CN113898368A - 一种盾构机及其螺旋出渣系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盾构机及其螺旋出渣系统，螺旋出渣系统包括伸入盾体内部的螺旋输送机，所述螺旋输送机的前端设有伸缩节，所述盾体内部具有供所述伸缩节伸出后对接的出渣口。上述螺旋出渣系统，当需要维保时，螺旋输送机前端的伸缩节回退，增加内部作业空间，便于施工人员进行维修，提高了维保效率。

Description

一种盾构机及其螺旋出渣系统
技术领域
本发明涉及掘进设备领域，特别涉及一种螺旋出渣系统。还涉及一种盾构机。
背景技术
盾构机作为一种安全高效的隧道施工装备，被广泛应用于隧道修建领域，随着施工范围及隧道长度不断增加，施工地质条件呈现多元化、复杂化的趋势，这对盾构机的地层适应性提出了更高的要求。
地层按照硬度通常划分为硬岩地层和软岩地层，与之对应的掘进模式分别为TBM和EPB掘进模式。单一模式的掘进机不能适应复杂化的地层，而土压TBM双模掘进机通过模式切换能够适应高效施工的需求。
通常土压TBM双模掘进机采用底部螺旋输送机出渣和中心皮带机出渣相结合的方式，两种掘进模式均采用螺旋输送机出渣，模式转换时主机内部空间狭小造成拆装困难，不便于施工人员维修刀具以及螺旋输送机等部件。施工人员需拆装螺旋输送机和主机皮带机，洞内狭小的作业空间进一步增加了拆装难度，当开挖地质交错变化时需频繁切换掘进模式，使得施工成本和施工周期大大增加。此外，设备自动化程度较低，模式转换时需要施工人员拆装承压隔板底部出渣口处封板，施工效率低。
因此，如何能够提供一种解决上述技术问题的螺旋出渣系统是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺旋出渣系统，当需要维保时，螺旋输送机前端的伸缩节回退，增加内部作业空间，便于施工人员进行维修，提高了维保效率。本发明的另一目的是提供一种盾构机。
为实现上述目的，本发明提供一种螺旋出渣系统，包括伸入盾体内部的螺旋输送机，所述螺旋输送机的前端设有伸缩节，所述盾体内部具有供所述伸缩节伸出后对接的出渣口。
优选地，所述盾体设有位于前端的刀盘以及位于内部的承压隔板，所述出渣口开设于所述承压隔板。
优选地，所述刀盘与所述承压隔板之间形成与所述出渣口连通的土仓。
优选地，所述出渣口包括用于通过所述伸缩节间接与所述螺旋输送机连通的第一出渣口以及直接与所述螺旋输送机连通的第二出渣口。
优选地，所述第一出渣口开设于所述承压隔板的中部，所述第二出渣口开设于所述承压隔板的下部。
优选地，所述第二出渣口处设有防涌门，所述防涌门具有用于开闭所述第二出渣口的门板以及用于支撑所述门板的底板和顶板。
优选地，所述第一出渣口处设有伸缩节外筒，所述伸缩节具有用于插入所述伸缩节外筒的伸缩节内筒以及驱动所述伸缩节内筒的伸缩油缸。
优选地，所述螺旋输送机的后端设有皮带机。
本发明还提供一种盾构机，包括上述螺旋出渣系统。
优选地，具体为土压TBM双模盾构机。
相对于上述背景技术，本发明所提供的螺旋出渣系统，包括伸入盾体内部的螺旋输送机，盾体内部具有出渣口，螺旋输送机伸入盾体内部的前端设有伸缩节，伸缩节不仅具有可伸缩变化的特点，而且在伸出时与出渣口对接，在回退时让出盾体内部的空间。该螺旋出渣系统适用于盾构机，在盾构机进行掘进作业时，螺旋输送机通过伸出的伸缩节连接出渣口，将盾体内部的渣土由前向后送出；当需要维保时，螺旋输送机前端的伸缩节回退，增加盾体内部的作业空间，便于施工人员对如刀盘、盾体内部以及螺旋输送机进行维修，提高了维保效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的螺旋出渣系统的第一模式示意图；
图2为本发明实施例提供的螺旋出渣系统的第二模式示意图；
图3为图1中A处局部放大示意图；
图4为图2中B处局部放大示意图。
其中：
1-盾体、2-承压隔板、3-刀盘、4-土仓、5-第一出渣口、6-伸缩节外筒、7-第二出渣口、8-防涌门、9-伸缩节、10-螺旋输送机、11-皮带机、81-底板、82-门板、83-顶板、91-伸缩节内筒、92-伸缩油缸。
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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图4，其中，图1为本发明实施例提供的螺旋出渣系统的第一模式示意图，图2为本发明实施例提供的螺旋出渣系统的第二模式示意图，图3为图1中A处局部放大示意图，图4为图2中B处局部放大示意图。
在第一种具体的实施方式中，本发明所提供的螺旋出渣系统适用于盾构机，螺旋出渣系统的螺旋输送机10伸入盾构机的盾体1的内部，螺旋输送机10伸入盾体1内部的前端设有伸缩节9，伸缩节9具有可伸缩变化的特点，伸缩节9在伸出时与盾体1内部的出渣口对接，伸缩节9在退回时让出盾体1内部的螺旋输送机10前端的空间。
该螺旋出渣系统适用于盾构机，在盾构机进行掘进作业时，螺旋输送机通过伸出的伸缩节9连接出渣口，将盾体1内部的渣土由前向后送出；当需要维保时，螺旋输送机前端的伸缩节9回退，增加盾体1内部的作业空间，便于施工人员进行维修，提高了维保效率。
需要注意的是，上述伸缩节9，可以理解为仅具有初始状态和伸出状态，也可以理解为仅具有退回状态和初始状态，还可以理解为同时具有退回状态、初始状态和伸出状态，只要能实现伸缩变化，均应属于本实施例的说明范围；在此基础上，既可以理解为其完全伸出状态时与出渣口对接，也可以理解为其初始状态时与出渣口对接，只要能保障伸缩节9在出渣口与螺旋输送机10的前端之间这一段具有伸缩变化的距离量，均应属于本实施例的说明范围。
除此以外，伸缩节9的结构形式也可以有多种：例如驱动方式，包括但不限于电机驱动和液压驱动等；例如传动方式，包括但不限于直接驱动、皮带驱动和齿轮驱动等；例如伸缩结构，包括但不限于弹性的整体结构以及刚性的组合结构等。
在本实施例中，盾体1设有承压隔板2和刀盘3，刀盘3设于盾体1的前端，承压隔板2设于盾体1的内部，承压隔板2和刀盘3属于盾构机的固有结构，而本实施例中的出渣口开设于承压隔板2。
在使用时，盾构机向前进行掘进作业，因掘进作业产生并排入盾体1内部的渣土位于承压隔板2前侧，渣土通过承压隔板2上的出渣口进入承压隔板2后侧的伸缩节9，继而由螺旋输送机10的前端送入，渣土离开盾体1后送入螺旋输送机10，在螺旋输送机10的作用下送向后端并最终排出至指定区域。
示例性的，在刀盘3与承压隔板2之间设有土仓4，即土仓4形成于承压隔板2的前侧和刀盘3的后侧，土仓4的前侧通向刀盘3，土仓4的后侧通过出渣口通向螺旋输送机10，从而实现上述渣土的送入送出过程。
在一种具体的实施方式中，该螺旋出渣系统适用于土压TBM双模盾构机，土压TBM双模盾构机具有土压及TBM两种模式，此时土压TBM双模盾构机在土压及TBM模式下均采用同一螺旋输送机10进行渣土输送。
具体而言，本实施例中的螺旋出渣系统的出渣口包括第一出渣口5和第二出渣口7，该螺旋出渣系统在土压及TBM模式下采用伸缩、调运进行转换，在转换后适应不同的出渣口，其中，第一出渣口5用于TBM模式下通过伸缩节9间接与螺旋输送机10连通，第二出渣口7用于土压模式下直接与螺旋输送机10连通。
在使用时，当土压TBM双模盾构机在进行硬岩地层掘进时转换为TBM模式，此模式下，螺旋输送机10通过前端的一段伸缩节9与第一出渣口5连接；当土压TBM双模盾构机在进行软岩地层掘进时转换为土压模式，此模式下，螺旋输送机10前端直接与第二出渣口7连接。
当需要进行检修时，螺旋输送机10前端的伸缩节9退回，便于施工人员对如刀盘3、盾体1内部以及螺旋输送机10进行维修。
其中，两个出渣口的位置和形式可按需设置，包括但不限于下述形式。
具体而言，第一出渣口5开设于承压隔板2的中部，第二出渣口7开设于承压隔板2的下部。
在此基础上，第二出渣口7处设有防涌门8，防涌门8具有用于开闭第二出渣口7的门板82以及用于支撑门板82的底板81和顶板83。
在本实施例中，防涌门8是设置于第二出渣口7后侧的自动开闭闸门，防涌门8内部固设有可控制开闭的门板82，及用于支撑门板82开闭的底板81和顶板83；相比于现有技术中采用封板的方式，该方式在模式转换时无需施工人员拆装承压隔板2的出渣口封板，实现掘进模式快速转换提高设备的自动化程度以及施工效率的同时，采用防涌门8内部固设可控制开闭的门板82来实现自动封堵以保障了施工人员的安全。
在一种具体的实施方式中，第一出渣口5处设有伸缩节外筒6，伸缩节9具有用于插入伸缩节外筒6的伸缩节内筒91以及驱动伸缩节内筒91的伸缩油缸92。
在本实施例中，通过伸缩油缸92控制螺旋输送机10前端的伸缩节9回退；伸缩节外筒6设置在第一出渣口5的后侧；此时伸缩节9开设于伸缩节外筒6后部，由伸缩油缸92、伸缩节内筒91组成，可通过伸缩油缸92控制伸缩节内筒91的伸出与回退动作。
除此以外，螺旋输送机10的后端设有皮带机11，该螺旋出渣系统结合使用螺旋输送机10和皮带机11，在螺旋输送机10将渣土由盾体1内部送出后，再由皮带机11进一步将渣土向外界输送。
在本实施例中，螺旋输送机10后端与皮带机11连接，螺旋输送机10前端通过伸缩节9与第一出渣口5连接，或通过防涌门8与第二出渣口7连接。
在一种具体的工作过程中，本实施例的螺旋出渣系统在进行硬岩地层掘进时转换为TBM模式，此模式下，螺旋输送机10前端设置有一段伸缩节9，并通过伸缩节外筒6与第一出渣口5连接，同时控制防涌门8内部的门板82闭合；在检修状态时，可控制伸缩油缸92将螺旋输送机10及伸缩节内筒91缩回；在进行软岩地层掘进时转换为土压模式，此模式下，螺旋输送机10前端直接通过防涌门8与第二出渣口7连接，同时控制防涌门8内部的门板82开启。
本发明还提供一种盾构机，属于隧道施工装备，包括上述螺旋出渣系统，应具有上述螺旋出渣系统的全部有益效果。
进一步的，该盾构机具体为土压TBM双模盾构机，其具有土压和TBM两种模式，两种模式均通过螺旋出渣系统的螺旋输送机10排出渣土，在不同模式下螺旋输送机10分别对应于第一出渣口5和第二出渣口7。
该土压TBM双模盾构机有效解决现有螺旋出渣方式需要施工人员拆装承压隔板2底部出渣口处封板、内部作业空间狭小、刀盘3及螺旋输送机10维修困难等问题，提高设备自动化程度的同时保障了施工人员的安全，极大地提高了双模掘进机的施工效率和复杂地层的适应能力。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的盾构机及其螺旋出渣系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种螺旋出渣系统，其特征在于，包括伸入盾体(1)内部的螺旋输送机(10)，所述螺旋输送机(10)的前端设有伸缩节(9)，所述盾体(1)内部具有供所述伸缩节(9)伸出后对接的出渣口。
2.根据权利要求1所述的螺旋出渣系统，其特征在于，所述盾体(1)设有位于前端的刀盘(3)以及位于内部的承压隔板(2)，所述出渣口开设于所述承压隔板(2)。
3.根据权利要求2所述的螺旋出渣系统，其特征在于，所述刀盘(3)与所述承压隔板(2)之间形成与所述出渣口连通的土仓(4)。
4.根据权利要求3所述的螺旋出渣系统，其特征在于，所述出渣口包括用于通过所述伸缩节(9)间接与所述螺旋输送机(10)连通的第一出渣口(5)以及直接与所述螺旋输送机(10)连通的第二出渣口(7)。
5.根据权利要求4所述的螺旋出渣系统，其特征在于，所述第一出渣口(5)开设于所述承压隔板(2)的中部，所述第二出渣口(7)开设于所述承压隔板(2)的下部。
6.根据权利要求4或5所述的螺旋出渣系统，其特征在于，所述第二出渣口(7)处设有防涌门(8)，所述防涌门(8)具有用于开闭所述第二出渣口(7)的门板(82)以及用于支撑所述门板(82)的底板(81)和顶板(83)。
7.根据权利要求4或5所述的螺旋出渣系统，其特征在于，所述第一出渣口(5)处设有伸缩节外筒(6)，所述伸缩节(9)具有用于插入所述伸缩节外筒(6)的伸缩节内筒(91)以及驱动所述伸缩节内筒(91)的伸缩油缸(92)。
8.根据权利要求1至5任一项所述的螺旋出渣系统，其特征在于，所述螺旋输送机(10)的后端设有皮带机(11)。
9.一种盾构机，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的螺旋出渣系统。
10.根据权利要求9所述的盾构机，其特征在于，具体为土压TBM双模盾构机。
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