CN202194669U - 一种tbm撑靴的改进结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种TBM撑靴的改进结构，涉及一种隧道掘进机，包括主梁、撑靴、水平油缸，所述撑靴两翼设有与撑靴表面弧度一致的弧形板且弧形板的外弧面与撑靴外弧面平齐。本实用新型通过在撑靴两翼设置相应的弧形板，增加弧形板与岩面的共同作用，首先大大降低TBM掘进过程中撑靴部位的围岩单位面积上承受的撑靴压力，减小撑靴工作时围岩内部应力的二次调整幅度，降低岩爆区及围岩破碎地层中撑靴部位围岩发生岩爆、塌方的几率，明显提高TBM在岩爆区和破碎地层中设备的适应性和掘进效率，其次在高硬度围岩中掘进，TBM需要较大推进力掘进时，大大降低了撑靴表面单位面积上承受的围岩反作用力，避免了撑靴的变形损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种隧道掘进机(TBM)，尤其涉及一种开敞式硬岩隧道掘进机（TBM）上的撑靴的改进结构。
背景技术
目前，随着掘进机技术的发展，一些超大直径的硬岩掘进机逐步出现，并在一些地质复杂的隧洞工程中应用，这对TBM在复杂地质中掘进的适应性提出了较高的要求；尤其是在高地应力潜在岩爆区、软弱破碎地层以及硬度较大的围岩中掘进，如何从设备方面降低TBM掘进对围岩的扰动，减少围岩塌方、岩爆以及TBM设备自身损坏等风险，值得设备生产商及工程建设各方研究和探索。
如附图1和附图2所示，现有的TBM主要包括：刀盘1、护盾2、主梁3、推进油缸4、撑靴5、水平油缸6 等部件。
在掘进过程中，TBM撑靴5通过水平油缸6施加一定的力撑紧洞壁，利用撑靴5与洞壁间的摩阻力，并通过推进油缸4的作用，提供TBM向前掘进的推进力。
但现有的设备，在岩爆区、软弱破碎地层和硬度较大的围岩中掘进，主要存在以下问题：
1、大直径的TBM需要强大的推进力方能保证TBM的正常推进，这就需要更大的水平撑靴压力使撑靴能提供足够的摩阻力，但在岩爆区掘进，较大的撑靴压力作用于围岩上易导致围岩内部应力的二次大幅度调整，往往诱发撑靴部位围岩发生岩爆，当遇见软弱破碎地层时，也会导致撑靴部位围岩的塌方，对设备和人员造成损伤，增加底拱的清碴量，影响TBM的掘进进度。
2、在硬度较大的围岩中掘进，TBM需要的推进力增大，为保证TBM的正常掘进势必增加撑靴压力，以增大撑靴摩阻力，然而现有的撑靴设备刚度不足，在撑靴与围岩接触的部位稍有不平整的情况时，撑靴的表面易发生变形损坏。
实用新型内容
针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题是提供一种适应于岩爆区、软弱破碎地层和硬度较大的围岩中掘进，减少岩爆、塌方以及撑靴变形而且提高掘进速度的TBM撑靴的改进结构。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种TBM撑靴的改进结构，包括主梁、撑靴、水平油缸，所述撑靴两翼设有与撑靴表面弧度一致的弧形板且弧形板的外弧面与撑靴外弧面平齐。
进一步地，所述弧形板为钢板，其与撑靴间为焊接平顺对接。
进一步地，所述弧形板的弧长与撑靴的弧长一致。
进一步地，所述弧形板的内弧面与撑靴间间隔设置多块加强筋板。
进一步地，所述加强筋板为钢板且为直角三角形状，两直角边分别与撑靴侧面和弧形板内弧面焊接固定。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：通过在撑靴两翼设置相应的弧形板，增加弧形板与岩面的共同作用，具有如下优点：
1、大大降低TBM掘进过程中撑靴部位的围岩单位面积上承受的撑靴压力，减小撑靴工作时围岩内部应力的二次调整幅度，降低岩爆区及围岩破碎地层中撑靴部位围岩发生岩爆、塌方的几率，明显提高TBM在岩爆区和破碎地层中设备的适应性和掘进效率。
2、在高硬度围岩中掘进，TBM需要较大推进力掘进时，大大降低了撑靴表面单位面积上承受的围岩反作用力，避免了撑靴的变形损坏。
附图说明
图1为现有的隧道掘进机的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为本实用新型实施例的结构示意图；
图4为图3的A-A剖视图；
图5为图4的B-B剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。
参见图3~图5，一种TBM撑靴的改进结构，包括刀盘1、护盾2、主梁3、推进油缸4、撑靴5、水平油缸6，还包括设于撑靴5两翼与撑靴5面板弧度和长度相一致的弧形板7，所述弧形板7与撑靴5的面板之间采用焊接平顺对接，并沿垂直于主梁3方向上（径向上）间隔设有多块加强筋板8与撑靴5焊接固定，作为优选，所述弧形板7和加强筋板8均为钢板，厚5cm（保证一定的刚度），其中弧形板7宽30cm（视撑靴5结构和实际需求选定），作为优选，加强筋板8做为直角三角形状，两直角边分别与弧形板7和撑靴5的侧面焊接固定。
本实施例在掘进过程中，弧形板7与撑靴5的面板一同接触围岩，通过水平油缸6传递的压力，作用于围岩表面产生摩阻力，通过推进油缸4的作用，提供TBM向前掘进的推进力。
Claims (5)
1.一种TBM撑靴的改进结构，包括主梁（3）、撑靴（5）、水平油缸（6），其特征在于：所述撑靴（5）两翼设有与撑靴（5）表面弧度一致的弧形板（7）且弧形板（7）的外弧面与撑靴（5）外弧面平齐。
2.根据权利要求1所述的一种TBM撑靴的改进结构，其特征在于：所述弧形板（7）为钢板，其与撑靴（5）间为焊接平顺对接。
3.根据权利要求1所述的一种TBM撑靴的改进结构，其特征在于：所述弧形板（7）的弧长与撑靴（5）的弧长一致。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种TBM撑靴的改进结构，其特征在于：所述弧形板（7）的内弧面与撑靴（5）间间隔设置多块加强筋板（8）。
5.根据权利要求4所述的一种TBM撑靴的改进结构，其特征在于：所述加强筋板（8）为钢板且为直角三角形状，两直角边分别与撑靴（5）侧面和弧形板（7）内弧面焊接固定。
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