CN121251347B - 一种可变径斜井tbm施工用出渣装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及TBM隧道施工技术领域，具体公开了一种可变径斜井TBM施工用出渣装置，包括TBM机舱与刀盘，刀盘上装有可调式刀头，TBM机舱的侧壁上设有至少两个排渣口，每个排渣口均滑动连接排渣装置，每个排渣口一侧均固定有安装架，安装架上装有第一液压缸，第一液压缸用于驱动排渣装置沿着排渣口滑动，排渣装置包括收集箱，收集箱朝向刀盘的一侧为敞口，收集箱内转动连接转动轴，转动轴上装有绞龙。本发明的有益效果：通过收集箱将空气内的泥渣进行收集，收集的泥渣在转动轴及绞龙的作用下输送至TBM机舱内，伸出的收集箱能够对TBM机舱提供一定的支撑力，防止TBM机舱因重力作用而发生倾斜，保证刀盘的挖掘路径准确无误。

Description

一种可变径斜井TBM施工用出渣装置

技术领域

本发明涉及TBM隧道施工技术领域，尤其涉及一种可变径斜井TBM施工用出渣装置。

背景技术

隧道斜井是一种并非从隧道正洞口水平进入，而是以一定倾斜角度从地面向下开挖，最终与主隧道相连的辅助坑道。可变径TBM是一种特殊设计的、刀盘直径可以在一定范围内调节的掘进机。

中国专利申请CN202211606546.2中公开了一种可变径盾构机及其洞内变径施工方法，包括盾体、主驱动、可变径刀盘、推进装置、管片拼装系统、机械开挖装置。在所述扩挖空间中对将所述可变径盾构机的直径由小变大。在洞内即可实现对所述可变径盾构机的变径，不需要将所述可变径盾构机拖出洞外，同时也不需要额外设置工作井，可以更好的缩短施工周期，让变径操作过程更为的简单便捷。

在实际使用过程中，参见图6和图7所示，在进行变径施工时候，可调式刀头300逐渐向外伸出，从而改变刀盘200的挖掘直径，最终调节至指定的直径，由此可以挖掘出锥形过渡的隧道段，而刀盘200的挖掘直径被改变后，随着挖掘的进行，刀盘200挖掘出的隧道内壁与TBM机舱100之间存在空腔20，尤其是在斜井施工时，可调式刀头300挖掘后产生的泥土会被挤压至空腔20内，而空腔20内需要安装隧道管片30，残留在空腔20内的泥土会影响隧道管片30的安装，另外，在锥形过渡的隧道段的隧道管片300需要另外定制，即隧道管片30拼装后形成锥环形的隧道壁环，在锥形过渡的隧道段，隧道管片30受力情况比较复杂，后期使用中，该处定制的隧道管片300拼接成的隧道壁环特别容易整体发生偏移。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种可变径斜井TBM施工用出渣装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种可变径斜井TBM施工用出渣装置，包括TBM机舱与刀盘，刀盘上装有可调式刀头，TBM机舱的侧壁上设有至少两个排渣口，每个排渣口均滑动连接排渣装置，每个排渣口一侧均固定有安装架，安装架上装有第一液压缸，第一液压缸用于驱动排渣装置沿着排渣口滑动，排渣装置包括收集箱，收集箱朝向刀盘的一侧为敞口，收集箱内转动连接转动轴，转动轴上装有绞龙。

优选地，收集箱底部设有让位孔，转动轴下端装有挖槽刀，挖槽刀能够从让位孔内穿过。

优选地，收集箱顶部固定连接驱动装置，驱动装置用于驱动转动轴在转动的同时上下移动，驱动装置包括固定在收集箱顶部的两个立板，两个立板之间滑动连接横梁，横梁上装有电机，电机的主轴与转动轴同轴固定。

优选地，每个立板上均设有滑槽，每个滑槽内均滑动连接滑块，横梁固定在两个滑块之间，两个立板上共同固定连接顶板。

优选地，横梁上侧固定连接驱动架，顶板上装有第二液压缸，第二液压缸的伸缩端与驱动架相固定。

优选地，排渣口装有电动门。

本发明的有益效果：本发明所提供的一种可变径斜井TBM施工用出渣装置通过收集箱将空气内的泥渣进行收集，收集的泥渣在转动轴及绞龙的作用下输送至TBM机舱内，伸出的收集箱能够对TBM机舱提供一定的支撑力，防止TBM机舱因重力作用而发生倾斜，保证刀盘的挖掘路径准确无误。

刀盘挖掘出的隧道内壁上会被挖槽刀挖掘出若干间隔设置的加固槽，在隧道管片上直接预制出凸起的加固块，在隧道管片安装后，加固块正好能够插入至加固槽内，以对隧道管片进行加固，避免隧道管片拼接成的隧道壁环在后期发生整体偏移。

附图说明

图1是本发明所提供的一种可变径斜井TBM施工用出渣装置的基本结构图；

图2是排渣装置的基本结构图；

图3是驱动装置的基本结构图；

图4是锥形过渡的隧道段被挖掘出加固槽的状态图；

图5是锥形过渡的隧道段安装隧道管片后的状态示意图；

图6是现有技术中可变径斜井挖掘隧道的状态示意图；

图7是现有技术中锥形过渡的隧道段安装隧道管片后的状态示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图5所示，本实施例的一种可变径斜井TBM施工用出渣装置，包括TBM机舱100与刀盘200，刀盘200上装有可调式刀头300，可调式刀头300为现有技术，其调节方式也为现有技术，在此不再赘述，同时在TBM机舱100内装有泥渣输送装置，泥渣输送装置用于将泥渣从TBM机舱100内输送出去，泥渣输送装置为现有技术，且泥渣输送装置未在图中画出。

在可调式刀头300伸出，刀盘200的直径变大后，随着挖掘的进行，刀盘200挖掘出的隧道内壁与TBM机舱100之间存在空腔20，尤其是在斜井施工时，可调式刀头300挖掘后产生的泥土会被挤压至空腔20内，为了将空腔20内的泥渣排出，本实施例中作出如下设计：TBM机舱100的侧壁上设有至少两个排渣口，每个排渣口处均装有电动门500，电动门500为现有技术，在刀盘200的可调式刀头300未变径时，通过电动门500将排渣口堵住。本实施例中优选设置四个排渣口，四个排渣口以TBM机舱100的轴线为中心均匀布置，在图中仅画出了两个排渣口。

每个排渣口均滑动连接排渣装置1，每个排渣口一侧均固定有安装架21，安装架21为龙门架，安装架21上装有第一液压缸2，第一液压缸2用于驱动排渣装置1沿着排渣口滑动。

排渣装置1包括收集箱3，收集箱3能够沿着排渣口滑动并伸出至TBM机舱100外侧，收集箱3朝向刀盘200的一侧为敞口，收集箱3内转动连接转动轴32，转动轴32上装有绞龙33。

在使用过程中，当刀盘200的可调式刀头300伸出后，刀盘200的挖掘直径变大。此时通过第一液压缸2驱动收集箱3伸出至TBM机舱100外侧，由于收集箱3朝向刀盘200的一侧为敞口，在刀盘200及TBM机舱100前进过程中，空腔20内的泥渣会从敞口处被挤入至收集箱3内，泥渣进入收集箱3后，在转动轴32及绞龙33的作用下输送至TBM机舱100内，并最终通过泥渣输送装置输送出去。同时，收集箱3被推出后，四个均匀布置的收集箱3能够对TBM机舱100提供一定的支撑力，防止TBM机舱100因重力作用而发生倾斜，保证刀盘200的挖掘路径准确无误。因此设置可以伸出至TBM机舱100外侧的收集箱3一方面能够起到排渣的作用，另一方面能够对TBM机舱100进行支撑导向。

作为本发明的一种优选的实施方式，为了防止后期隧道管片300发生偏移，本实施例中作出如下设计：在收集箱3底部设有让位孔，转动轴32下端装有挖槽刀34，挖槽刀34能够从让位孔内穿过。收集箱3顶部固定连接驱动装置4，驱动装置4用于驱动转动轴32在转动的同时上下移动。驱动装置4包括固定在收集箱3顶部的两个立板41，两个立板41上共同固定连接顶板46。两个立板41之间滑动连接横梁44，每个立板41上均设有滑槽42，每个滑槽42内均滑动连接滑块43，横梁44固定在两个滑块43之间。横梁44上装有电机45，电机45的主轴与转动轴32同轴固定。电机45用于驱动转动轴32转动。横梁44上侧固定连接驱动架5，顶板46上装有第二液压缸6，第二液压缸6的伸缩端与驱动架5相固定。第二液压缸6伸缩过程中可以使得横梁44沿着滑槽42滑动。

在使用过程中，在随着刀盘200及TBM机舱100前进过程中，收集箱3被推出至TBM机舱100外侧进行支撑与排渣，此时电机45带动转动轴转动，从而使得绞龙33与挖槽刀34转动，在此同时，第二液压缸6推动横梁44沿着滑槽42滑动，这样可以使得挖槽刀34间歇式的从让位孔伸出，挖槽刀34从让位孔伸出后，由于挖槽刀34自身旋转，在跟随TBM机舱100前进的同时，参见图4，刀盘200挖掘出的隧道内壁上会被挖槽刀34挖掘出若干间隔设置的加固槽40，由于挖槽刀34在转动的同时还向前移动，因此加固槽40实际为直圆形。在对隧道管片30进行定制时，参见图5，在与加固槽40对应的隧道管片30上直接预制出凸起的加固块50，加固块50与加固槽40相匹配，在隧道管片30安装后，加固块50正好能够插入至加固槽40内，在隧道管片30安装完毕后，对隧道内壁与隧道管片30之间进行注浆并进行养护。如此隧道管片30形成的隧道壁环被对应的加固块50与加固槽40限位，这样可以避免隧道壁环在后期发生整体偏移。且在此同时，挖槽刀34间歇式的从让位孔伸出时，绞龙33及转动轴也往复移动，这样能够避免收集箱3内的渣土发生堵塞，更容易使得空腔20内的渣土被输送至TBM机舱100内。

Claims (6)

1.一种可变径斜井TBM施工用出渣装置，包括TBM机舱（100）与刀盘（200），刀盘（200）上装有可调式刀头（300），其特征在于：所述TBM机舱（100）的侧壁上设有至少两个排渣口，每个排渣口均滑动连接排渣装置（1），每个所述排渣口一侧均固定有安装架（21），安装架（21）上装有第一液压缸（2），第一液压缸（2）用于驱动排渣装置（1）沿着排渣口滑动，所述排渣装置（1）包括收集箱（3），所述收集箱（3）朝向刀盘（200）的一侧为敞口，所述收集箱（3）内转动连接转动轴（32），转动轴（32）上装有绞龙（33）。

2.根据权利要求1所述的一种可变径斜井TBM施工用出渣装置，其特征在于：所述收集箱（3）底部设有让位孔，所述转动轴（32）下端装有挖槽刀（34），所述挖槽刀（34）能够从所述让位孔内穿过。

3.根据权利要求2所述的一种可变径斜井TBM施工用出渣装置，其特征在于：所述收集箱（3）顶部固定连接驱动装置（4），驱动装置（4）用于驱动转动轴（32）在转动的同时上下移动，所述驱动装置（4）包括固定在所述收集箱（3）顶部的两个立板（41），两个立板（41）之间滑动连接横梁（44），横梁（44）上装有电机（45），电机（45）的主轴与所述转动轴（32）同轴固定。

4.根据权利要求3所述的一种可变径斜井TBM施工用出渣装置，其特征在于：每个所述立板（41）上均设有滑槽（42），每个滑槽（42）内均滑动连接滑块（43），所述横梁（44）固定在两个所述滑块（43）之间，两个所述立板（41）上共同固定连接顶板（46）。

5.根据权利要求4所述的一种可变径斜井TBM施工用出渣装置，其特征在于：所述横梁（44）上侧固定连接驱动架（5），所述顶板（46）上装有第二液压缸（6），第二液压缸（6）的伸缩端与所述驱动架（5）相固定。

6.根据权利要求1所述的一种可变径斜井TBM施工用出渣装置，其特征在于：所述排渣口装有电动门（500）。