CN110985013B - 盾构施工系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种盾构施工系统，包括盾构接收井和折返皮带机总成，其中，盾构接收井设置在盾构机的掘进路线上；折返皮带机总成包括机头架、第一输送皮带组件和第二输送皮带组件，其中，第一输送皮带组件沿第二隧洞的延伸方向设置；第二输送皮带组件在渣土的运送路线上位于第一输送皮带组件的下游，且第二输送皮带组件的第一端设置在机头架处，第二输送皮带组件的第二端以与第一输送皮带组件交叉折返的方式倾斜向上延伸至地面。本发明解决了现有技术中的皮带机的整体结构设置不合理，导致皮带机的占用空间较大，需要在始发位置处开挖足够大的空间以将皮带机安装于其内，增大了盾构施工的难度，费时费力，提高了盾构施工的成本的问题。

Description

盾构施工系统

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，具体而言，涉及一种盾构施工系统。

背景技术

在地铁隧道施工过程中，盾构法由于其机械化程度高、施工安全、适应性好得到广泛应用，其中常见的盾构方式是采用盾构机进行盾构掘进。

盾构掘进过程中，为了将盾构机挖掘隧道过程中产生的渣土及时运出隧洞，通常在盾构机的掘进路线上的始发位置处设置皮带机，现有的皮带机的整体结构设置不合理，导致皮带机的占用空间较大，需要在始发位置处开挖足够大的空间以将皮带机安装于其内，增大了盾构施工的难度，费时费力，提高了盾构施工的成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种盾构施工系统，以解决现有技术中的皮带机的整体结构设置不合理，导致皮带机的占用空间较大，需要在始发位置处开挖足够大的空间以将皮带机安装于其内，增大了盾构施工的难度，费时费力，提高了盾构施工的成本的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种盾构施工系统，包括盾构接收井和折返皮带机总成，其中，盾构接收井设置在盾构机的掘进路线上，且在盾构机掘进的方向上，盾构接收井的宽度方向的两侧分别形成第一隧洞和第二隧洞，第一隧洞和第二隧洞分别由第一盾构机和第二盾构机挖掘形成；至少一部分折返皮带机总成设置在第二隧洞内，以用于将第二盾构机在挖掘第二隧洞时产生的渣土自动运送至地面，折返皮带机总成包括机头架、第一输送皮带组件和第二输送皮带组件，其中，第一输送皮带组件沿第二隧洞的延伸方向设置，第一输送皮带组件的第一端设置在机头架处，第一输送皮带组件的第二端位于第二隧洞内，第一输送皮带组件的第一端高于第一输送皮带组件的第二端；第二输送皮带组件在渣土的运送路线上位于第一输送皮带组件的下游，且第二输送皮带组件的第一端设置在机头架处，第二输送皮带组件的第二端以与第一输送皮带组件交叉折返的方式倾斜向上延伸至地面。

进一步地，第二输送皮带组件与水平面之间具有第一倾斜延伸角度，第一倾斜延伸角度大于等于10度且小于等于15度。

进一步地，第一倾斜延伸角度为13度。

进一步地，第一输送皮带组件包括相连接的水平延伸段和倾斜延伸段，其中，倾斜延伸段相对于水平延伸段靠近机头架的一侧。

进一步地，倾斜延伸段与水平面之间具有第二倾斜延伸角度，第二倾斜延伸角度大于等于10度且小于等于15度。

进一步地，机头架上还设置有渣土转运部，第一输送皮带组件和第二输送皮带组件在第二隧洞的宽度方向上间隔设置，第一输送皮带组件的第一端的高度高于第二输送皮带组件的第一端的高度，且第一输送皮带组件的第一端通过渣土转运部与第二输送皮带组件的第一端连接。

进一步地，渣土转运部为呈筒状的输送管道，或渣土转运部为输送滑槽结构。

进一步地，盾构接收井的宽度大于等于10m且小于等于15m，机头架的一部分位于盾构接收井内，机头架的另一部分位于第二隧洞内，机头架的位于盾构接收井内的部分的宽度大于等于2m且小于等于3m。

进一步地，第一隧洞和第二隧洞均为两条，两条第一隧洞和两条第二隧洞一一对应连通，且两条第一隧洞和两条第二隧洞均在盾构接收井的长度方向上间隔设置，两条第一隧洞分别由两台第一盾构机一一对应挖掘形成，两条第二隧洞分别由两台第二盾构机一一对应挖掘形成，且各第二隧洞处设置有一个折返皮带机总成。

进一步地，第一输送皮带组件包括第一循环皮带和多个第一驱动辊，第一循环皮带套设在间隔设置的多个第一驱动辊上；其中，多个第一驱动辊中位于第二隧洞内的最远端的一个第一驱动辊在第二隧洞的长度方向上位置可调节地设置；第二输送皮带组件包括第二循环皮带和多个第二驱动辊，第二循环皮带套设在间隔设置的多个第二驱动辊上。

应用本发明的技术方案，通过将折返皮带机总成中的第一输送皮带组件的第一端设置在机头架处，第一输送皮带组件的第二端位于第二隧洞内，且第一输送皮带组件的第一端高于第一输送皮带组件的第二端，同时将折返皮带机总成中的第二输送皮带组件的第一端设置在机头架处，第二输送皮带组件的第二端以与第一输送皮带组件交叉折返的方式倾斜向上延伸至地面，使得第一输送皮带组件与第二输送皮带组件形成折返状皮带输送架构，提高了折返皮带机总成的紧凑性，在确保折返皮带机总成通过第一输送皮带组件和第二输送皮带组件能够将第二盾构机在挖掘第二隧洞时产生的渣土自动运送至地面的同时，减小了折返皮带机总成的占用空间，有利于缩小始发位置处用于安装折返皮带机总成的安装空间，降低了盾构施工的难度，省时省力，降低了盾构施工的成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种可选实施例的盾构施工系统中盾构接收井、第二隧洞以及折返皮带机总成的主视视角的位置关系示意图；

图2示出了图1中的盾构施工系统中盾构接收井、第二隧洞以及折返皮带机总成的俯视视角的位置关系示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、盾构接收井；20、折返皮带机总成；21、机头架；22、第一输送皮带组件；23、第二输送皮带组件；221、水平延伸段；222、倾斜延伸段；223、第一循环皮带；224、第一驱动辊；30、第二隧洞。

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

为了解决现有技术中的皮带机的整体结构设置不合理，导致皮带机的占用空间较大，需要在始发位置处开挖足够大的空间以将皮带机安装于其内，增大了盾构施工的难度，费时费力，提高了盾构施工的成本的问题，本发明提供了一种盾构施工系统，如图1和图2所示，盾构施工系统包括盾构接收井10和折返皮带机总成20，其中，盾构接收井10设置在盾构机的掘进路线上，且在盾构机掘进的方向上，盾构接收井10的宽度方向的两侧分别形成第一隧洞和第二隧洞30，第一隧洞和第二隧洞30分别由第一盾构机和第二盾构机挖掘形成；至少一部分折返皮带机总成20设置在第二隧洞30内，以用于将第二盾构机在挖掘第二隧洞30时产生的渣土自动运送至地面，折返皮带机总成20包括机头架21、第一输送皮带组件22和第二输送皮带组件23，其中，第一输送皮带组件22沿第二隧洞30的延伸方向设置，第一输送皮带组件22的第一端设置在机头架21处，第一输送皮带组件22的第二端位于第二隧洞30内，第一输送皮带组件22的第一端高于第一输送皮带组件22的第二端；第二输送皮带组件23在渣土的运送路线上位于第一输送皮带组件22的下游，且第二输送皮带组件23的第一端设置在机头架21处，第二输送皮带组件23的第二端以与第一输送皮带组件22交叉折返的方式倾斜向上延伸至地面。

通过将折返皮带机总成20中的第一输送皮带组件22的第一端设置在机头架21处，第一输送皮带组件22的第二端位于第二隧洞30内，且第一输送皮带组件22的第一端高于第一输送皮带组件22的第二端，同时将折返皮带机总成20中的第二输送皮带组件23的第一端设置在机头架21处，第二输送皮带组件23的第二端以与第一输送皮带组件22交叉折返的方式倾斜向上延伸至地面，使得第一输送皮带组件22与第二输送皮带组件23形成折返状皮带输送架构，提高了折返皮带机总成20的紧凑性，在确保折返皮带机总成20通过第一输送皮带组件22和第二输送皮带组件23能够将第二盾构机在挖掘第二隧洞30时产生的渣土自动运送至地面的同时，减小了折返皮带机总成20的占用空间，有利于缩小始发位置处用于安装折返皮带机总成20的安装空间，降低了盾构施工的难度，省时省力，降低了盾构施工的成本。

如图1所示，第二输送皮带组件23与水平面之间具有第一倾斜延伸角度，第一倾斜延伸角度大于等于10度且小于等于15度。这样，通过合理地优化第一倾斜延伸角度的角度范围，在第二输送皮带组件23运送渣土的过程中，确保第二输送皮带组件23上的渣土能够受到足够大的静摩擦力，避免渣土在重力作用下沿第二输送皮带组件23的斜面下滑，从而保证第二输送皮带组件23能够将第二隧洞30内的渣土全部运送至地面，提高了第二输送皮带组件23的工作可靠性。

优选地，第一倾斜延伸角度为13度。这样，在确保渣土能够被第二输送皮带组件23顺利运送的同时，通过将第一倾斜延伸角度设置为13度，此时的折返皮带机总成20具有最佳结构，既能够确保对渣土的稳定高效运送，同时还避免了折返皮带机总成20占用盾构接收井10的空间过大，即通过对折返皮带机总成20与盾构接收井10的位置关系进行合理优化，确保了盾构接收井10能够对第一盾构机进行正常接收。

如图1所示，第一输送皮带组件22包括相连接的水平延伸段221和倾斜延伸段222，其中，倾斜延伸段222相对于水平延伸段221靠近机头架21的一侧。

这样，通过将第一输送皮带组件22设置成包括相连接的水平延伸段221和倾斜延伸段222的结构形式，同时倾斜延伸段222相对于水平延伸段221靠近机头架21的一侧，提高了能量的利用率。

具体而言，在第二隧洞30中的渣土被第一输送皮带组件22运送过程中，水平延伸段221上的渣土在水平方向上的受力只有静摩擦力，且该静摩擦力全部作为渣土的动力，提高了渣土运送的效率，此外，第一输送皮带组件22的第一端高于第一输送皮带组件22的第二端，也就是说，倾斜延伸段222的设置能够将渣土抬升至一定高度，即当渣土被运送至倾斜延伸段222时，渣土沿着倾斜延伸段222被运送的同时其位置也在不断升高至预设高度，从而有利于渣土以掉落或滑落的方式自动被输送到第二输送皮带组件23，提高了折返皮带机总成20的自动化工作性能。

如图1所示，倾斜延伸段222与水平面之间具有第二倾斜延伸角度，第二倾斜延伸角度大于等于10度且小于等于15度。这样，通过合理地优化第二倾斜延伸角度的角度范围，在倾斜延伸段222运送渣土的过程中，确保倾斜延伸段222上的渣土能够受到足够大的静摩擦力，避免渣土在重力的作用下沿倾斜延伸段222的斜面下滑，从而保证倾斜延伸段222能够将其上的渣土全部运送至位于第一输送皮带组件22下游的第二输送皮带组件23上，提高了折返皮带机总成20的工作稳定性。

需要说明的是，在本申请中，机头架21上还设置有渣土转运部，第一输送皮带组件22和第二输送皮带组件23在第二隧洞30的宽度方向上间隔设置，第一输送皮带组件22的第一端的高度高于第二输送皮带组件23的第一端的高度，且第一输送皮带组件22的第一端通过渣土转运部与第二输送皮带组件23的第一端连接。这样，在输送渣土过程中，第一输送皮带组件22的第一端的高度高于第二输送皮带组件23的第一端的高度，便于运送至第一输送皮带组件22的第一端处的渣土在重力的作用下通过渣土转运部自动下落至第二输送皮带组件23的第一端处，避免消耗电能，确保盾构施工的节能性。

可选地，渣土转运部为呈筒状的输送管道，这样，呈筒状的输送管道使得运送渣土的路径在管道径向方向形成密闭空间，便于渣土沿渣土转运部的轴向下落，在第一输送皮带组件22的第一端处的渣土通过渣土转运部被运送至第二输送皮带组件23的第一端的过程中，避免渣土下落过程中散落出渣土转运部，确保第二盾构机在挖掘第二隧洞30时产生的渣土能够全部被自动运送至地面。

可选地，渣土转运部为输送滑槽结构。这样，输送滑槽结构的结构简单，便于加工制造，此外，渣土在重力的作用下与输送滑槽结构的槽底接触，确保第一输送皮带组件22的第一端处的渣土通过渣土转运部能够顺利地下落至第二输送皮带组件23的第一端。

需要说明的是，在本申请中，考虑到第一盾构机的结构尺寸，为了确保盾构接收井10能够对第一盾构机进行正常接收，盾构接收井10的宽度大于等于10m且小于等于15m，机头架21的一部分位于盾构接收井10内，机头架21的另一部分位于第二隧洞30内，机头架21的位于盾构接收井10内的部分的宽度大于等于2m且小于等于3m。

需要说明的是，在本申请中，第一隧洞和第二隧洞30均为两条，两条第一隧洞和两条第二隧洞30一一对应连通，且两条第一隧洞和两条第二隧洞30均在盾构接收井10的长度方向上间隔设置，两条第一隧洞分别由两台第一盾构机一一对应挖掘形成，两条第二隧洞30分别由两台第二盾构机一一对应挖掘形成，且各第二隧洞30处设置有一个折返皮带机总成20。这样，通过两台第一盾构机分别对两条第一隧洞进行一一对应挖掘，同时两台第二盾构机分别对两条第二隧洞30进行一一对应挖掘，提高了盾构施工的效率，有利于缩短盾构施工的工期；此外，在盾构施工过程中，两条第一隧洞和两条第二隧洞30被同时挖掘成型，避免了盾构掘进对地面造成多次重复扰动，有利于降低地面的沉降量。

第一输送皮带组件22包括第一循环皮带223和多个第一驱动辊224，第一循环皮带223套设在间隔设置的多个第一驱动辊224上；其中，多个第一驱动辊224中位于第二隧洞30内的最远端的一个第一驱动辊224在第二隧洞30的长度方向上位置可调节地设置；第二输送皮带组件23包括第二循环皮带和多个第二驱动辊，第二循环皮带套设在间隔设置的多个第二驱动辊上。这样，第二盾构机在挖掘第二隧洞30过程中，会不断产生渣土，且随着第二盾构机的掘进，产生渣土的位置距离折返皮带机总成20的越来越远，通过将第一循环皮带223套设在间隔设置的多个第一驱动辊224上，同时多个第一驱动辊224中位于第二隧洞30内的最远端的一个第一驱动辊224在第二隧洞30的长度方向上位置可调节地设置，便于第一输送皮带组件22通过调节位于第二隧洞30内的最远端的一个第一驱动辊224在第二隧洞30的长度方向上的位置，从而使得第一输送皮带组件22沿第二盾构机的掘进方向上延伸，确保第二盾构机开挖的渣土能够快捷地被放置到第一输送皮带组件22上而被及时运出第二隧洞30；此外，通过将第二循环皮带套设在间隔设置的多个第二驱动辊上，便于第二输送皮带组件23通过调节多个第二驱动辊中的一个特定的第二驱动辊的位置，从而使得第二输送皮带组件23的长度沿渣土的运送路径可调节，确保渣土能够运送至地面上不同的渣土坑中。

需要说明的是，在本申请中，当第二盾构机完成对第二隧洞30的挖掘后，不需要继续使用折返皮带机总成20运送渣土，折返皮带机总成20能够被拆除掉，折返皮带机总成20占用的第二隧洞30的位置可以用以建设地铁站台。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种盾构施工系统，其特征在于，包括：

盾构接收井（10），所述盾构接收井（10）设置在盾构机的掘进路线上，且在所述盾构机掘进的方向上，所述盾构接收井（10）的宽度方向的两侧分别形成第一隧洞和第二隧洞（30），所述第一隧洞和所述第二隧洞（30）分别由第一盾构机和第二盾构机挖掘形成；

所述第一隧洞和所述第二隧洞（30）被同时挖掘成型；

折返皮带机总成（20），至少一部分所述折返皮带机总成（20）设置在所述第二隧洞（30）内，以用于将所述第二盾构机在挖掘第二隧洞（30）时产生的渣土自动运送至地面，所述折返皮带机总成（20）包括：

机头架（21）；

第一输送皮带组件（22），所述第一输送皮带组件（22）沿所述第二隧洞（30）的延伸方向设置，所述第一输送皮带组件（22）的第一端设置在所述机头架（21）处，所述第一输送皮带组件（22）的第二端位于所述第二隧洞（30）内，所述第一输送皮带组件（22）的第一端高于所述第一输送皮带组件（22）的第二端；

第二输送皮带组件（23），所述第二输送皮带组件（23）在所述渣土的运送路线上位于所述第一输送皮带组件（22）的下游，且所述第二输送皮带组件（23）的第一端设置在所述机头架（21）处，所述第二输送皮带组件（23）的第二端以与所述第一输送皮带组件（22）交叉折返的方式倾斜向上延伸至地面；

所述盾构接收井（10）的宽度大于等于10m且小于等于15m，所述机头架（21）的一部分位于所述盾构接收井（10）内，所述机头架（21）的另一部分位于所述第二隧洞（30）内，所述机头架（21）的位于所述盾构接收井（10）内的部分的宽度大于等于2m且小于等于3m。

2.根据权利要求1所述的盾构施工系统，其特征在于，所述第二输送皮带组件（23）与水平面之间具有第一倾斜延伸角度，所述第一倾斜延伸角度大于等于10度且小于等于15度。

3.根据权利要求2所述的盾构施工系统，其特征在于，所述第一倾斜延伸角度为13度。

4.根据权利要求1所述的盾构施工系统，其特征在于，所述第一输送皮带组件（22）包括相连接的水平延伸段（221）和倾斜延伸段（222），其中，所述倾斜延伸段（222）相对于所述水平延伸段（221）靠近所述机头架（21）的一侧。

5.根据权利要求4所述的盾构施工系统，其特征在于，所述倾斜延伸段（222）与水平面之间具有第二倾斜延伸角度，所述第二倾斜延伸角度大于等于10度且小于等于15度。

6.根据权利要求1所述的盾构施工系统，其特征在于，所述机头架（21）上还设置有渣土转运部，所述第一输送皮带组件（22）和所述第二输送皮带组件（23）在所述第二隧洞（30）的宽度方向上间隔设置，所述第一输送皮带组件（22）的第一端的高度高于所述第二输送皮带组件（23）的第一端的高度，且所述第一输送皮带组件（22）的第一端通过所述渣土转运部与所述第二输送皮带组件（23）的第一端连接。

7.根据权利要求6所述的盾构施工系统，其特征在于，所述渣土转运部为呈筒状的输送管道，或所述渣土转运部为输送滑槽结构。

8.根据权利要求1所述的盾构施工系统，其特征在于，所述第一隧洞和所述第二隧洞（30）均为两条，两条所述第一隧洞和两条所述第二隧洞（30）一一对应连通，且两条所述第一隧洞和两条所述第二隧洞（30）均在盾构接收井（10）的长度方向上间隔设置，两条所述第一隧洞分别由两台所述第一盾构机一一对应挖掘形成，两条所述第二隧洞（30）分别由两台所述第二盾构机一一对应挖掘形成，且各所述第二隧洞（30）处设置有一个所述折返皮带机总成（20）。

9.根据权利要求1所述的盾构施工系统，其特征在于，

所述第一输送皮带组件（22）包括第一循环皮带（223）和多个第一驱动辊（224），所述第一循环皮带（223）套设在间隔设置的多个所述第一驱动辊（224）上；其中，多个所述第一驱动辊（224）中位于所述第二隧洞（30）内的最远端的一个所述第一驱动辊（224）在所述第二隧洞（30）的长度方向上位置可调节地设置；

所述第二输送皮带组件（23）包括第二循环皮带和多个第二驱动辊，所述第二循环皮带套设在间隔设置的多个所述第二驱动辊上。

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