CN113700491B - 可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置，包括：支撑架，所述支撑架的通过第一磁吸模块可拆卸地吸附在所述刀盘的后方；伸缩梁臂，所述伸缩梁臂的内端连接所述支撑架，所述伸缩梁臂设置有滑槽，所述伸缩梁臂的伸缩前臂滑动地设置在所述滑槽内，所述伸缩前臂由液压缸驱动伸缩，所述伸缩前臂的外端设置有第二磁吸模块；水刀喷头，所述水刀喷头安装在所述第二磁吸模块内，所述水刀喷头朝向所述刀盘的前方设置，所述水刀喷头通过所述第二磁吸模块可拆卸地吸附在所述刀盘的对应位置。本装置可以有效避免射流装置对盾构机其他正常工作的干扰，维持刀盘的结构强度和刚度，解决掘进过程中刀片易磨损、更换频率高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及盾构机辅助破岩技术领域，特别涉及一种可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置。
背景技术
近年来，随着我国地铁、水利工程、过江隧道等众多基建工程的发展，越来越多的工程选择使用具有对地面建筑及交通影响小等优点的盾构技术。但盾构机在作业过程中，面对城市地区地下钢筋混凝土结构及野外恶劣地形地貌，难免会对盾构刀具造成严重磨损，而刀具磨损后，只能进行频繁的刀具更换。刀具更换不仅是一种技术难度很高且风险较大的工作，而且频繁的刀具更换会拖延项目工期，给工程带来较大的经济成本和时间成本。因此在盾构施工时，急需寻找一种辅以盾构掘进的其他开挖施工技术，以降低工程施工所耗费的时间成本、经济成本。
发明内容
本发明提供了一种可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置，其目的是为了解决现有盾构机在城市地区地下或恶劣地形地貌作业过程中易造成刀具损坏从而影响施工成本且存在较大风险的问题。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置，包括：
支撑架，所述支撑架的通过第一磁吸模块可拆卸地吸附在所述刀盘的后方；
伸缩梁臂，所述伸缩梁臂的内端连接所述支撑架，所述伸缩梁臂设置有滑槽，所述伸缩梁臂的伸缩前臂滑动地设置在所述滑槽内，所述伸缩前臂由液压缸驱动伸缩，所述伸缩前臂的外端设置有第二磁吸模块；
水刀喷头，所述水刀喷头安装在所述第二磁吸模块内，所述水刀喷头朝向所述刀盘的前方设置，所述水刀喷头通过所述第二磁吸模块可拆卸地吸附在所述刀盘的对应位置。
其中，还包括：第一水电管路，所述第一水电管路包括水管路和电管路，所述第一水电管路围绕所述伸缩梁臂呈螺旋状分布，所述水管路一端连接所述水刀喷头，所述水管路另一端连接360°旋转球阀，所述电管路一端连接第二磁吸模块，所述电管路另一端连接供电机构。
其中，所述伸缩梁臂设置有多个，多个所述伸缩梁臂均匀固定在所述支撑架上，所述伸缩梁臂沿所述刀盘的径向设置，所述第一水电管路设置有多条，每条所述第一水电管路分别螺旋缠绕在对应的所述伸缩梁臂上。
其中，所述供电机构包括第一电刷环和第二电刷环，所述第一电刷环和第二电刷环固定设置在所述支撑架的中心，每条所述电管路通过电刷与所述第一电刷环或第二电刷环电连接。
其中，还包括：供水箱，所述供水管安装在盾构机的后台，所述供水箱通过第二水电管路与所述360°旋转球阀连接，所述供水箱内的水通过增压泵增压后从所述水刀喷头喷射。
其中，所述支撑架的中心环形开设有多个进水口，多个所述进水口均连通所述360°旋转球阀，多个所述进水口分别连通多个所述水管路。
其中，还包括：后台控制器，所述后台控制器通过所述液压缸驱动所述伸缩梁臂伸缩；当盾构机需要进行高压水射流辅助破岩时，所述后台控制器驱动所述伸缩前臂伸缩设置在滚刀刀座孔处，所述水刀喷头通过所述第二磁吸模块吸附在所述滚刀刀座孔的后侧。本发明的上述方案有如下的有益效果：
本发明所述的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置将水刀喷头安装于伸缩梁臂前端第二磁吸模块内，一方面实现了高压水射流切割技术与现有盾构机的金属刀具互相辅助切割原有的地下的强度大的钢筋混凝土结构，利用水刀喷头喷射高压水流来切割高强度的钢筋混凝土，从而避免了金属刀具的损耗，另一方面，安装有水刀喷头的伸缩梁臂的位置可调节，从而使得水刀喷头的位置可调节，只需将水刀喷头调节至合适工作位置，即可实现了水刀的一刀多个位置的利用，大大提高每台水刀的利用率。
附图说明
图1为本发明的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置的结构示意图；
图2为本发明的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置的正视图；
图3为本发明的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置的无管路结构图；
图4为本发明的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置的局部示意图；
图5为本发明的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置与盾构机的装配示意图。
【附图标记说明】
100-支撑架；101-进水口；200-伸缩梁臂；201-伸缩前臂；202-第二磁吸模块；300-第一水电管路；301-水管路；302-电管路；303-360°旋转球阀；304-第一电刷环；305-第二电刷环；306-电刷。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有盾构机在城市地区地下或恶劣地形地貌作业过程中易造成刀具损坏从而影响施工成本且存在较大风险的问题，提供了一种可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置。
如图1至图5所示，本发明的实施例提供了一种可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置，包括：支撑架100，所述支撑架100的中心位置处安装有第一磁吸模块，所述第一磁吸模块在通电后可灵活地拆卸吸附在所述刀盘的后方的中心位置处，使得刀盘能带动支撑架完成360度旋转；伸缩梁臂200，所述伸缩梁臂200设置有滑槽，所述伸缩梁臂200的内端连接所述支撑架，所述伸缩梁臂200的伸缩前臂201通过滑槽滑动地设置在所述伸缩梁臂200上，所述伸缩前臂201由液压缸驱动伸缩，所述伸缩前臂201的外端设置有第二磁吸模块202；水刀喷头，所述水刀喷头安装在所述第二磁吸模块202内，所述水刀喷头朝向所述刀盘的前方设置，所述水刀喷头通过所述第二磁吸模块202可拆卸地吸附在所述刀盘的对应位置。
本发明上述实施例所述的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置，通过第一磁吸模块将装置整体吸附在刀盘后方，装置结构能够随刀盘旋转，本装置设置有所述水刀喷头，水刀喷头能够将水(或者水加磨料)加压后喷射出一道高速的水射流，从而利用高速水刀射流辅助、部分代替或完全代替原有用于切割钢筋混凝土等硬质地层的金属刀具，从而解决现有技术中金属刀具磨损严重带来的一系列弊端；所述水刀喷头通过所述伸缩梁臂200实现伸缩位移，位移至位置后能够通过所述第二磁吸模块202吸附固定，只需将水刀喷头调节至合适工作位置，即可实现了水刀的一刀多个位置的利用，大大提高每台水刀的利用率；本装置的水刀喷头能够用于喷射高压水流来切割高强度的钢筋混凝土，从而避免了金属刀具的损耗，避免了现有金属刀具在切削钢筋混凝土等坚硬底层时的严重损耗，规避了潜在的风险，节约了施工成本；另外本装置为刀盘后侧安装，通过水刀喷头与刀座的空隙配合实现水射流辅助切割，因此打破了在刀盘上设置水射流辅助破岩装置的传统钻孔安装方式，保证了刀盘基本钢结构的稳固性。
其中，还包括：第一水电管路300，所述第一水电管路300包括水管路301和电管路302，所述第一水电管路300围绕所述伸缩梁臂200呈螺旋状分布，所述水管路301一端连接所述水刀喷头，所述水管路301另一端连接360°旋转球阀303，所述电管路302一端连接第二磁吸模块202，所述电管路302另一端连接供电机构。
其中，所述伸缩梁臂200设置有多个，多个所述伸缩梁臂200均匀固定在所述支撑架100上，所述伸缩梁臂200沿所述刀盘的径向设置，所述第一水电管路300设置有多条，每条所述第一水电管路300分别螺旋缠绕在对应的所述伸缩梁臂200上。
其中，所述供电机构包括第一电刷环304和第二电刷环305，所述第一电刷环304和第二电刷环305固定设置在所述支撑架100的中心，每条所述电管路302通过电刷306与所述第一电刷环304或第二电刷环305电连接。
本发明上述实施例所述的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置，本申请可根据实际需求设置任意数量的所述伸缩梁臂200，磁吸模块的电缆线通过螺旋式缠绕在伸缩梁臂200的所述电管路302与所述电刷环相连接，当所述支撑架100及伸缩梁臂200随刀盘相对于盾构机后台周向旋转时，各磁吸模块的电缆线能够通过所述电刷306时刻与电刷环保持连通，从而使得各磁吸模块能够正常通电工作。
其中，还包括：供水箱，所述供水管安装在盾构机的后台，所述供水箱通过第二水电管路与所述360°旋转球阀303连接，所述供水箱内的水通过增压泵增压后从所述水刀喷头喷射。
其中，所述支撑架100的中心环形开设有多个进水口101，多个所述进水口101均连通所述360°旋转球阀303，多个所述进水口101分别连通多个所述水管路301。
本发明上述实施例所述的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置，当位于盾构机后台的所述供水箱供水时，水流通过所述360°旋转球阀303，经过进水口101，进入下方的所述水管路301，最终到达所述水刀喷头；所述360°旋转球阀303可以保证当所述支撑架100及伸缩梁臂200随刀盘相对于盾构机后台周向旋转时，后台的所述供水箱可顺利给所述水刀喷头供水。
其中，还包括：后台控制器，所述后台控制器通过所述液压缸驱动所述伸缩梁臂伸缩；当盾构机需要进行高压水射流辅助破岩时，所述后台控制器驱动所述伸缩前臂201伸缩设置在滚刀刀座孔处，所述水刀喷头通过所述第二磁吸模块202吸附在所述滚刀刀座孔的后侧。
本发明上述实施例所述的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置，当所述水刀喷头位于所述滚刀刀座孔后侧时，所述水刀喷头的水射流可以直接穿过滚刀刀座孔到达掌子面。当滚刀出现磨损，需要及时更换时，后台控制器控制液压缸将伸缩梁臂200沿着刀盘背面滑轨收缩，使第二磁吸模块202离开所述滚刀刀座孔位置，保证换刀操作的正常进行。当刀盘需要检修时，后台控制器可直接给第一磁吸模块断电，使第一磁吸模块连通支撑架100及伸缩梁臂200从刀盘后方脱落，完成刀盘的检修。本装置可以有效避免高压水射流辅助破岩装置对盾构机其他正常工作的干扰，维持刀盘的结构强度和刚度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置，其特征在于，包括：
支撑架，所述支撑架通过第一磁吸模块可拆卸地吸附在刀盘的后方；
伸缩梁臂，所述伸缩梁臂的内端连接所述支撑架，所述伸缩梁臂设置有滑槽，所述伸缩梁臂的伸缩前臂滑动地设置在所述滑槽内，所述伸缩前臂由液压缸驱动伸缩，所述伸缩前臂的外端设置有第二磁吸模块；
水刀喷头，所述水刀喷头安装在所述第二磁吸模块内，所述水刀喷头朝向所述刀盘的前方设置，所述水刀喷头通过所述第二磁吸模块可拆卸地吸附在所述刀盘的对应位置；
还包括：第一水电管路，所述第一水电管路包括水管路和电管路，所述第一水电管路围绕所述伸缩梁臂呈螺旋状分布，所述水管路一端连接所述水刀喷头，所述水管路另一端连接360°旋转球阀，所述电管路一端连接第二磁吸模块，所述电管路另一端连接供电机构；
所述伸缩梁臂设置有多个，多个所述伸缩梁臂均匀固定在所述支撑架上，所述伸缩梁臂沿所述刀盘的径向设置，所述第一水电管路设置有多条，每条所述第一水电管路分别螺旋缠绕在对应的所述伸缩梁臂上；还包括：后台控制器，所述后台控制器通过所述液压缸驱动所述伸缩梁臂伸缩；当盾构机需要进行高压水射流辅助破岩时，所述后台控制器驱动所述伸缩前臂伸缩设置在滚刀刀座孔处，所述水刀喷头通过所述第二磁吸模块吸附在所述滚刀刀座孔的后侧，水刀喷头用于从刀座孔的空隙喷出。
2.根据权利要求1所述的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置，其特征在于，所述供电机构包括第一电刷环和第二电刷环，所述第一电刷环和第二电刷环固定设置在所述支撑架的中心，每条所述电管路通过电刷与所述第一电刷环或第二电刷环电连接。
3.根据权利要求1所述的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置，其特征在于，还包括：供水箱，所述供水箱安装在盾构机的后台，所述供水箱通过第二水电管路与所述360°旋转球阀连接，所述供水箱内的水通过增压泵增压后从所述水刀喷头喷射。
4.根据权利要求3所述的可拆卸盾构机高压水射流辅助破岩装置，其特征在于，所述支撑架的中心环形开设有多个进水口，多个所述进水口均连通所述360°旋转球阀，多个所述进水口分别连通多个所述水管路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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