝槽隧道的機(jī)器和系統(tǒng)，包括一個(gè)車輛行駛的預(yù)制鋼拱橋結(jié)構(gòu)。掘進(jìn)機(jī)或銑刀頭，或任何其他系統(tǒng)懸掛在結(jié)構(gòu)上的，并挖掘要建造的區(qū)域，同時(shí)懸掛在結(jié)構(gòu)上的收集鏟，消除掘進(jìn)機(jī)挖出的泥土并存放在在已建成的隧道內(nèi)的用卡車牽引的裝甲車輛上。一旦某一區(qū)域被挖掘，組裝或安裝預(yù)先制造的混凝土管片使封閉的溝隧道成形，以三種不同類型管片組合(側(cè)，底和頂)，由穿過隧道的拖車在低床或板坯上傳輸。所述管片由懸吊安裝在橋梁結(jié)構(gòu)上的起重機(jī)吊起。片段部分組裝后用螺栓或任何其他方式固定，形成一個(gè)新的延伸或片段，本發(fā)明的機(jī)器(橋梁)通過使用能夠以液壓將其抬起和在任意方向旋轉(zhuǎn)的輪子前進(jìn)到新的延伸并將其放置在所需位置以構(gòu)建新的延伸或片段。
文檔編號(hào)E21D9/00GK103154434SQ201180037925
公開日2013年6月12日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者路易斯·恩瑞克·貝塞拉·佩努拉 申請人:路易斯·恩瑞克·貝塞拉·佩努拉