CN207048789U - 盾尾防困脱困装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盾尾防困脱困装置，包括分别设置于中盾和盾尾上的两个支座，每个支座设有容纳腔；还包括穿过容纳腔以架设于两个支座上的双头螺栓，双头螺栓两端的螺纹段分别超出相应的支座，两个螺纹段上分别拧设有松紧度可调的调节螺母，两个支座位于两个调节螺母之间；当相应的铰接油缸未被拉长时，至少其中一个调节螺母与相邻的支座之间相隔预设距离；当相应的铰接油缸被拉长到预定长度时，两个调节螺母分别抵接于相邻的支座使得双头螺栓受力以拉动盾尾。本实用新型盾构脱困装置能够预先加工，装配过程简单方便且安全；当盾尾卡住时能快速反应使盾尾脱困；双头螺栓的有效长度可调，以适应不同拉长长度的铰接油缸，能适应盾尾的姿态转变。

Description

盾尾防困脱困装置

技术领域

本实用新型涉及隧道盾构机掘进施工技术领域，特别地，涉及一种盾尾防困脱困装置。

背景技术

盾构法是暗挖隧道施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机在地层中推进，通过盾构机外壳和管片支承周围岩土，同时在开挖面前方通过刀盘进行土体开挖，电瓶机车将土运出洞外，靠推进油缸作用在管片上的反力向前顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。在施工过程中，因为盾尾的刚性较差，而且内部受管片挤压、盾构姿态不良、以及浆液凝固抱住盾尾等因素，会使盾尾卡住，铰接油缸被拉长。盾尾卡住后，铰接油缸伸长到最大设定值时，盾构推进条件不满足，无法推进，需进行脱困操作。如果屏蔽该条件，强行利用铰接油缸进行拖拉，会使油缸损坏；长时间卡盾，会严重影响工期，造成施工安全隐患。

现有盾尾脱困办法一般为：盾尾卡住后，在中盾和盾尾之间焊接钢板，形成刚性连接，利用推进油缸推力将盾尾向前拉动。这种焊接钢板的方式装配过程麻烦，耗时长，焊缝质量差；脱困过程中，中盾、盾尾处于刚性连接状态，不利于盾尾适应盾构机姿态；使用完成后，需要将钢板切除，切割过程麻烦，不利于再次使用；焊接过程中盾尾一直处于卡盾状态，容易产生同步注浆液将盾尾抱住的现象；在隧道内焊接过程不安全，容易造成火灾。

实用新型内容

本实用新型提供了一种盾尾防困脱困装置，以解决现有脱困结构装配和拆除过程麻烦且不安全、盾尾姿态不可控的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种盾尾防困脱困装置，用于盾构机，盾构机包括通过铰接油缸彼此连接的中盾和盾尾，盾尾防困脱困装置包括分别设置于中盾和盾尾上的两个支座，每个支座设有容纳腔；盾尾防困脱困装置还包括穿过容纳腔以架设于两个支座上的双头螺栓，双头螺栓两端的螺纹段分别超出相应的支座，两个螺纹段上分别拧设有松紧度可调的调节螺母，两个支座位于两个调节螺母之间；当相应的铰接油缸未被拉长时，至少其中一个调节螺母与相邻的支座之间相隔预设距离；当相应的铰接油缸被拉长到预定长度时，两个调节螺母分别抵接于相邻的支座使得双头螺栓受力以拉动盾尾。

进一步地，两个调节螺母相互正对的端面之间的距离小于铰接油缸被拉长的最大行程。

进一步地，支座包括基部和自基部两侧分别延伸的延伸部，延伸部上连接有用于防止双头螺栓掉落的限位件，基部、延伸部和限位件共同围成容纳腔。

作为其中一种可选的实施方式，延伸部上开设有通孔，限位件为装设于通孔内的固定螺栓。进一步地，固定螺栓的头部抵接于其中一个延伸部的外侧壁，固定螺栓的螺杆穿过两个延伸部上的通孔，且螺杆的末端锁止有固定螺母，固定螺母的端面抵接于另一个延伸部的外侧壁。

作为另一种可选的实施方式，延伸部上开设有通孔，限位件为装设于通孔内的销轴。

作为另一种可选的实施方式，基部、延伸部和限位件一体成型，容纳腔为开设于支座上的孔。

可选地，每个螺纹段上于远离支座的一侧还分别拧设有与调节螺母相互抵紧的防松螺母。

可选地，两个支座分别焊接固定于中盾和盾尾。

可选地，盾尾防困脱困装置设置于铰接油缸旁，且盾尾防困脱困装置的数量与铰接油缸的数量相同。

本实用新型通过在支座上架设双头螺栓，并在双头螺栓两端的螺纹段上拧设松紧度可调的调节螺母，相邻的调节螺母与支座之间相隔预设距离，当相应的铰接油缸被拉长到预定长度时，调节螺母的端面抵接于相邻的支座使得双头螺栓受力，增大了中盾与盾尾之间的拉力，以拉动盾尾，防止盾尾被困。本实用新型盾构脱困装置能够预先加工，在盾构机组装前将制作固定设置于中盾和盾尾，并装配双头螺栓和调节螺母，装配过程简单方便且安全；当盾尾卡住时能快速反应，拉动盾尾使盾尾脱困；可以通过调节调节螺母的松紧度来改变双头螺栓的有效长度，以适应被拉长至不同长度的铰接油缸，盾尾的拉长范围可调，能适应盾尾的姿态转变，脱困过程盾尾姿态可控。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的盾尾防困脱困装置在铰接油缸未被拉长时的结构示意图；

图2是图1中的盾尾防困脱困装置从另一角度的示意图；

图3是本实用新型优选实施例的盾尾防困脱困装置在在铰接油缸未被拉长至预定长度进行脱困时的示意图；

图4是图3中的盾尾防困脱困装置从另一角度的示意图。

附图标号说明：

1、中盾；2、盾尾；

3、支座；30、基部；31、延伸部；310、通孔；

4、双头螺栓；40、螺纹段；5、调节螺母；6、固定螺栓；7、固定螺母；8、防松螺母。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参照图1，本实用新型的优选实施例提供了一种用于盾构机的盾尾防困脱困装置。盾构机包括通过铰接油缸(未图示)彼此连接的中盾1和盾尾2。本实用新型盾尾防困脱困装置设置于铰接油缸旁，且盾尾防困脱困装置的数量与铰接油缸的数量相同。

参照图1和图2，盾尾防困脱困装置包括分别设置于中盾1和盾尾2上的两个支座3、架设于两个支座3上的双头螺栓4、以及拧设于双头螺栓4两端的调节螺母5。

每两个支座3构成一组，本实用新型在中盾1和盾尾2上分别预先焊接有14组支座3，数量与铰接油缸数量相同，每一组支座3焊接在铰接油缸支座3旁。每个支座3采用钢板制成，其包括基部30和自基部30两侧分别延伸的延伸部31，延伸部31上连接有用于防止双头螺栓4掉落的限位件，基部30、延伸部31和限位件共同围成容纳腔。本优选实施例中，每个支座3大致呈U型，U型底部为基部30。基部30的底面为焊接面，用于焊接至中盾1或者盾尾2内侧。基部30的上表面即U型内腔的底面用于支撑或者限位双头螺栓4。U型两侧为自基部30一体延伸的延伸部31。

双头螺栓4架设于两个支座3上并活动穿过容纳腔。双头螺栓4的外周受到基部30、延伸部31和限位件的限位或者支撑，因而不会掉落。双头螺栓4两端的螺纹段40分别超出相应的支座3，螺纹段40的外周设有螺纹。可选地，双头螺栓4采用8.8级的M56双头螺栓4。

两个螺纹段40上分别拧设有松紧度可调的调节螺母5，两个支座3位于两个调节螺母5之间。盾构机正常工作且铰接油缸未被拉长时，至少其中一个调节螺母5与相邻的支座3之间相隔预设距离。本优选实施例中，两端的调节螺母5分别与相邻支座3之间相隔预设距离。当然，铰接油缸未被拉长时的状态也可以为：其中一个调节螺母5与相邻的支座3相抵接，而另一个调节螺母5与对应相邻支座3之间相隔预设距离，同样可以实现本实用新型的目的。

可选地，每个螺纹段40上于远离支座3的一侧还分别拧设有与调节螺母5相互抵紧的防松螺母8，调节螺母5与防松螺母8构成双螺母结构使得螺栓与螺母的连接可靠，达到防松的目的。两个调节螺母5相互正对的端面之间的距离小于铰接油缸被拉长的最大行程。采用双头螺栓4与调节螺母5配合的结构，可直接选用现有的螺栓和螺母，无需再加工，结构简单，装配方便，且可实现双头螺栓4的有效长度(亦即两个调节螺母5相互正对的端面之间的距离)可调。

支座3的延伸部31上开设有通孔310，限位件为装设于通孔310内的固定螺栓6。进一步地，固定螺栓6的头部抵接于其中一个延伸部31的外侧壁，固定螺栓6的螺杆穿过两个延伸部31上的通孔310，且螺杆的末端锁止有固定螺母7，固定螺母7的端面抵接于另一个延伸部31的外侧壁。采用固定螺栓6与固定螺母7配合实现限位功能，结构简单，且可方便装拆和重复利用。

在其它实施例中，限位件也可以为装设于通孔310内的销轴。或者，限位件还可以是焊接固定于延伸部31的末端的钢板结构，用于防止双头螺栓4掉落。在一些实施例中，还可以将基部30、延伸部31和限位件一体成型，容纳腔为开设于支座3上的孔，也就是说，支座3为整片钢板结构，钢板上开设有封闭的孔，孔的周壁用于支撑和限位双头螺栓4的外周。

本优选实施例中，铰接油缸最大行程为150mm，盾构机系统设置铰接油缸工作最大有效行程一般为140mm。此处可拧动调节螺母5，使得两个调节螺母5相正对的端面之间的距离为130mm，此时，双头螺栓4的有效长度亦即两个调节螺母5相互正对的端面之间的距离为130mm。当铰接油缸被拉长到130mm时，如图3和图4中，两个调节螺母5的端面分别抵接于相邻的支座3的端面，此时双头螺栓4受力，盾尾2受到的拉力增大，从而使盾尾2脱困。盾构机向前掘进一段距离，待铰接油缸能将盾尾2收回，整个脱困过程结束。

遇到特殊地层时，可拧动调节螺母5，将双头螺栓4的有效长度调整至140mm，实现先报警，再脱困，这样的话能将每个双头螺栓4被锁紧，盾尾2受力更大。盾构机推进一定距离后盾尾2会适应隧道轴线，部分双头螺栓4松动时，继续锁紧向前推，重复几次，既能保证盾尾2姿态，又能脱困。盾构机长时间停机盾尾2抱死时，也将每个双头螺栓4锁紧，先拉动一定距离。

例如盾构机掘进过程中，因为地层、操作等原因，盾尾2受到的阻力突然增大，为防止因油缸腔压力过高导致油缸或油管损坏，液压回路中安装有溢流阀，使铰接油缸的油压控制在400bar以下。铰接油缸为参数为190/90—150，单个铰接油缸最大拉力879.2KN@400bar，14个铰接油缸总拉力12308.8KN@400bar。当盾尾2被卡住时，盾尾2受到的阻力大于12308.8KN，铰接系统泄压，导致油缸被拉长。本实施例采用8.8级的M56双头螺栓4，其抗拉强度为400N/mm²，单根双头螺栓4拉力750.0KN，14根双头螺栓4总拉力10500.0KN。当铰接油缸被拉到130mm时，双头螺栓4受力，盾尾2受到的拉力增大，盾尾2脱困。盾构机向前掘进一段距离，待铰接油缸能将盾尾2收回，整个脱困过程结束。

本实用新型的盾尾防困脱困装置，具有以下有益效果：

1.相比原有的焊接钢板方式，本实用新型的盾尾防困脱困装置能够预先加工，在盾构机组装前焊接支座3，焊接过程简单，焊缝质量能达到较高要求，双头螺栓4和调节螺母5装配方便，装配过程简单且安全。当盾尾2卡住时能快速反应，拉动盾尾2使盾尾2脱困。

2.采用本实用新型的盾尾防困脱困装置，可根据铰接油缸的最大行程，通过拧动调节螺母5以调整两个调节螺母5之间的距离，从而确定双头螺栓4的有效长度。当铰接油缸还未拉到设定的最大长度时，调节螺母5的端面抵接于相邻的支座3使得双头螺栓4受力，可增大中盾1与盾尾2间拉力，拉动盾尾2，防止盾尾2被困。盾构机在特殊地层中推进时、或长时间停机盾尾2受困严重时，锁紧每组螺栓，不仅能均匀受力拉动盾尾2使之脱困，还能使盾尾2适应隧道轴线。

3.当盾构机转弯或姿态不良时，每个铰接油缸被拉伸的长度不同，此时，可以通过调节每个铰接油缸旁相应的调节螺母5的松紧度来改变调节螺母5与支座3之间的距离，以适应相应的铰接油缸的长度，盾尾2的拉长范围可调，使得脱困时盾尾2各处均匀受力，因而能适应盾尾2的姿态转变，脱困过程盾尾2姿态可控。

4.本实用新型的盾尾防困脱困装置结构简单，方便装拆，可以重复使用，减少因卡盾带来的施工损失，所以其经济效益可观。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盾尾防困脱困装置，用于盾构机，所述盾构机包括通过铰接油缸彼此连接的中盾(1)和盾尾(2)，其特征在于，

所述盾尾防困脱困装置包括分别设置于所述中盾(1)和所述盾尾(2)上的两个支座(3)，每个所述支座(3)设有容纳腔；

所述盾尾防困脱困装置还包括活动穿过所述容纳腔以架设于两个所述支座(3)上的双头螺栓(4)，所述双头螺栓(4)两端的螺纹段(40)分别超出相应的所述支座(3)，两个所述螺纹段(40)上分别拧设有松紧度可调的调节螺母(5)，两个所述支座(3)位于两个所述调节螺母(5)之间；

当相应的铰接油缸未被拉长时，至少其中一个所述调节螺母(5)与相邻的所述支座(3)之间相隔预设距离；

当相应的铰接油缸被拉长到预定长度时，两个所述调节螺母(5)分别抵接于相邻的所述支座(3)使得所述双头螺栓(4)受力以拉动盾尾(2)。

2.根据权利要求1所述的盾尾防困脱困装置，其特征在于，两个所述调节螺母(5)相互正对的端面之间的距离小于铰接油缸被拉长的最大行程。

3.根据权利要求1所述的盾尾防困脱困装置，其特征在于，所述支座(3)包括基部(30)和自所述基部(30)两侧分别延伸的延伸部(31)，所述延伸部(31)上连接有用于防止所述双头螺栓(4)掉落的限位件，所述基部(30)、所述延伸部(31)和所述限位件共同围成所述容纳腔。

4.根据权利要求3所述的盾尾防困脱困装置，其特征在于，所述延伸部(31)上开设有通孔(310)，所述限位件为装设于所述通孔(310)内的固定螺栓(6)。

5.根据权利要求4所述的盾尾防困脱困装置，其特征在于，所述固定螺栓(6)的头部抵接于其中一个所述延伸部(31)的外侧壁，所述固定螺栓(6)的螺杆穿过两个所述延伸部(31)上的所述通孔(310)，且所述螺杆的末端锁止有固定螺母(7)，所述固定螺母(7)的端面抵接于另一个所述延伸部(31)的外侧壁。

6.根据权利要求3所述的盾尾防困脱困装置，其特征在于，所述延伸部(31)上开设有通孔(310)，所述限位件为装设于所述通孔(310)内的销轴。

7.根据权利要求3所述的盾尾防困脱困装置，其特征在于，所述基部(30)、所述延伸部(31)和所述限位件一体成型，所述容纳腔为开设于所述支座(3)上的孔。

8.根据权利要求1所述的盾尾防困脱困装置，其特征在于，每个所述螺纹段(40)上于远离所述支座(3)的一侧还分别拧设有与所述调节螺母(5)相互抵紧的防松螺母(8)。

9.根据权利要求1所述的盾尾防困脱困装置，其特征在于，两个所述支座(3)分别焊接固定于所述中盾(1)和所述盾尾(2)。

10.根据权利要求1所述的盾尾防困脱困装置，其特征在于，所述盾尾防困脱困装置设置于铰接油缸旁，且所述盾尾防困脱困装置的数量与铰接油缸的数量相同。