CN110056366A - 一种敞开式tbm辅助撑靴装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种敞开式TBM辅助撑靴装置，解决了现有技术中敞开式TBM撑靴机构撑靴面积受限、撑靴方式单一的问题。本发明包括主梁和设置在主梁上的主撑靴，所述主撑靴的一侧通过推进油缸与主梁相连接、另一侧设有辅助撑靴，辅助撑靴通过连接件相连接，连接件上设有与主梁相对应的辅助支撑。本发明采用辅助撑靴与主撑靴配合使用，也可单独伸缩，在围岩较好时，辅助撑靴回收，使用主撑靴撑紧洞壁，提供TBM推进所需的推进反力及掘进的反扭矩；在软弱围岩、破碎围岩情况下，围岩可承受压力较小，同时使用主撑靴及辅助撑靴撑紧洞壁，增大了撑靴与围岩的接触面积，减小了撑靴与围岩的接触压力。
Description
技术领域
本发明涉及敞开式TBM技术领域，特别是指一种敞开式TBM辅助撑靴装置。
背景技术
TBM是全断面硬岩隧道掘进机的简称，是隧道开挖的专用设备，在山岭隧道及城市地铁的建设中发挥着重要作用。根据TBM的工作原理和结构形式，TBM包括护盾式TBM和敞开式TBM。敞开式TBM根据支撑形式不同又可分为凯式TBM和主梁式TBM。主梁式TBM主要由刀盘、护盾、驱动组件、推进系统、后支撑、皮带机和其他辅助系统等结构组成。推进系统作为敞开式TBM的关键部分，其主要功能为传递刀盘旋转开挖岩壁产生的转矩和整机前进的推力。主梁式TBM的支撑形式为水平浮动支撑，撑靴数量通常为两个，左右各布置一个。在软弱破碎围岩情况下，岩石承可受压力较小，这就要求撑靴面积要足够大，用以减小撑靴的接地比压（撑靴与围岩的接触压力）。目前应用的撑靴结构主要有两种，第一种是撑靴中部预留一个开槽，撑靴跨越一环钢拱架，撑靴与钢拱架配合较容易，这种结构应用较多，但是其受推进行程及钢拱架影响，这种结构的撑靴面积通常是有限制的；第二种是撑靴上预留两个开槽，开槽与钢拱架相匹配，撑靴跨两环拱架，撑靴面积较大，但是由于撑靴需跨越两环拱架，实际使用时，撑靴开槽需同时与两环钢拱架配合，配合较困难，容易挤压钢拱架，目前这种结构的撑靴使用较少。
发明内容
针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种敞开式TBM辅助撑靴装置，解决了现有技术中敞开式TBM撑靴机构撑靴面积受限、撑靴方式单一的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种敞开式TBM辅助撑靴装置，包括主梁和设置在主梁上的主撑靴，所述主撑靴的一侧通过推进油缸与主梁相连接、另一侧设有辅助撑靴，辅助撑靴通过连接件相连接，连接件上设有与主梁相对应的辅助支撑。
所述辅助撑靴对称设置在主梁的两侧，辅助撑靴包括辅助靴板和辅助撑靴油缸，辅助撑靴油缸的一端与辅助靴板的轴向面相连接、另一端通过连接件相连接；辅助靴板的径向面通过连杆和调整油缸与主撑靴相连接。
所述连杆的一端通过第一销轴与主撑靴铰接、另一端通过第二销轴与辅助靴板铰接；所述调整油缸的一端与辅助靴板铰接、另一端与主撑靴铰接；且调整油缸位于连杆的下方。
所述连接件包括上连接梁和下连接梁，辅助靴板上设有上下平行设置的两组辅助撑靴油缸，位于上方的一组辅助撑靴油缸通过上连接梁相连接，位于下方的一组辅助撑靴油缸通过下连接梁相连接；所述上连接梁上设有至少一个辅助支撑。
所述辅助支撑包括导向座，导向座与连接件上的导向槽相配合，导向座内部固定设有底板，底板上竖直设有螺杆，螺杆的上端设有盖板，盖板与连接件固定连接，盖板与底板之间设有弹簧；所述导向座的底部设有行走轮。
所述主梁上滑动设有鞍架，鞍架上设有主撑靴油缸，主撑靴油缸的一端与鞍架连接、另一端与主撑靴连接。
本发明主要是针对主梁式TBM实施的，采用辅助撑靴与主撑靴配合使用，也可单独伸缩，在围岩较好时，辅助撑靴回收，使用主撑靴撑紧洞壁，提供TBM推进所需的推进反力及掘进的反扭矩；在软弱围岩、破碎围岩情况下，围岩可承受压力较小，同时使用主撑靴及辅助撑靴撑紧洞壁，增大了撑靴与围岩的接触面积，减小了撑靴与围岩的接触压力。撑靴方式可根据工况进行调整，适用性更好，提高工作效率。此外，相比为增大撑靴面积而采用的双槽撑靴，本发明可通过调节油缸的伸缩来调整辅助撑靴，使辅助撑靴更好的适应钢拱架，避免撑靴挤压拱架，提高与施工装置之间的配合度，操作更加灵活。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明辅助撑靴伸出状态俯视示意图。
图2为本发明整体主视示意图。
图3为本发明辅助撑靴结构截面图。
图4为本发明辅助支撑结构图。
图5为本发明辅助撑靴收回状态俯视示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，实施例1，一种敞开式TBM辅助撑靴装置，包括主梁9和设置在主梁9上的主撑靴10，主撑靴10可采用现有的撑靴机构，主撑靴为单槽撑靴，能很好的使用钢拱架，辅助撑靴结构不影响主撑靴的使用。所述主梁9上滑动设有鞍架12，在推进油缸的作用下，鞍架可沿主梁移动。鞍架12上设有主撑靴油缸11，主撑靴油缸11的一端与鞍架12连接、另一端与主撑靴10连接。在主撑靴油缸的作用下，主撑靴进行径向移动，用于撑紧洞壁与否。所述主撑靴10的一侧通过推进油缸13与主梁9相连接、另一侧设有辅助撑靴，推进油缸13与主梁倾斜设置，在推进油缸的作用下，主撑靴可沿主梁进行轴向运动。辅助撑靴通过连接件3相连接，即辅助撑靴设置在主梁的两侧，两侧的辅助撑靴通过连接件连接，连接件3上设有与主梁9相对应的辅助支撑8，辅助支撑的下部与主梁接触，用于支撑辅助撑靴的重量。辅助撑靴与主撑靴相连接，可单独伸缩，在围岩较好时，辅助撑靴回收，使用主撑靴撑紧洞壁，提供TBM推进所需的推进反力及掘进的反扭矩，在软弱围岩、破碎围岩情况下，围岩可承受压力较小，同时使用主撑靴及辅助撑靴撑紧洞壁，增大了撑靴与围岩的接触面积，减小了撑靴与围岩的接触压力。
进一步，所述辅助撑靴对称设置在主梁9的两侧，辅助撑靴包括辅助靴板1和辅助撑靴油缸2，辅助撑靴油缸2的一端与辅助靴板1的轴向面相连接、另一端通过连接件3相连接，即辅助撑靴油缸和连接件横跨在主梁的上方和下方。辅助靴板1在辅助撑靴油缸2的作用下，进行径向运动，用于对洞壁的撑紧与否。辅助靴板1的径向面通过连杆4和调整油缸7与主撑靴10相连接。连杆4通过关节轴承与辅助靴板1相连接，在调节油缸的作用下，辅助靴板可以前后摆动，以更好的适应钢拱架。所述连杆4的一端通过第一销轴5与主撑靴10铰接、另一端通过第二销轴6与辅助靴板1铰接；在调整油缸的作用下，辅助靴板可绕第二销轴进行摆动，实现其角度的调节。调整油缸7的一端与辅助靴板1铰接、另一端与主撑靴10铰接；且调整油缸7位于连杆4的下方，便于调整油缸伸缩实现辅助靴板的摆动。
如图3-5所示，实施例2，一种敞开式TBM辅助撑靴装置，所述连接件3包括平行设置的上连接梁3-1和下连接梁3-2，辅助靴板1上设有上下平行设置的两组辅助撑靴油缸2，位于上方的一组辅助撑靴油缸2通过上连接梁3-1相连接，位于下方的一组辅助撑靴油缸2通过下连接梁3-2相连接；所述上连接梁3-1上设有至少一个辅助支撑8，辅助支撑可在上连接梁上进行上下浮动。根据需要可对称设置两个辅助支撑；用于支撑辅助撑靴的重量。
进一步，所述辅助支撑8包括导向座806，导向座806与连接件3上的导向槽3-3相配合，即导向座位于导向槽中且可在导向槽中上下滑动，导向座806内部固定设有底板804，底板804上竖直设有螺杆802，螺杆802的上端向上伸出连接件且上端设有盖板801，螺杆802通过螺母连接在盖板801上，盖板801通过螺栓与连接件3固定连接，螺杆802在盖板的作用下固定在连接件上。螺杆802外部套设有弹簧803，且弹簧803位于盖板801与底板804之间；通过螺母调节螺杆802的伸出量，实现弹簧预紧力的调节，所述导向座806的底部设有行走轮805。行走轮805可在主梁9上随辅助撑靴1一起前后移动，通过螺杆802可调节弹簧803的预压缩量，以支撑辅助撑靴1，当TBM进行竖直调向时，主梁9与辅助撑靴1的上下距离会发生变化，弹簧804可伸出或压缩，导向座806与行走轮805在连接件3内滑动，以适应TBM的调向。
在围岩较好时，辅助撑靴1回收，由主撑靴10撑紧洞壁，提供TBM掘进时的反推力和反扭矩。在软弱围岩、破碎围岩情况下，辅助撑靴1伸出，与主撑靴10一起撑紧洞壁，通过连杆4和调整油缸7，使辅助撑靴1与主撑靴10保持相对固定，共同承受TBM掘进时的反推力和反扭矩。
其他结构与实施例1相同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种敞开式TBM辅助撑靴装置，包括主梁（9）和设置在主梁（9）上的主撑靴（10），其特征在于：所述主撑靴（10）的一侧通过推进油缸（13）与主梁（9）相连接、另一侧设有辅助撑靴，辅助撑靴通过连接件（3）相连接，连接件（3）上设有与主梁（9）相对应的辅助支撑（8）。
2.根据权利要求1所述的敞开式TBM辅助撑靴装置，其特征在于：所述辅助撑靴对称设置在主梁（9）的两侧，辅助撑靴包括辅助靴板（1）和辅助撑靴油缸（2），辅助撑靴油缸（2）的一端与辅助靴板（1）的轴向面相连接、另一端通过连接件（3）相连接；辅助靴板（1）的径向面通过连杆（4）和调整油缸（7）与主撑靴（10）相连接。
3.根据权利要求2所述的敞开式TBM辅助撑靴装置，其特征在于：所述连杆（4）的一端通过第一销轴（5）与主撑靴（10）铰接、另一端通过第二销轴（6）与辅助靴板（1）铰接；所述调整油缸（7）的一端与辅助靴板（1）铰接、另一端与主撑靴（10）铰接；且调整油缸（7）位于连杆（4）的下方。
4.根据权利要求2所述的敞开式TBM辅助撑靴装置，其特征在于：所述连接件（3）包括上连接梁（3-1）和下连接梁（3-2），辅助靴板（1）上设有上下平行设置的两组辅助撑靴油缸（2），位于上方的一组辅助撑靴油缸（2）通过上连接梁（3-1）相连接，位于下方的一组辅助撑靴油缸（2）通过下连接梁（3-2）相连接；所述上连接梁（3-1）上设有至少一个辅助支撑（8）。
5.根据权利要求1或4所述的敞开式TBM辅助撑靴装置，其特征在于：所述辅助支撑（8）包括导向座（806），导向座（806）与连接件（3）上的导向槽（3-3）相配合，导向座（806）内部固定设有底板（804），底板（804）上竖直设有螺杆（802），螺杆（802）的上端设有盖板（801），盖板（801）与连接件（3）固定连接，盖板（801）与底板（804）之间设有弹簧（803）；所述导向座（806）的底部设有行走轮（805）。
6.根据权利要求1所述的敞开式TBM辅助撑靴装置，其特征在于：所述主梁（9）上滑动设有鞍架（12），鞍架（12）上设有主撑靴油缸（11），主撑靴油缸（11）的一端与鞍架（12）连接、另一端与主撑靴（10）连接。
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