CN107366543A - 一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构 - Google Patents

Abstract

一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构，包括刀盘、护盾、主梁、主推油缸、前撑靴、辅推油缸、后支撑架、后撑靴、前撑紧油缸、鞍架、连接杆、后撑紧油缸，大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构分成刚性推进主体、前撑紧系统、后撑紧系统三个区域，刀盘与护盾连接，护盾与主梁连接；在鞍架内安装主梁，在鞍架的两侧分别安装两个前撑紧油缸并与前撑靴连接，主推油缸一端与前撑靴连接，主推油缸另一端与主梁连接；辅推油缸一端与后支撑架连接，辅推油缸另一端与主梁连接。该发明具有自锁供能，增加施工的安全性，即使在断电的情况下也能够保证夹紧不溜坡,结构可靠，效率较高，两套锁紧系统互为补偿，应用于隧道掘进机技术领域中。

Description

一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构

技术领域

本发明是涉及隧道掘进机技术领域中的一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构。

背景技术

目前，抽水蓄能电站是利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。近年来，我国抽水蓄能电站的建设步伐呈现加快趋势。蓄能电站的发电水道与水平一般呈50°左右，坡度100%以上，我国目前主要的工法是反井钻，这种工法危险系数高，效率低。而如果将TBM施工的安全性好、建井速度快、成井质量高、环境保护好的优点应用到电站的建设，势必有很大意义。但是较大的坡度给TBM的防溜坡设计带来了很大的困难，设计出一种适应大坡度隧道施工的TBM很有必要，而且将来必定会得到逐步推广。因此，研制开发一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构是急待解决的新课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构，该发明结构可靠，效率较高，两套锁紧系统互为补偿，尤其是后撑紧系统具有自锁功能。可以可靠的保证施工的安全性。

本发明的目的是这样实现的：一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构，包括刀盘、护盾、主梁、主推油缸、前撑靴、辅推油缸、后支撑架、后撑靴、前撑紧油缸、鞍架、连接杆、后撑紧油缸，大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构分成刚性推进主体、前撑紧系统、后撑紧系统三个区域，刚性推进主体由刀盘、护盾、主梁组成，刀盘与护盾连接，护盾与主梁连接；前撑紧系统由主推油缸、前撑靴、前撑紧油缸、鞍架组成，在鞍架内安装主梁，在鞍架的两侧分别安装两个前撑紧油缸并与前撑靴连接，主推油缸一端与前撑靴连接，主推油缸另一端与主梁连接；后撑紧系统由辅推油缸、后支撑架、后撑靴、连接杆、后撑紧油缸组成，辅推油缸一端与后支撑架连接，辅推油缸另一端与主梁连接，后支撑架与后撑靴连接，后支撑架与连接杆、后撑紧油缸分别铰接，连接杆、后撑紧油缸与后撑靴铰接；

所述的一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构的工作原理是，由主推油缸、前撑靴、前撑紧油缸、鞍架构成的前撑紧系统撑紧隧道洞壁，作为主推油缸的支点，推动由刀盘、 护盾、主梁构成推进主体向前掘进，为确保掘进过程的安全，由辅推油缸、后支撑架、后撑靴、连接杆、后撑紧油缸构成后撑紧系统也为撑紧状态，辅推油缸随着主推油缸伸出；如果前撑紧系统失效，由于隧道坡度很大，整个机器会向下溜坡，此时机器的重力作用到辅推油缸，并经过后支撑架和连接杆转化为压紧后撑靴的侧向力，由于连接杆与后撑靴之间的夹角小于后撑靴与洞壁的摩擦角，导致向下的重力越大，后撑靴与洞壁挤得越紧，也就是自锁，这样的机械机构能够保证机器不发生溜坡；主推油缸全部伸出后，前撑紧系统先缩回，后撑紧系统仍顶紧洞壁，保证机器不溜坡。主推油缸全部缩回，前撑紧系统伸出重新顶紧洞壁，后撑紧系统缩回，辅推油缸缩回带动整个后撑紧系统缩回，辅推油缸完全缩回后，后撑紧系统伸出顶紧洞壁，开始机器的下一个工作循环；工作时候三个区域顺序动作，安全可靠地完成整个TBM 在大坡度隧洞内的向前推进、换步工作；

所述的一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构的使用及操作方法是，前撑紧油缸伸出推动前撑靴撑紧隧道洞壁，前撑靴作为固定点与主推油缸铰接，并提供主推油缸支反力，主推油缸另一端与由刀盘、 护盾、主梁构成刚性的推进主体铰接，主梁与鞍架之间有滑道可以相对前后移动，主推油缸伸出，带动推进主体向前掘进，主梁的末端与辅推油缸、后支撑架、后撑靴、连接杆、后撑紧油缸构成后撑紧系统连接，此时为确保掘进过程的安全，后撑紧系统也为撑紧洞壁的状态，如果前撑紧系统失效，后撑紧系统也能保证主机不发生溜坡；主梁向前推进带动辅推油缸伸出，而整个后支撑系统保持撑紧状态位置不变。当主推油缸伸出一个行程后，前撑紧油缸带动前撑靴缩回，完成前撑紧系统的放松，为保证不发生溜坡现象，后撑紧系统仍保持撑紧状态；主推油缸缩回带动前撑靴、鞍架向前滑动，当主推油缸完全缩回时，前撑紧油缸伸出带动前撑靴顶紧洞壁，完成了前撑紧系统的重新顶紧过程；此时主推油缸锁住不动，后撑紧油缸缩回带动后撑靴与洞壁脱离，完成了后撑紧系统的放松，辅推油缸缩回带动由后支架、后撑靴、连接杆、后撑紧油缸构成的后撑紧系统复位，后撑紧油缸伸出带动后撑靴顶紧洞壁，完成了后撑紧系统的重新顶紧过程，此时，前撑紧系统、后撑紧系统都已顶紧洞壁，主推油缸伸出开始下一个工作循环。

本发明的要点在于它的结构及工作原理。

一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构与现有技术相比，具有比普通的TBM推进系统多增加一套撑紧系统，新增加的系统在机械结构上通过巧妙的设计，使其具有自锁供能，增加施工的安全性，即使在断电的情况下也能够保证夹紧不溜坡,结构可靠，效率较高，两套锁紧系统互为补偿，尤其是后撑紧系统具有自锁功能，可靠的保证施工的安全性等优点，将广泛的应用于隧道掘进机技术领域中。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

具体实施方式

参照附图，一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构，包括刀盘1、护盾2、主梁3、主推油缸4、前撑靴5、辅推油缸6、后支撑架7、后撑靴8、前撑紧油缸9、鞍架10、连接杆11、后撑紧油缸12，大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构分成刚性推进主体、前撑紧系统、后撑紧系统三个区域，刚性推进主体由刀盘1、护盾2、主梁3组成，刀盘1与护盾2连接，护盾2与主梁3连接；前撑紧系统由主推油缸4、前撑靴5、前撑紧油缸9、鞍架10组成，在鞍架10内安装主梁3，在鞍架10的两侧分别安装两个前撑紧油缸9并与前撑靴5连接，主推油缸4一端与前撑靴5连接，主推油缸4另一端与主梁3连接；后撑紧系统由辅推油缸6、后支撑架7、后撑靴8、连接杆11、后撑紧油缸12组成，辅推油缸6一端与后支撑架7连接，辅推油缸6另一端与主梁3连接，后支撑架7与后撑靴8连接，后支撑架7与连接杆11、后撑紧油缸12分别铰接，连接杆11、后撑紧油缸12与后撑靴8铰接。

所述的一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构的工作原理是，由主推油缸4、前撑靴5、前撑紧油缸9、鞍架10构成的前撑紧系统撑紧隧道洞壁，作为主推油缸4的支点，推动由刀盘1、 护盾2、主梁3构成推进主体向前掘进，为确保掘进过程的安全，由辅推油缸6、后支撑架7、后撑靴8、连接杆11、后撑紧油缸12构成后撑紧系统也为撑紧状态，辅推油缸6随着主推油缸4伸出；如果前撑紧系统失效，由于隧道坡度很大，整个机器会向下溜坡，此时机器的重力作用到辅推油缸6，并经过后支撑架7和连接杆11转化为压紧后撑靴8的侧向力，由于连接杆11与后撑靴8之间的夹角小于后撑靴8与洞壁的摩擦角，导致向下的重力越大，后撑靴8与洞壁挤得越紧，也就是自锁，这样的机械机构能够保证机器不发生溜坡；主推油缸4全部伸出后，前撑紧系统先缩回，后撑紧系统仍顶紧洞壁，保证机器不溜坡。主推油缸4全部缩回，前撑紧系统伸出重新顶紧洞壁，后撑紧系统缩回，辅推油缸6缩回带动整个后撑紧系统缩回，辅推油缸6完全缩回后，后撑紧系统伸出顶紧洞壁，开始机器的下一个工作循环；工作时候三个区域顺序动作，安全可靠地完成整个TBM 在大坡度隧洞内的向前推进、换步工作。

所述的一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构的使用及操作方法是，前撑紧油缸9伸出推动前撑靴5撑紧隧道洞壁，前撑靴5作为固定点与主推油缸4铰接，并提供主推油缸4支反力，主推油缸4另一端与由刀盘1、 护盾2、主梁3构成刚性的推进主体铰接，主梁3与鞍架10之间有滑道可以相对前后移动，主推油缸4伸出，带动推进主体向前掘进，主梁3的末端与辅推油缸6、后支撑架7、后撑靴8、连接杆11、后撑紧油缸12构成后撑紧系统连接，此时为确保掘进过程的安全，后撑紧系统也为撑紧洞壁的状态，如果前撑紧系统失效，后撑紧系统也能保证主机不发生溜坡；主梁3向前推进带动辅推油缸6伸出，而整个后支撑系统保持撑紧状态位置不变。当主推油缸4伸出一个行程后，前撑紧油缸9带动前撑靴5缩回，完成前撑紧系统的放松，为保证不发生溜坡现象，后撑紧系统仍保持撑紧状态；主推油缸4缩回带动前撑靴5、鞍架10向前滑动，当主推油缸4完全缩回时，前撑紧油缸9伸出带动前撑靴5顶紧洞壁，完成了前撑紧系统的重新顶紧过程；此时主推油缸4锁住不动，后撑紧油缸12缩回带动后撑靴8与洞壁脱离，完成了后撑紧系统的放松，辅推油缸6缩回带动由后支架7、后撑靴8、连接杆11、后撑紧油缸12构成的后撑紧系统复位，后撑紧油缸12伸出带动后撑靴8顶紧洞壁，完成了后撑紧系统的重新顶紧过程，此时，前撑紧系统、后撑紧系统都已顶紧洞壁，主推油缸4伸出开始下一个工作循环。

Claims (3)

1.一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构，包括刀盘、护盾、主梁、主推油缸、前撑靴、辅推油缸、后支撑架、后撑靴、前撑紧油缸、鞍架、连接杆、后撑紧油缸，其特征在于：大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构分成刚性推进主体、前撑紧系统、后撑紧系统三个区域，刚性推进主体由刀盘、护盾、主梁组成，刀盘与护盾连接，护盾与主梁连接；前撑紧系统由主推油缸、前撑靴、前撑紧油缸、鞍架组成，在鞍架内安装主梁，在鞍架的两侧分别安装两个前撑紧油缸并与前撑靴连接，主推油缸一端与前撑靴连接，主推油缸另一端与主梁连接；后撑紧系统由辅推油缸、后支撑架、后撑靴、连接杆、后撑紧油缸组成，辅推油缸一端与后支撑架连接，辅推油缸另一端与主梁连接，后支撑架与后撑靴连接，后支撑架与连接杆、后撑紧油缸分别铰接，连接杆、后撑紧油缸与后撑靴铰接。

2.根据权利要求1所述的一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构，其特征在于：所述的一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构的工作原理是，由主推油缸、前撑靴、前撑紧油缸、鞍架构成的前撑紧系统撑紧隧道洞壁，作为主推油缸的支点，推动由刀盘、 护盾、主梁构成推进主体向前掘进，为确保掘进过程的安全，由辅推油缸、后支撑架、后撑靴、连接杆、后撑紧油缸构成后撑紧系统也为撑紧状态，辅推油缸随着主推油缸伸出；如果前撑紧系统失效，由于隧道坡度很大，整个机器会向下溜坡，此时机器的重力作用到辅推油缸，并经过后支撑架和连接杆转化为压紧后撑靴的侧向力，由于连接杆与后撑靴之间的夹角小于后撑靴与洞壁的摩擦角，导致向下的重力越大，后撑靴与洞壁挤得越紧，也就是自锁，这样的机械机构能够保证机器不发生溜坡；主推油缸全部伸出后，前撑紧系统先缩回，后撑紧系统仍顶紧洞壁，保证机器不溜坡；主推油缸全部缩回，前撑紧系统伸出重新顶紧洞壁，后撑紧系统缩回，辅推油缸缩回带动整个后撑紧系统缩回，辅推油缸完全缩回后，后撑紧系统伸出顶紧洞壁，开始机器的下一个工作循环；工作时候三个区域顺序动作，安全可靠地完成整个TBM 在大坡度隧洞内的向前推进、换步工作。

3.根据权利要求1所述的一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构，其特征在于：所述的一种大坡度斜井隧道掘进机防溜自锁推进结构的使用及操作方法是，前撑紧油缸伸出推动前撑靴撑紧隧道洞壁，前撑靴作为固定点与主推油缸铰接，并提供主推油缸支反力，主推油缸另一端与由刀盘、 护盾、主梁构成刚性的推进主体铰接，主梁与鞍架之间有滑道可以相对前后移动，主推油缸伸出，带动推进主体向前掘进，主梁的末端与辅推油缸、后支撑架、后撑靴、连接杆、后撑紧油缸构成后撑紧系统连接，此时为确保掘进过程的安全，后撑紧系统也为撑紧洞壁的状态，如果前撑紧系统失效，后撑紧系统也能保证主机不发生溜坡；主梁向前推进带动辅推油缸伸出，而整个后支撑系统保持撑紧状态位置不变；

当主推油缸伸出一个行程后，前撑紧油缸带动前撑靴缩回，完成前撑紧系统的放松，为保证不发生溜坡现象，后撑紧系统仍保持撑紧状态；主推油缸缩回带动前撑靴、鞍架向前滑动，当主推油缸完全缩回时，前撑紧油缸伸出带动前撑靴顶紧洞壁，完成了前撑紧系统的重新顶紧过程；此时主推油缸锁住不动，后撑紧油缸缩回带动后撑靴与洞壁脱离，完成了后撑紧系统的放松，辅推油缸缩回带动由后支架、后撑靴、连接杆、后撑紧油缸构成的后撑紧系统复位，后撑紧油缸伸出带动后撑靴顶紧洞壁，完成了后撑紧系统的重新顶紧过程，此时，前撑紧系统、后撑紧系统都已顶紧洞壁，主推油缸伸出开始下一个工作循环。