CN112431602B - 一种复合式微型tbm - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合式微型TBM，包括TBM机头（1）和台车机构（2），在所述TBM机头（1）与台车机构（2）之间设置有推进支撑机构（3），所述推进支撑机构（3）的前端顶在TBM机头（1）的后端。本发明具有占用空间小、结构设计巧妙、使用可靠、成本低廉的优点，采用它能够在小断面隧道内进行快速方便的施工，提供了小断面TBM掘进施工的两种施工模式，提高了施工效率，缩短了施工周期，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种TBM，特别是一种复合式微型TBM。
背景技术
目前，TBM在铁路公路隧道、水利电力引输隧道、煤矿岩巷等地下工程领域的应用越来越广泛。但是，现有的TBM主要用于大中型断面、水利水电工程的隧道掘进施工，对于小型断面的施工主要还是采用传统的钻爆法进行，这样就使得隧道断面形状难以控制，洞室稳定性较差，挖掘进度慢，工期长。
现有的TBM主要包括TBM机头、推进系统和台车系统，而TBM的推进机构处于整个设备的前方，占用的空间特别大，具有这种结构的推进机构只适用于断面较大的隧洞施工。对于小断面的隧道，如果采用现有的推进机构，则使得占用的隧道空间过大，无法对材料进行运输，增加了施工成本，延长了施工周期。
在CN110374613A中公开了名称为“一种TBM推进机构结构及装置”的发明专利申请，它包括推进机构以及安装于所述推进机构上的防扭弹簧板；应用该推进机构结构的装置还包括前主梁、铰接座、撑紧装置、左撑靴、右撑靴和推进滑动梁；前主梁与推进滑动梁为固接式连接，撑紧装置安装在推进滑动梁上、并可沿推进滑动梁前后滑动；左撑靴与所述右撑靴分别铰接安装在撑紧装置上；推进机构的一端与前主梁转动连接，另一端与相对应的左撑靴或右撑靴铰接；虽然该推进机构能够对TBM机头进行推进，但是，该结构的推进机构是在前主梁上设置两组推进机构，这种结构仍然存在占用空间大的问题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种能够在小断面隧道内进行施工且占用空间小的复合式微型TBM。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种复合式微型TBM，包括TBM机头和台车机构，在所述TBM机头与台车机构之间设置有推进支撑机构，所述推进支撑机构的前端顶在TBM机头的后端。
其中，所述TBM机头包括护盾，在所述护盾内设置有支撑架，在所述支撑架外表面且位于护盾内设置有内螺旋筒；在所述支撑架外壁后端设置有与内螺旋筒后端连通的出渣孔；在所述支撑架的前端设置有刀盘，在所述刀盘的后端面中心设置有变速箱，在所述变速箱的后端设置有马达A，所述变速箱和马达A均位于支撑架内；在所述内螺旋筒外壁设置有齿圈，在所述支撑架上设置有马达B，在马达B的输出端上设置有齿轮，所述齿轮与齿圈啮合。
进一步描述，所述支撑架包括支撑圆筒，在所述支撑圆筒的前端和后端分别设置有与支撑圆筒连接的支撑环A和支撑环B；所述马达B设置在支撑环B的侧壁上，所述出渣孔位于支撑圆筒的后端。
在本发明中，所述推进支撑机构包括推进装置，在所述推进装置的前端和后端分别设置有固定环A和固定环B，在所述固定环B的外侧设置有撑靴机构，所述撑靴机构通过导向机构与固定环B外侧连接。
其中，所述推进装置包括至少两个对称布置的推进油缸，所述推进油缸的前端和后端分别与固定环A和固定环B的相对端面连接。
为了获得较大的推进力，所述推进油缸为四个，且均布在固定环A和固定环B之间；四个推进油缸的前端和后端分别与固定环A和固定环B的相对端面连接。
进一步描述，所述撑靴机构包括至少两个相对布置的撑靴，所述撑靴与固定环B的上部或下部相对应，所述两个相对布置的撑靴通过撑靴油缸连接，且撑靴通过导向机构与固定环B上部外侧连接。
为了使得支撑更加牢固，所述撑靴为四个，且呈环状布置，所述相邻撑靴通过撑靴油缸连接，四个撑靴均通过导向机构与固定环B外侧连接。
为了获得较大的向外推力和支撑力，所述相邻撑靴通过成对设置的两个撑靴油缸连接。
进一步描述，所述导向机构包括楔形块，所述楔形块竖直设置且上端与固定环B的外侧连接，所述楔形块的下端穿入设置在撑靴上的导向孔内。
进一步描述，所述台车机构包括台车本体，在所述台车本体上设置有输送带，所述输送带的一端穿过推进支撑机构且穿入支撑圆筒，所述出渣孔与输送带相对应。
由于采用了上述技术方案，本发明具有占用空间小、结构设计巧妙、使用可靠、成本低廉的优点，采用它能够在小断面隧道内进行快速方便的施工，提供了小断面TBM掘进施工的两种施工模式，提高了施工效率，缩短了施工周期，降低了成本。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的TBM机头结构示意图；
图3为图2的剖视图；
图4为图2的半剖立体图；
图5本发明的支撑架结构示意图；
图6为本发明的推进支撑机构结构示意图；
图7为本发明的推进支撑机构使用状态参考图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或替代，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1：如图1、所示，一种复合式微型TBM，包括TBM机头1和台车机构2，在所述TBM机头1与台车机构2之间设置有推进支撑机构3，所述推进支撑机构3的前端顶在TBM机头1的后端。
如图2、3、4所示，其中，所述TBM机头包括护盾4，在所述护盾4内设置有支撑架5，在所述支撑架5外表面且位于护盾4内设置有内螺旋筒6；在所述支撑架5外壁后端设置有与内螺旋筒6后端连通的出渣孔7；在所述支撑架5的前端设置有刀盘8，在所述刀盘8的后端面中心设置有变速箱9，在所述变速箱9的后端设置有马达A10，所述变速箱9和马达A10均位于支撑架5内；在所述内螺旋筒6外壁设置有齿圈11，在所述支撑架5上设置有马达B12，在马达B12的输出端上设置有齿轮13，所述齿轮13与齿圈11啮合。
如图5所示，进一步描述，所述支撑架5包括支撑圆筒14，在所述支撑圆筒14的前端和后端分别设置有与支撑圆筒14连接的支撑环A15和支撑环B16；所述马达B12设置在支撑环B16的侧壁上，所述出渣孔7位于支撑圆筒14的后端。
在本发明中，马达A10的动力通过变速箱9带动刀盘8进行转动，从而进行岩石的挖掘，挖掘的岩石和土壤进入到内螺旋筒6内，内螺旋筒6在马达B12、齿轮13和齿圈11的带动下进行转动，将岩石和土壤通过出渣孔掉7入到输送带24上，通过输送带24向外运出。
在本发明中，当围岩良好条件，推进支撑机构3顶进TBM机头1掘进施工。当遇到破碎围岩时，推进支撑机构3与TBM机头1分离，在两者之间可以安装管片，顶进管片掘进施工；或推进支撑机构3后退，在留下的空间进行隧洞超前支护，隧洞加固后正常掘进。
其中，推进支撑机构3采用全圆支撑，为推进油缸提供反力；撑靴机构收回，通过推进油缸19及固定环B18可在隧洞或管片内移动（或采用卷扬机移动）；撑靴20撑紧，其可固定在围岩或管片上；固定环A17可顶进TBM机头1向前掘进，也可顶进拼装架推进管片及机头向前掘进。
如图6、7所示，在本发明中，所述推进支撑机构包括推进装置，在所述推进装置的前端和后端分别设置有固定环A17和固定环B18，在所述固定环B18的外侧设置有撑靴机构，所述撑靴机构通过导向机构与固定环B18外侧连接。
其中，所述推进装置包括至少两个对称布置的推进油缸19，所述推进油缸19的前端和后端分别与固定环A17和固定环B18的相对端面连接。
为了获得较大的推进力，所述推进油缸19为四个，且均布在固定环A17和固定环B18之间；四个推进油缸19的前端和后端分别与固定环A17和固定环B18的相对端面连接。
其中，所述撑靴机构包括至少两个相对布置的撑靴20，所述撑靴20与固定环B18的上部或下部相对应，所述两个相对布置的撑靴20通过撑靴油缸21连接，且撑靴20通过导向机构与固定环B18上部外侧连接。
为了使得支撑更加牢固，所述撑靴20为四个，且呈环状布置，所述相邻撑靴20通过撑靴油缸21连接，四个撑靴20均通过导向机构与固定环B18外侧连接。
为了获得较大的向外推力和支撑力，所述相邻撑靴20通过成对设置的两个撑靴油缸21连接。
在本发明中，所述导向机构包括楔形块22，所述楔形块22竖直设置且上端与固定环B18的外侧连接，所述楔形块22的下端穿入设置在撑靴20上的导向孔23内。
本发明是这样工作的：当撑靴油缸21工作，向外伸出，撑靴20撑出，直至顶紧围岩，为推进提供反力。推进油缸19安装在固定环A17和固定环B18之间，撑靴20撑紧，推进油缸19伸出，固定环A17向前移动，推动TBM机头1向前掘进；推进后，撑靴20收回，固定环A17固定，推进油缸19缩回，拖动固定环B18收回，如此反复，推进支撑机构实现向前移动。
在本发明中，撑靴油缸21可以竖直设置，也可以水平设置。
进一步描述，所述台车机构2包括台车本体，在所述台车本体上设置有输送带24，所述输送带24的一端穿过推进支撑机构且穿入支撑圆筒14，所述出渣孔7与输送带24相对应。
Claims (10)
1.一种复合式微型TBM，包括TBM机头(1)和台车机构(2)，其特征是：在所述TBM机头(1)与台车机构(2)之间设置有推进支撑机构(3)，所述推进支撑机构(3)的前端顶在TBM机头(1)的后端；
所述TBM机头包括护盾(4)，在所述护盾(4)内设置有支撑架(5)，在所述支撑架(5)外表面且位于护盾(4)内设置有内螺旋筒(6)；在所述支撑架(5)外壁后端设置有与内螺旋筒(6)后端连通的出渣孔(7)；在所述支撑架(5)的前端设置有刀盘(8)，在所述刀盘(8)的后端面中心设置有变速箱(9)，在所述变速箱(9)的后端设置有马达A(10)，所述变速箱(9)和马达A(10)均位于支撑架(5)内；在所述内螺旋筒(6)外壁设置有齿圈(11)，在所述支撑架(5)上设置有马达B(12)，在马达B(12)的输出端上设置有齿轮(13)，所述齿轮(13)与齿圈(11)啮合。
2.如权利要求1所述的复合式微型TBM，其特征是：所述支撑架(5)包括支撑圆筒(14)，在所述支撑圆筒(14)的前端和后端分别设置有与支撑圆筒(14)连接的支撑环A(15)和支撑环B(16)；所述马达B(12)设置在支撑环B(16)的侧壁上，所述出渣孔(7)位于支撑圆筒(14)的后端。
3.如权利要求1所述的复合式微型TBM，其特征是：所述推进支撑机构包括推进装置，在所述推进装置的前端和后端分别设置有固定环A(17)和固定环B(18)，在所述固定环B(18)的外侧设置有撑靴机构，所述撑靴机构通过导向机构与固定环B(18)外侧连接。
4.如权利要求3所述的复合式微型TBM，其特征是：所述推进装置包括至少两个对称布置的推进油缸(19)，所述推进油缸(19)的前端和后端分别与固定环A(17)和固定环B(18)的相对端面连接。
5.如权利要求4所述的复合式微型TBM，其特征是：所述推进油缸(19)为四个，且均布在固定环A(17)和固定环B(18)之间；四个推进油缸(19)的前端和后端分别与固定环A(17)和固定环B(18)的相对端面连接。
6.如权利要求5所述的复合式微型TBM，其特征是：所述撑靴机构包括至少两个相对布置的撑靴(20)，所述撑靴(20)与固定环B(18)的上部或下部相对应，所述两个相对布置的撑靴(20)通过撑靴油缸(21)连接，且撑靴(20)通过导向机构与固定环B(18)上部外侧连接。
7.如权利要求6所述的复合式微型TBM，其特征是：所述撑靴(20)为四个，且呈环状布置，相邻撑靴(20)通过撑靴油缸(21)连接，四个撑靴(20)均通过导向机构与固定环B(18)外侧连接。
8.如权利要求7所述的复合式微型TBM，其特征是：相邻撑靴(20)通过成对设置的两个撑靴油缸(21)连接。
9.如权利要求8所述的复合式微型TBM，其特征是：所述导向机构包括楔形块(22)，所述楔形块(22)竖直设置且上端与固定环B(18)的外侧连接，所述楔形块(22)的下端穿入设置在撑靴(20)上的导向孔(23)内。
10.如权利要求9所述的复合式微型TBM，其特征是：所述台车机构(2)包括台车本体，在所述台车本体上设置有输送带(24)，所述输送带(24)的一端穿过推进支撑机构且穿入支撑圆筒(14)，所述出渣孔(7)与输送带(24)相对应。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100930081B1 (ko) * | 2009-06-03 | 2009-12-07 | 주식회사 한국종합기술 | 나선 배토관이 설치된 지중 추진관용 굴착장치 |
| CN104747199A (zh) * | 2015-03-06 | 2015-07-01 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种具有管片安装功能的敞开式tbm |
| CN207212342U (zh) * | 2017-09-05 | 2018-04-10 | 天津恒信有源机械设备有限公司 | 一种应用于卵石结构的新型顶管机 |
| CN208431004U (zh) * | 2018-07-19 | 2019-01-25 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种无管片拼装装置及盾构机 |
| CN208456605U (zh) * | 2018-07-03 | 2019-02-01 | 中铁十八局集团有限公司 | 一种小直径敞开式tbm超前支护系统 |
| CN111456747A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-07-28 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种超短型连续推进式掘进机及连续掘进方法 |
-
2020
- 2020-12-03 CN CN202011392091.XA patent/CN112431602B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100930081B1 (ko) * | 2009-06-03 | 2009-12-07 | 주식회사 한국종합기술 | 나선 배토관이 설치된 지중 추진관용 굴착장치 |
| CN104747199A (zh) * | 2015-03-06 | 2015-07-01 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种具有管片安装功能的敞开式tbm |
| CN207212342U (zh) * | 2017-09-05 | 2018-04-10 | 天津恒信有源机械设备有限公司 | 一种应用于卵石结构的新型顶管机 |
| CN208456605U (zh) * | 2018-07-03 | 2019-02-01 | 中铁十八局集团有限公司 | 一种小直径敞开式tbm超前支护系统 |
| CN208431004U (zh) * | 2018-07-19 | 2019-01-25 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种无管片拼装装置及盾构机 |
| CN111456747A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-07-28 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种超短型连续推进式掘进机及连续掘进方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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