CN102953735A - 带有前后支撑的复合式土压平衡盾构机 - Google Patents
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Abstract
带有前后支撑的复合式土压平衡盾构机，主要包括复合式刀盘、前盾、铰接油缸、铰接密封装置、中盾、尾盾和盾构油缸，复合式刀盘位于机壳前部，铰接油缸和盾构油缸均布在盾体四周，铰接油缸位于前盾与中盾连接处，盾构油缸安装在中盾盾体，油缸杆顶在尾部管片处，铰接密封装置设在前盾与中盾连接处，前盾和中盾还设有前盾支撑和中盾支撑，铰接密封装置为V型铰接密封装置。本发明的有益效果是：能够适用风化岩、粘土、砂土、卵石等复杂地层盾构施工；增加了掘进时稳定性，减少刀盘在挖掘时的振动，提高寿命；可以帮助盾构机辅助调向；使刀盘和前盾沿轴向回缩，便于工作人员进入开挖面对刀盘进行维修及对刀具进行更换。
Description
技术领域
本发明属于隧道掘进施工设备，尤其涉及盾构机，特别涉及复合式土压平衡盾构机。
背景技术
盾构机是地铁、隧道、地下管线工程施工的重要设备。现有技术的复合式土压平衡盾构机主要针对于砂土、粘土、砾石等地质条件设计，大多为封闭式的盾体结构，利用开挖面本身内力或盾体支撑维持洞壁开挖面的稳定。现有技术的复合式土压平衡盾构机的不足是：在遇到软岩、卵石、破碎岩石带等地质条件时，由于挖掘过程中所产生的振动较大，使设备零部件的寿命降低，影响设备的正常掘进；另外这种震动容易对盾构周围土体造成松动甚至坍塌；盾构机在挖掘过程中，由于刀盘紧贴刀盘前方开挖面，在施工过程中存在无法对刀盘进行维修，更换刀具不方便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合式的土压平衡盾构机，克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是：带有前后支撑的复合式土压平衡盾构机，主要包括复合式刀盘、前盾、铰接油缸、铰接密封装置、中盾、尾盾和盾构油缸，刀盘位于机壳前部，刀盘面板安装有滚刀和切刀，同时设置有人孔，铰接油缸和盾构油缸均布在盾体四周，铰接油缸位于前盾与中盾连接处，铰接油缸一端固定在前盾挡块上，另一端固定在中盾挡板处；盾构油缸一端顶在中盾挡板处，另一端顶在尾部管片处，盾构油缸在铰接油缸向前推进时，为铰接油缸提供支反力，铰接密封装置设在前盾与中盾连接处，其特征在于所述前盾和中盾还设有前盾支撑和中盾支撑，所述前盾与中盾连接处的铰接密封装置为V型铰接密封装置。
本发明所述带有前后支撑的复合式土压平衡盾构机，其特征在于所述前盾支撑和中盾支撑均由支撑靴、油缸和油缸座组成，油缸座固定在盾体上，油缸安装在油缸座上，支撑靴固定在油缸伸出端头部，通过油缸伸缩带动支撑靴伸缩，盾体与支撑靴对应的部位开设与支撑靴相同的孔，支撑靴可沿孔伸缩移动。
本发明其特征在于所述前盾支撑和中盾支撑各设2或4处，其中设置2处，安装在以水平为起点的45°和135°的方向；设置4处则沿盾体均匀分布。
本发明所述带有前后支撑的复合式土压平衡盾构机，其特征在于所述V型铰接密封装置的密封至少为2道，密封沿中盾盾体表面滑动。密封滑动表面前部是圆弧，后部是直线。为了保证滑动面的光顺，圆弧段与直线段相切。
本发明的带前后支撑的复合式土压平衡盾构机的工作状态是：
盾构机掘进状态：铰接油缸伸出，盾构油缸将支反力传递至中盾挡板，推动前盾和刀盘向前掘进，前盾支撑伸出，中盾支撑不伸出；
盾构机中盾支撑支护状态：铰接油缸完全伸出，刀盘掘进完成，中盾支撑伸出，支撑在开挖面处，完成对洞壁支护；盾构机刀盘回缩状态：
盾构机刀盘缩回状态：中盾支撑完成对洞壁支护的同时，铰接油缸缩回，带动前盾和刀盘向后运动，完成刀盘缩回过程。操作人员可通过刀盘人孔进入刀盘前方开挖面处对刀盘进行维修及对刀具进行更换。
本发明的有益效果是：
1、本发明的带有前后支撑的复合式土压平衡盾构机能够适用风化岩、粘土、砂土、卵石等复杂地层盾构施工
2、在前盾安装有支撑装置增加了盾构机在掘进时稳定性，减少刀盘在挖掘时的振动，提高刀具、主驱动主轴承等部件的寿命；
3、前盾和中盾支撑可以帮助盾构机进行辅助调向；
4、中盾支撑与V型铰接密封装置配合可以使刀盘和前盾沿轴向回缩，便于工作人员进入开挖面对刀盘进行维修及对刀具进行更换。
附图说明
本发明有附图六幅，其中
图1是本发明的带前后支撑的复合式土压平衡盾构机结构示意图。
图2是本发明带前后支撑的复合式土压平衡盾构机前盾支撑与中盾支撑布置示意图。
图3是图1中的Z部V型铰接密封装置示意图。
图4是本发明带前后支撑的复合式土压平衡盾构机刀盘掘进状态示意图。
图5是本发明带前后支撑的复合式土压平衡盾构机中盾支撑靴支护状态示意图。
图6是本发明带前后支撑的复合式土压平衡盾构机刀盘回缩状态示意图。附图中，1.刀盘，2.前盾支撑，3.前盾，4.铰接油缸，5.铰接密封装置，6.中盾支撑，7.中盾，8.尾盾，9.盾构油缸，10.支撑靴，11.油缸，12.油缸座。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
带有前后支撑的复合式土压平衡盾构机，主要包括复合式刀盘1、前盾3、铰接油缸4、铰接密封装置5、中盾7、尾盾8、盾构油缸4、前盾支撑2和中盾支撑6，复合式刀盘1位于机壳前部，复合式刀盘1上同时设置刮刀和滚刀，复合式刀盘面板上设置有人孔。铰接油缸4和盾构油缸9均布在盾体四周，铰接油缸4位于前盾3与中盾7连接处，铰接油缸4一端固定在前盾3挡块上，另一端固定在中盾7挡板处。盾构油缸9一端顶在中盾挡板处，另一端顶在尾部管片处，盾构油缸9在铰接油缸4向前推进时，为铰接油缸提供支反力。铰接密封装置5为V型铰接密封装置，铰接密封装置5设在前盾3与中盾7连接处，V型铰接密封装置的密封刷为二道，密封通过压板固定在盾体上。前盾支撑2和中盾支撑6均由支撑靴10、油缸11和油缸座12组成，油缸座12固定在盾体上，油缸11安装在油缸座12上，支撑靴10固定在油缸伸出端头部，通过油缸伸缩带动支撑靴10伸缩，盾体与支撑靴10对应的部位开设与支撑靴相同的孔，支撑靴10可沿孔伸缩移动，前盾支撑和中盾支撑各设4处，沿盾体周边均匀分布。
Claims (4)
1.带有前后支撑的复合式土压平衡盾构机，主要包括复合式刀盘（1）、前盾（3）、铰接油缸（4）、铰接密封装置（5）、中盾（7）、尾盾（8）和盾构油缸（9），复合式刀盘（1）位于机壳前部，刀盘面板上设置有人孔，铰接油缸（4）和盾构油缸（9）均布在盾体四周，铰接油缸（4）位于前盾（3）与中盾（7）连接处，铰接油缸（4）一端固定在前盾（3）挡块上，另一端固定在中盾（7）挡板处；盾构油缸（9）安装在中盾（7）上，油缸杆顶在尾部管片处，盾构油缸（9）在铰接油缸（4）向前推进时，为铰接油缸（4）提供支反力，铰接密封装置（5）设在前盾（3）与中盾（7）连接处，其特征在于所述前盾（3）和中盾（7）还设有前盾支撑（2）和中盾支撑（6），所述前盾（3）与中盾（7）连接处的铰接密封装置（5）为V型铰接密封装置。
2.按照权利要求1所述带有前后支撑的复合式土压平衡盾构机，其特征在于所述前盾支撑（2）和中盾支撑（6）均由支撑靴（10）、油缸（11）和油缸座（12）组成，油缸座（12）固定在盾体上，油缸（11）安装在油缸座（12）上，支撑靴（10）固定在油缸伸出端头部，通过油缸（11）伸缩带动支撑靴（10）伸缩，盾体与支撑靴（10）对应的部位开设与支撑靴（10）相同的孔，支撑靴（10）可沿孔伸缩移动。
3.按照权利要求1所述带有前后支撑的复合式土压平衡盾构机，其特征在于所述前盾支撑（2）和中盾支撑（6）各设2或4处，其中设置2处，安装在以水平为起点的45°和135°的方向；设置4处则沿盾体均匀分布。
4.按照权利要求1所述带有前后支撑的复合式土压平衡盾构机，其特征在于所述V型铰接密封装置的密封至少为2道，密封沿中盾盾体表面滑动。
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