CN110374621A - 一种硬岩tbm多功能顶护盾 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬岩TBM多功能顶护盾，包括主驱动、支护装置和隧道壁，所述支护装置处于主驱动与隧道壁之间，所述支护装置包括顶盾、顶盾前销轴、前支座销轴、前支座、前臂、钻机、后支座、后支座销轴、后臂、油缸底座、油缸销轴、油缸、顶盾后销轴、钢筋网和钢拱架；通过设置的顶盾、顶盾前销轴、前支座销轴、前支座、前臂、钻机、后支座、后支座销轴、后臂、油缸底座、油缸销轴、油缸、顶盾后销轴、钢筋网、钢拱架和孔洞，可以在掘进时对洞壁岩石的性能进行观察预判，并在出现突发状况时，在TBM多功能顶护盾辅助下进行临时支护，极大程度的提高了岩巷TBM的掘进效率、支护效率和安全性。
Description
技术领域
本发明属于岩巷TBM技术领域，具体涉及一种硬岩TBM多功能顶护盾。
背景技术
全断面岩巷TBM的全称为全断面岩石掘进机，是一种靠旋转并推进刀盘，通过盘形滚刀破碎岩石而使隧洞全断面一次成形的机器，主要是利用安装在顶护盾上的回转刀盘开挖形成隧道施工的机械。
现有的全断面岩巷TBM在使用过程中，安全和支护是隧道和巷道掘进过程中的重中之重，且顶护盾在岩巷TBM开挖刀盘后面，是岩巷TBM掘进作业形成开挖洞壁后接触的首要位置，一方面要对全断面岩巷TBM的主要设备进行必要的保护，另一方面还要对工作区进行保护，但现有的顶护盾在实际使用过程中，具有支护效率不佳和安全性不佳的问题，存在一定弊端，为此本发明提出一种硬岩TBM多功能顶护盾。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硬岩TBM多功能顶护盾，以解决上述背景技术中提出的现有的全断面岩巷TBM在使用过程中，安全和支护是隧道和巷道掘进过程中的重中之重，且顶护盾在岩巷TBM开挖刀盘后面，是岩巷TBM掘进作业形成开挖洞壁后接触的首要位置，一方面要对全断面岩巷TBM的主要设备进行必要的保护，另一方面还要对工作区进行保护，但现有的顶护盾在实际使用过程中，具有支护效率不佳和安全性不佳的问题，存在一定弊端问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硬岩TBM多功能顶护盾，包括主驱动、支护装置和隧道壁，所述支护装置处于主驱动与隧道壁之间，所述支护装置包括顶盾、顶盾前销轴、前支座销轴、前支座、前臂、钻机、后支座、后支座销轴、后臂、油缸底座、油缸销轴、油缸、顶盾后销轴、钢筋网和钢拱架，所述顶盾前销轴、前支座销轴、前支座、前臂、后支座、后支座销轴、后臂、油缸底座、油缸销轴、油缸和顶盾后销轴的数量均为两个，所述前支座、后支座和油缸底座均固定在主驱动的顶部表面，所述前支座的顶端与前臂的底端通过前支座销轴连接，且所述前臂的顶端通过顶盾前销轴与顶盾相连，所述后支座的顶端与后臂的底端通过后支座销轴连接，所述油缸的底端与油缸底座通过油缸销轴相连，所述后臂的顶端和油缸的顶端均通过顶盾后销轴与顶盾相连。
优选的，所述顶盾的顶部表面设置有多个钢筋网安装座，且钢筋网通过钢筋网安装座固定在顶盾的顶部表面。
优选的，所述顶盾的一侧表面设置有多个钢拱架安装座，且钢拱架通过钢拱架安装座安装在顶盾的一侧顶部。
优选的，所述顶盾的顶部表面均匀开设有多个孔洞，所述钻机安装在顶盾的底部。
优选的，所述钢拱架安装座的底端设有一体式的连接块，且顶盾的一侧表面均匀开设有多个与连接块相对应的连接插槽，所述钢拱架安装座通过连接块与顶盾卡合连接。
优选的，所述连接块的内部设置有弹簧室，且弹簧室的底端连接有三角伸缩卡块，所述连接插槽的内部底端开设有与三角伸缩卡块相对应的卡孔，且所述卡孔的底端与顶盾的底部表面相通。
优选的，所述卡孔的底端卡合连接有封塞，所述封塞的顶端设有一体式的环形卡块，且卡孔的底端开设有与环形卡块相适配的环形卡槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过设置的顶盾、顶盾前销轴、前支座销轴、前支座、前臂、钻机、后支座、后支座销轴、后臂、油缸底座、油缸销轴、油缸、顶盾后销轴、钢筋网、钢拱架和孔洞，可以在掘进时对洞壁岩石的性能进行观察预判，并在出现突发状况时，在TBM多功能顶护盾辅助下进行临时支护，极大程度的提高了岩巷TBM 的掘进效率、支护效率和安全性。
2、通过设置的连接块、连接插槽、弹簧室、顶盾后销轴、卡孔和封塞，使得钢拱架安装座与顶盾的连接方式更加的简便，且非常稳固，从而在钢拱架安装座出现破损或断裂后，可以快速的将钢拱架安装座从顶盾的侧面拆下，并进行更换。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为本发明钢筋网和钢拱架安装状态下顶盾的侧视撑紧示意图；
图4为本发明实施例2的钢拱架安装座与顶盾连接剖视结构示意图；
图中：1、顶盾；2、钢筋网安装座；3、钢拱架安装座；4、顶盾前销轴；5、前支座销轴；6、前支座；7、前臂；8、钻机；9、后支座；10、后支座销轴； 11、后臂；12、油缸底座；13、油缸销轴；14、油缸；15、顶盾后销轴；16、钢筋网；17、钢拱架；18、孔洞；19、隧道壁；20、主驱动；21、连接块；22、连接插槽；23、卡孔；24、封塞；25、三角伸缩卡块；26、弹簧室。
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做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。
实施例1
请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种硬岩TBM多功能顶护盾，包括主驱动20、支护装置和隧道壁19，支护装置处于主驱动20与隧道壁19之间，支护装置包括顶盾1、顶盾前销轴4、前支座销轴5、前支座6、前臂7、钻机8、后支座9、后支座销轴10、后臂11、油缸底座12、油缸销轴13、油缸14、顶盾后销轴15、钢筋网16和钢拱架17，顶盾前销轴4、前支座销轴5、前支座 6、前臂7、后支座9、后支座销轴10、后臂11、油缸底座12、油缸销轴13、油缸14和顶盾后销轴15的数量均为两个，前支座6、后支座9和油缸底座12 均固定在主驱动20的顶部表面，前支座6的顶端与前臂7的底端通过前支座销轴5连接，且前臂7的顶端通过顶盾前销轴4与顶盾1相连，后支座9的顶端与后臂11的底端通过后支座销轴10连接，油缸14的底端与油缸底座12通过油缸销轴13相连，后臂11的顶端和油缸14的顶端均通过顶盾后销轴15与顶盾1相连，使得顶盾1、前臂7和后臂11在顶盾前销轴4、前支座销轴5、后支座销轴10和顶盾后销轴15的连接作用下组成平行四边形四连杆结构，使得油缸14伸出后会将顶盾1的顶部表面贴紧隧道壁19，并使顶盾1的顶部表面始终与隧道壁19平行，从而对隧道壁19进行良好的支护。
本实施例中，优选的，顶盾1的顶部表面设置有多个钢筋网安装座2，且钢筋网16通过钢筋网安装座2固定在顶盾1的顶部表面，使得顶盾1可携带钢筋网16一起与隧道壁19紧贴。
本实施例中，优选的，顶盾1的一侧表面设置有多个钢拱架安装座3，且钢拱架17通过钢拱架安装座3安装在顶盾1的一侧顶部，使得顶盾1可携带钢拱架17一起与隧道壁19紧贴。
本实施例中，优选的，顶盾1的顶部表面均匀开设有多个孔洞18，钻机8 安装在顶盾1的底部，可以在掘进过程中观察刀盘开挖成型洞壁的岩石状况，并通过孔洞18对开挖成型洞壁进行支护。
实施例2
请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：一种硬岩TBM多功能顶护盾，包括主驱动20、支护装置和隧道壁19，支护装置处于主驱动20与隧道壁19之间，支护装置包括顶盾1、顶盾前销轴4、前支座销轴5、前支座6、前臂7、钻机8、后支座9、后支座销轴10、后臂11、油缸底座12、油缸销轴13、油缸14、顶盾后销轴15、钢筋网16和钢拱架17，顶盾前销轴4、前支座销轴5、前支座 6、前臂7、后支座9、后支座销轴10、后臂11、油缸底座12、油缸销轴13、油缸14和顶盾后销轴15的数量均为两个，前支座6、后支座9和油缸底座12 均固定在主驱动20的顶部表面，前支座6的顶端与前臂7的底端通过前支座销轴5连接，且前臂7的顶端通过顶盾前销轴4与顶盾1相连，后支座9的顶端与后臂11的底端通过后支座销轴10连接，油缸14的底端与油缸底座12通过油缸销轴13相连，后臂11的顶端和油缸14的顶端均通过顶盾后销轴15与顶盾1相连，使得顶盾1、前臂7和后臂11在顶盾前销轴4、前支座销轴5、后支座销轴10和顶盾后销轴15的连接作用下组成平行四边形四连杆结构，使得油缸14伸出后会将顶盾1的顶部表面贴紧隧道壁19，并使顶盾1的顶部表面始终与隧道壁19平行，从而对隧道壁19进行良好的支护。
本实施例中，优选的，顶盾1的顶部表面设置有多个钢筋网安装座2，且钢筋网16通过钢筋网安装座2固定在顶盾1的顶部表面，使得顶盾1可携带钢筋网16一起与隧道壁19紧贴。
本实施例中，优选的，顶盾1的一侧表面设置有多个钢拱架安装座3，且钢拱架17通过钢拱架安装座3安装在顶盾1的一侧顶部，使得顶盾1可携带钢拱架17一起与隧道壁19紧贴。
本实施例中，优选的，顶盾1的顶部表面均匀开设有多个孔洞18，钻机8 安装在顶盾1的底部，可以在掘进过程中观察刀盘开挖成型洞壁的岩石状况，并通过孔洞18对开挖成型洞壁进行支护。
本实施例中，优选的，钢拱架安装座3的底端设有一体式的连接块21，且顶盾1的一侧表面均匀开设有多个与连接块21相对应的连接插槽22，钢拱架安装座3通过连接块21与顶盾1卡合连接，使得钢拱架安装座3与顶盾1的连接方式更加简便。
本实施例中，优选的，连接块21的内部设置有弹簧室26，且弹簧室26的底端通过弹簧连接有三角伸缩卡块25，连接插槽22的内部底端开设有与三角伸缩卡块25相对应的卡孔23，且卡孔23的底端与顶盾1的底部表面相通，使得连接块21插入连接插槽22后，三角伸缩卡块25会卡入卡孔23。
本实施例中，优选的，卡孔23的底端卡合连接有封塞24，封塞24的顶端设有一体式的环形卡块，封塞24与环形卡块均为橡胶材质构件，且卡孔23的底端开设有与环形卡块相适配的环形卡槽，使得日常使用过程中卡孔23的底端可以得到封堵。
本发明中的油缸14型号为YHG1.CD25.CG350.UY.ZY。
本发明的工作原理及使用流程：该全断面岩巷TBM在掘进时，由于顶盾1、前臂7和后臂11在顶盾前销轴4、前支座销轴5、后支座销轴10和顶盾后销轴 15的连接作用下组成平行四边形四连杆结构，使得油缸14伸出后会将顶盾1的顶部表面贴紧隧道壁19，并使顶盾1的顶部表面始终与隧道壁19平行，从而对主驱动20和顶盾1的底部区域进行防护，在进行简单支护时，油缸14伸出，顶盾1顶部表面贴紧隧道壁19，钻机8通过顶盾1内部的孔洞18对隧道壁19 进行支护，而在遇到岩石较为破碎的突发状况时，首先将油缸14伸出，使得顶盾1的顶部表面贴紧隧道壁19，然后钻机8通过顶盾1内部的孔洞18对隧道壁 19进行一次支护，之后油缸14缓慢缩回，判断一次支护效果，若一次支护效果不好，则进行加强支护直至一次支护完成，然后将油缸14完全缩回，使得顶盾 1的顶部表面完全离开隧道壁19，并分别在钢筋网安装座2和钢拱架安装座3 的顶部安装钢筋网16和钢拱架17，此时再将油缸14伸出，使得顶盾1携带钢筋网16和钢拱架17贴紧隧道壁19，从而进行二次支护，且由于顶盾1的顶部表面始终与隧道壁19平行，从而保证顶盾1携带的前支座6和钢拱架17完全贴紧隧道壁19；
当钢拱架安装座3出现破损或断裂后，可将封塞24用力的往下拉拽，使得封塞24顶部的环形卡块受到挤压发生形变，并从环形卡槽内被拽出，即可将封塞24从卡孔23的内部移出，然后将卡孔23内部的三角伸缩卡块25用力的上抵，使得三角伸缩卡块25被挤入弹簧室26的内部，并使得三角伸缩卡块25不再对连接块21限位，此时将钢拱架安装座3用力的往外拉拽，使得连接块21 从连接插槽22的内部被拽出，即可快速的完成钢拱架安装座3的拆卸，后续安装时，也只需将连接块21用力的推入连接插槽22的内部，推入时三角伸缩卡块25会被挤入弹簧室26的内部，使得连接块21可以顺利的插入连接插槽22 的内部，当连接块21完全插入连接插槽22的内部时，三角伸缩卡块25会与封塞24相对齐，并在弹簧室26内部弹簧的作用下弹出至卡孔23的内部，从而将连接块21卡合固定在连接插槽22的内部，即可完成钢拱架安装座3的安装固定，使得钢拱架安装座3出现破损或断裂后，可以快速的将钢拱架安装座3从顶盾1的侧面拆下，并进行更换。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种硬岩TBM多功能顶护盾，包括主驱动(20)、支护装置和隧道壁(19)，所述支护装置处于主驱动(20)与隧道壁(19)之间，其特征在于：所述支护装置包括顶盾(1)、顶盾前销轴(4)、前支座销轴(5)、前支座(6)、前臂(7)、钻机(8)、后支座(9)、后支座销轴(10)、后臂(11)、油缸底座(12)、油缸销轴(13)、油缸(14)、顶盾后销轴(15)、钢筋网(16)和钢拱架(17)，所述顶盾前销轴(4)、前支座销轴(5)、前支座(6)、前臂(7)、后支座(9)、后支座销轴(10)、后臂(11)、油缸底座(12)、油缸销轴(13)、油缸(14)和顶盾后销轴(15)的数量均为两个，所述前支座(6)、后支座(9)和油缸底座(12)均固定在主驱动(20)的顶部表面，所述前支座(6)的顶端与前臂(7)的底端通过前支座销轴(5)连接，且所述前臂(7)的顶端通过顶盾前销轴(4)与顶盾(1)相连，所述后支座(9)的顶端与后臂(11)的底端通过后支座销轴(10)连接，所述油缸(14)的底端与油缸底座(12)通过油缸销轴(13)相连，所述后臂(11)的顶端和油缸(14)的顶端均通过顶盾后销轴(15)与顶盾(1)相连。
2.根据权利要求1所述的一种硬岩TBM多功能顶护盾，其特征在于：所述顶盾(1)的顶部表面设置有多个钢筋网安装座(2)，且钢筋网(16)通过钢筋网安装座(2)固定在顶盾(1)的顶部表面。
3.根据权利要求2所述的一种硬岩TBM多功能顶护盾，其特征在于：所述顶盾(1)的一侧表面设置有多个钢拱架安装座(3)，且钢拱架(17)通过钢拱架安装座(3)安装在顶盾(1)的一侧顶部。
4.根据权利要求3所述的一种硬岩TBM多功能顶护盾，其特征在于：所述顶盾(1)的顶部表面均匀开设有多个孔洞(18)，所述钻机(8)安装在顶盾(1)的底部。
5.根据权利要求3所述的一种硬岩TBM多功能顶护盾，其特征在于：所述钢拱架安装座(3)的底端设有一体式的连接块(21)，且顶盾(1)的一侧表面均匀开设有多个与连接块(21)相对应的连接插槽(22)，所述钢拱架安装座(3)通过连接块(21)与顶盾(1)卡合连接。
6.根据权利要求5所述的一种硬岩TBM多功能顶护盾，其特征在于：所述连接块(21)的内部设置有弹簧室(26)，且弹簧室(26)的底端连接有三角伸缩卡块(25)，所述连接插槽(22)的内部底端开设有与三角伸缩卡块(25)相对应的卡孔(23)，且所述卡孔(23)的底端与顶盾(1)的底部表面相通。
7.根据权利要求6所述的一种硬岩TBM多功能顶护盾，其特征在于：所述卡孔(23)的底端卡合连接有封塞(24)，所述封塞(24)的顶端设有一体式的环形卡块，且卡孔(23)的底端开设有与环形卡块相适配的环形卡槽。
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-
2019
- 2019-08-05 CN CN201910718119.5A patent/CN110374621B/zh active Active
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