CN114837681A - 一种盾构机土仓快速除石装置及其工法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及盾构机技术领域，具体是一种盾构机土仓快速除石装置，包括闸门组件，所述闸门组件包括闸门本体和用于闸门启闭的驱动组件，所述闸门组件包括闸门座和闸门盖板，所述闸门座和闸门盖板均为矩形框结构，所述闸门盖板的矩形口与闸门座的矩形口相对齐，所述闸门座和闸门盖板之间设置有用于两者的启闭组件，所述启闭组件安装在驱动组件上，所述闸门盖板的矩形口与闸门座相对的两侧外壁位于矩形口的两端位置均开设凹槽，所述凹槽的内壁固定有弹性支撑板，所述弹性支撑板朝向启闭组件的一侧外壁固定有密封胶，位于同一高度的两个所述凹槽相背离的两侧内壁均开设有油道，本发明可以通过降低摩擦损伤的方式，来提高密封胶使用寿命。

Description

一种盾构机土仓快速除石装置及其工法

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，具体是一种盾构机土仓快速除石装置及其工法。

背景技术

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建（铺设）隧道之“盾”（指支撑性管片），它区别于 敞开式施工法。国际上，广义盾构机也可以用于岩石地层，只是区别于 敞开式（非盾构法） 隧道掘进机。而在我国，习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为（狭义）盾构机，将用于岩石地层的称为（狭义）TBM。盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构。

在隧道施工技术不断发展中，盾构机土仓内除石技术是其明显短板之一。盾构机在岩层中推进时，总会有些大石块进入土仓，而这些石块无法通过螺旋机排出土仓。这些石块如果长期在土仓里，会损害土仓内搅拌装置，同时会造成螺旋机的卡滞，影响施工进度。而目前常用的除石方法是采用人工搬出，面对高压、狭窄的作业环境和高负荷的作业强度，人工搬运时间过长，作业安全隐患大。因此急需一种盾构机土仓快速除石工法；同时盾构机的闸门密封圈长时间工作的过程中，由于密封圈长期受到挤压、磨损等因素，易造成密封圈密封唇口破裂，进而影响闸门的密封性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构机土仓快速除石装置及其工法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种盾构机土仓快速除石装置，包括闸门组件，所述闸门组件包括闸门本体和用于闸门启闭的驱动组件，所述闸门组件包括闸门座和闸门盖板，所述闸门座和闸门盖板均为矩形框结构，所述闸门盖板的矩形口与闸门座的矩形口相对齐，所述闸门座和闸门盖板之间设置有用于两者的启闭组件，所述启闭组件安装在驱动组件上，所述闸门盖板的矩形口与闸门座相对的两侧外壁位于矩形口的两端位置均开设凹槽，所述凹槽的内壁固定有弹性支撑板，所述弹性支撑板朝向启闭组件的一侧外壁固定有密封胶，位于同一高度的两个所述凹槽相背离的两侧内壁均开设有油道。

优选的，所述启闭组件包括滑板、密封块和两个L形板，所述L形板与闸门盖板和闸门座，两个所述L形板的内侧壁相对设置，两个所述L形板分别位于矩形口的两侧，所述密封块固定在两个L形板背离驱动组件的一端上，所述滑板滑动安装在L形板上，所述滑板安装在驱动组件上。

优选的，所述驱动组件包括动力组件一和导向组件，所述滑板安装在动力组件一上，所述导向组件包括两个导向侧板和导向面板，两个所述导向面板的一端分别固定在闸门盖板和闸门座上，两个所述导向侧板的一端分别固定在L形板上，所述导向侧板和导向面板均与滑板接触，两个所述导向侧板一端上固定有同一个连接板。

优选的，所述动力组件一包括两个液压杆一，两个所述液压杆一的油缸固定有同一个缸座，所述液压杆一的伸缩端固定有连接块，所述位于滑板的顶部两侧位置均固定有耳板，两个所述连接块分别安装在两个耳板上。

优选的，将所述动力组件一替换为动力组件二，所述动力组件二包括固定在液压杆二，所述液压杆二的伸缩端固定有横板，所述动力组件二还包括两个连杆一和固定板，所述连杆一的一端转动安装在耳板，两个所述固定板分别固定在两个导向侧板的相背离两侧外壁上，所述固定板的底部转动安装有连杆二，所述连杆二的一端与连杆一形成转动配合，所述连杆二的另一端固定有圆柱块，所述圆柱块到固定板的距离大于连杆二的另一端到固定板的距离，所述横板的顶部开设有两个直槽口，所述圆柱块与直槽口的内壁接触。

一种盾构机土仓快速除石装置的工法，包括以下步骤：

步骤一：当盾构机掘进时，土仓经常会进入一下大的石块；当刀盘转动的时候，如果土仓出现哐当哐当的声响，则土仓里有大石块，通过超挖刀定点在土仓除石结构下方超挖出一个坑口；

步骤二：然后空转刀盘，通过土仓内的监控探头观察大石头是否在闸门组件的上方；

步骤三：当石块在闸门组件上方时，将闸门组件打开，这样大石块就会自动掉落到下方的坑口里；

步骤四：最后关闭闸门组件。

本发明通过改进在此提供一种盾构机土仓快速除石装置及其工法，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一：当整个闸门组件进行启、闭两个工作过程中，使油道的油压降低，使密封胶上移，避免与启闭组件接触，降低摩擦损伤，整个闸门组件关闭，使油道的油压增加，进行密封处理，这样可以通过降低摩擦损伤的方式，来提高密封胶使用寿命；

其二：本发明通过液压杆二的伸缩端使横板进行前后移动，横板通过圆柱块拉动两个连杆二，连杆二通过连杆一带动滑板进行移动，连杆一与连杆二形成一个杠杆，这样液压杆二使用的液压力降低，从而降低整个装置的功率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：

图1是实施例一的立体结构示意图；

图2是实施例一的侧视结构示意图；

图3是实施例一的A-A局部侧剖切结构示意图；

图4是实施例一的局部侧剖切结构示意图；

图5是实施例二的立体结构示意图；

图6是实施例二的俯视结构示意图；

图7是本发明的闸门在盾构机的位置分布示意图。

附图标记说明：

1、闸门组件；101、闸门座；102、闸门盖板；103、导向侧板；104、滑板；105、导向面板；106、耳板；107、连接块；108、连接板；109、液压杆一；110、缸座；111、L形板；112、油道；113、弹性支撑板；114、密封胶；115、密封块；116、连杆一；117、液压杆二；118、固定板；119、连杆二；120、横板；121、圆柱块。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明，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。

本发明通过改进在此提供一种盾构机土仓快速除石装置及其工法，本发明的技术方案是：

实施例一：

如图1-图4所示，一种盾构机土仓快速除石装置，包括闸门组件1，闸门组件1包括闸门本体和用于闸门启闭的驱动组件，闸门组件1包括闸门座101和闸门盖板102，闸门座101和闸门盖板102均为矩形框结构，闸门盖板102的矩形口与闸门座101的矩形口相对齐，闸门座101和闸门盖板102之间设置有用于两者的启闭组件，启闭组件安装在驱动组件上，驱动组件可以控制启闭组件，从而控制整个闸门组件1的开关，闸门盖板102的矩形口与闸门座101相对的两侧外壁位于矩形口的两端位置均开设凹槽，凹槽的内壁固定有弹性支撑板113，弹性支撑板113朝向启闭组件的一侧外壁固定有密封胶114，位于同一高度的两个凹槽相背离的两侧内壁均开设有油道112，这里进行补充说明，油道112位于弹性支撑板113的上方，在油道112和弹性支撑板113上方位置填充液压油，通过控制油道112内的油压大小，从而控制密封胶114上下移动，当整个闸门组件1进行启、闭两个工作过程中，使油道112的油压降低，使密封胶114上移，避免与启闭组件接触，降低摩擦损伤，整个闸门组件1关闭，使油道112的油压增加，进行密封处理。

进一步的，启闭组件包括滑板104、密封块115和两个L形板111，L形板111与闸门盖板102和闸门座101，两个L形板111的内侧壁相对设置，两个L形板111分别位于矩形口的两侧，密封块115固定在两个L形板111背离驱动组件的一端上，滑板104滑动安装在L形板111上，滑板104安装在驱动组件上，由上连接可知，滑板104可以沿着L形板111进行直线移动，滑板104移动使闸门进行开、闭两个过程。

进一步的，驱动组件包括动力组件一和导向组件，滑板104安装在动力组件一上，导向组件包括两个导向侧板103和导向面板105，两个导向面板105的一端分别固定在闸门盖板102和闸门座101上，两个导向侧板103的一端分别固定在L形板111上，导向侧板103和导向面板105均与滑板104接触，两个导向侧板103一端上固定有同一个连接板108，导向组件可以提高滑板104移动的稳定性。

进一步的，动力组件一包括两个液压杆一109，两个液压杆一109的油缸固定有同一个缸座110，液压杆一109的伸缩端固定有连接块107，位于滑板104的顶部两侧位置均固定有耳板106，两个连接块107分别安装在两个耳板106上，两个液压杆一109的设置可以使滑板104受力均匀，液压杆一109伸缩可以控制滑板104进行直线移动。

一种盾构机土仓快速除石装置的工法，包括以下步骤：

步骤一：当盾构机掘进时，土仓经常会进入一下大的石块；当刀盘转动的时候，如果前盾提（图7中用a进行表明）的土仓出现哐当哐当的声响，则土仓里有大石块（图7中用c进行表明），通过超挖刀（图7中用b进行表明）定点在土仓除石结构下方超挖出一个坑口；

步骤二：然后空转刀盘，通过土仓内的监控探头观察大石头是否在闸门组件1的上方；

步骤三：当石块在闸门组件1上方时，将闸门组件1打开，这样大石块就会自动掉落到下方的坑口里；

步骤四：最后关闭闸门组件1，这样的除石方法无需人进入土仓清理，降低施工风险，提高施工效率。

实施例二：

基于本申请的第一实施例提供的一种盾构机土仓快速除石装置及其工法，本申请的第二实施例提出另一种盾构机土仓快速除石装置及其工法。第二实施例仅仅是第一实施例的进一步的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

下面结合附图5和图6和实施方式对本发明的第二实施例作进一步说明：将动力组件一替换为动力组件二，动力组件二包括固定在液压杆二117，液压杆二117的伸缩端固定有横板120，动力组件二还包括两个连杆一116和固定板118，连杆一116的一端转动安装在耳板106，两个固定板118分别固定在两个导向侧板103的相背离两侧外壁上，固定板118的底部转动安装有连杆二119，连杆二119的一端与连杆一116形成转动配合，连杆二119的另一端固定有圆柱块121，圆柱块121到固定板118的距离大于连杆二119的另一端到固定板118的距离，横板120的顶部开设有两个直槽口，圆柱块121与直槽口的内壁接触。

由此可知：如图6所示，当液压杆二117的伸缩端进行伸缩的时候，从而横板120进行前后移动，横板120通过圆柱块121拉动两个连杆二119，连杆二119通过连杆一116带动滑板104进行移动，连杆一116与连杆二119形成一个杠杆，这样液压杆二117使用的液压力降低，从而降低整个装置的功率。

上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种盾构机土仓快速除石装置，其特征在于：包括闸门组件（1），所述闸门组件（1）包括闸门本体和用于闸门启闭的驱动组件，所述闸门组件（1）包括闸门座（101）和闸门盖板（102），所述闸门座（101）和闸门盖板（102）均为矩形框结构，所述闸门盖板（102）的矩形口与闸门座（101）的矩形口相对齐，所述闸门座（101）和闸门盖板（102）之间设置有用于两者的启闭组件，所述启闭组件安装在驱动组件上，所述闸门盖板（102）的矩形口与闸门座（101）相对的两侧外壁位于矩形口的两端位置均开设凹槽，所述凹槽的内壁固定有弹性支撑板（113），所述弹性支撑板（113）朝向启闭组件的一侧外壁固定有密封胶（114），位于同一高度的两个所述凹槽相背离的两侧内壁均开设有油道（112）。

2.根据权利要求1所述的一种盾构机土仓快速除石装置，其特征在于：所述启闭组件包括滑板（104）、密封块（115）和两个L形板（111），所述L形板（111）与闸门盖板（102）和闸门座（101），两个所述L形板（111）的内侧壁相对设置，两个所述L形板（111）分别位于矩形口的两侧，所述密封块（115）固定在两个L形板（111）背离驱动组件的一端上，所述滑板（104）滑动安装在L形板（111）上，所述滑板（104）安装在驱动组件上。

3.根据权利要求2所述的一种盾构机土仓快速除石装置，其特征在于：所述驱动组件包括动力组件一和导向组件，所述滑板（104）安装在动力组件一上，所述导向组件包括两个导向侧板（103）和导向面板（105），两个所述导向面板（105）的一端分别固定在闸门盖板（102）和闸门座（101）上，两个所述导向侧板（103）的一端分别固定在L形板（111）上，所述导向侧板（103）和导向面板（105）均与滑板（104）接触，两个所述导向侧板（103）一端上固定有同一个连接板（108）。

4.根据权利要求3所述的一种盾构机土仓快速除石装置，其特征在于：所述动力组件一包括两个液压杆一（109），两个所述液压杆一（109）的油缸固定有同一个缸座（110），所述液压杆一（109）的伸缩端固定有连接块（107），所述位于滑板（104）的顶部两侧位置均固定有耳板（106），两个所述连接块（107）分别安装在两个耳板（106）上。

5.根据权利要求3所述的一种盾构机土仓快速除石装置，其特征在于：将所述动力组件一替换为动力组件二，所述动力组件二包括固定在液压杆二（117），所述液压杆二（117）的伸缩端固定有横板（120），所述动力组件二还包括两个连杆一（116）和固定板（118），所述连杆一（116）的一端转动安装在耳板（106），两个所述固定板（118）分别固定在两个导向侧板（103）的相背离两侧外壁上，所述固定板（118）的底部转动安装有连杆二（119），所述连杆二（119）的一端与连杆一（116）形成转动配合，所述连杆二（119）的另一端固定有圆柱块（121），所述圆柱块（121）到固定板（118）的距离大于连杆二（119）的另一端到固定板（118）的距离，所述横板（120）的顶部开设有两个直槽口，所述圆柱块（121）与直槽口的内壁接触。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的一种盾构机土仓快速除石装置的工法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：当盾构机掘进时，土仓经常会进入一下大的石块；当刀盘转动的时候，如果土仓出现哐当哐当的声响，则土仓里有大石块，通过超挖刀定点在土仓除石结构下方超挖出一个坑口；

步骤二：然后空转刀盘，通过土仓内的监控探头观察大石头是否在闸门组件（1）的上方；

步骤三：当石块在闸门组件（1）上方时，将闸门组件（1）打开，这样大石块就会自动掉落到下方的坑口里；

步骤四：最后关闭闸门组件（1）。

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