CN209976547U - 一种小直径隧道掘进机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小直径隧道掘进机，包括TBM后支撑，TBM后支撑上设有后支撑托架，还包括中段具有下凹结构、用于设置施工设备的连接桥，连接桥的一端移动设置于后支撑托架，连接桥的另一端的底部设有滑动件，且滑动件底部配合设置有用于移动的轨道，以使连接桥整体可移动设置。本申请连接桥整体能够相对于TBM后支撑进行移动，连接桥为具有下凹的结构，能够用于承载混凝土喷射系统等施工设备，设置在TBM后支撑上的连接桥具有可移动性，能够实现对上述施工设备的承载和移动，由于其下凹的结构，也能够实现扩大施工空间的目的。

Description

一种小直径隧道掘进机

技术领域

本实用新型涉及隧道掘进技术领域，更具体地说，涉及一种小直径隧道掘进机。

背景技术

敞开式硬岩隧道掘进机，简称敞开式TBM，是一种能够适应复杂地层，并高度集成了机、电、液、光、控制以及材料等多学科技术于一体的高端隧道施工装备。

敞开式TBM一般在后支撑与后配套拖车之间设计有连接桥，也称设备桥，连接桥提供了液压泵站、除尘系统、电控柜、物料运输系统等设备的安装位置，同时也提供了铺轨或铺设仰拱块的作业空间。

对于开挖直径小于5米的敞开式TBM，由于空间限制，其一般在连接桥前部设计有直接在洞壁底部滑动的滑车钢结构，以便在滑车上搭载可实现覆盖环向240°以上喷混范围的混凝土喷射装置，同时滑车上还布置有后配套皮带机、除尘及通风管道。滑车一般由多根钢管和型钢焊接而成，其底部表面焊接有耐磨钢板的钢管主要起滑动支撑作用。

在TBM施工需要安装钢筋排支护、钢拱架拼装器、锚杆钻机、混凝土喷射装置等隧道初次支护系统，而钢拱架拼装支护一般在TBM的护盾区域之后设置，因此滑车会面临如何越过隧道中已拼装锚固的钢拱架的问题，会带来滑车越过底部钢拱架不便的难题。

通常采取的解决措施包括：1、拆除底部钢拱架，使其形成缺口让滑车通过，但这样会造成支护作用失效，且耗费大量的人工，降低掘进效率；2、在钢拱架边缘设置斜坡，将滑车沿斜坡拖拽至钢拱架之上，以避免跨过钢拱架的过程，但是该过程中抬高了滑车的竖直高度，易使滑车前后连接销轴承受较大弯矩，导致异常磨损或失效且操作繁琐，且操作不当时易挤压已支护好的拱架，影响隧道支护强度。

综上所述，如何解决滑车的移动过程中与钢拱架干涉的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种小直径隧道掘进机，该小直径隧道掘进机能够解决TBM后配套结构与钢拱架干涉的问题，方便进行设置施工。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种小直径隧道掘进机，包括TBM后支撑，所述TBM后支撑上设有后支撑托架，还包括中段具有下凹结构、用于设置施工设备的连接桥，所述连接桥的一端移动设置于所述后支撑托架，所述连接桥的另一端的底部设有滑动件，且所述滑动件底部配合设置有用于移动的轨道，以使所述连接桥整体可移动设置。

优选的，所述连接桥的侧部设有用于泵站设备安装的固定平台，且所述固定平台上设有平台护栏。

优选的，所述固定平台具有与所述连接桥相同方向的、用于沿隧道轴向方向的延伸，以便所述物料运输。

优选的，所述连接桥的下凹结构上设置有可转动工作的混凝土喷射系统，以扩大所述混凝土喷射系统的可转动喷射范围。

优选的，所述连接桥至少包括滑动设于所述TBM后支撑上的连接桥一段、滑动设于所述轨道上的连接桥三段和连接所述连接桥一段、所述连接桥三段的连接桥二段，所述连接桥二段与所述连接桥一段、所述连接桥三段可拆卸的固定连接。

优选的，所述连接桥一段通过拖拉油缸连接于所述TBM后支撑，用于提供连接桥移动动力，所述连接桥一段还设有前端行走机构，所述前端行走机构可移动的设置在所述后支撑托架上。

优选的，所述连接桥三段的下部设有支撑腿，所述支撑腿的下部设有后端行走机构，所述后端行走机构设置于所述轨道上。

优选的，所述连接桥一段为具有至少两处弯折的弯折型连接件，所述连接桥二段为具有至少两处弯折的弯折型连接件，所述连接桥二段与所述连接桥一段连接形成几字形连接件。

优选的，所述连接桥二段与所述连接桥一段的连接处的外部设有用于连接二者的外连接板，且内部设有用于连接二者的内连接板；

所述连接桥二段与所述连接桥三段的连接处的外部设有用于连接二者的外连接板，且内部设有用于连接二者的内连接板；

所述外连接板、所述内连接板通过螺栓与对应的所述连接桥三段、所述连接桥二段、所述连接桥一段连接。

优选的，所述连接桥下部设有用于为实现渣料输送的皮带输送机，所述皮带输送机的输送方向沿所述连接桥的长度方向设置。

本申请提供的小直径隧道掘进机上，在TBM后支撑上设置可移动的连接桥，且连接桥的另一端设置在TBM后支撑另一侧的滑轨上，即也能够相对于TBM后支撑移动，从而使得连接桥整体能够相对于TBM后支撑进行移动，连接桥为具有下凹的结构，能够用于承载混凝土喷射系统等施工设备，设置在TBM后支撑上的后支撑托架上的连接桥，由于后支撑托架的作用具有可移动性，且能够避开与钢拱架的干涉，因而能够实现对上述施工设备的承载和移动，另外，由于其下凹的结构，也能够实现扩大施工空间的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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为本实用新型所提供的小直径隧道掘进机的连接桥的示意图；

图2为连接桥不同段的连接位置的示意图；

图3为本实用新型所提供的小直径隧道掘进机的连接桥设置位置的示意图；

图4为本实用新型所提供的小直径隧道掘进机的侧剖图；

图5为本实用新型所提供的小直径隧道掘进机的另一角度的侧剖图。

图1-5中附图标记为：

连接桥一段1、连接桥二段2、连接桥三段3、前端行走机构4、后端行走机构5、拖拉油缸6、支撑腿7、外连接板8、内连接板9、螺栓10、混凝土喷射系统11、皮带输送机12、平台护栏13、钢轨储存架14、铺轨吊机15、材料吊机16、通风除尘管17、连接桥30、TBM后支撑20、后支撑托架21、轨道22。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种小直径隧道掘进机，该小直径隧道掘进机能够解决TBM后配套结构与钢拱架干涉的问题，方便进行设置施工。

请参考图1至图5，图1为本实用新型所提供的小直径隧道掘进机的连接桥的示意图；图2为连接桥不同段的连接位置的示意图；图3为本实用新型所提供的小直径隧道掘进机的连接桥设置位置的示意图；图4为本实用新型所提供的小直径隧道掘进机的侧剖图；图5为本实用新型所提供的小直径隧道掘进机的另一角度的侧剖图。

本申请提供了一种小直径隧道掘进机，包括TBM后支撑20，TBM后支撑20上设有后支撑托架21，还包括中段具有下凹结构、用于设置施工设备的连接桥30，连接桥30的一端移动设置于后支撑托架21，连接桥30的另一端的底部设有滑动件，且所述滑动件底部配合设置有用于移动的轨道22，以使连接桥30整体可移动设置。

需要说明的是，隧道掘进机具有TBM后支撑20，为结构连接件，用于实现支撑，而TBM后支撑20通常直接踩在洞壁上，在TBM换步时提供支撑作用，TBM后支撑20上设置有后支撑托架21，后支撑托架21用于设置连接桥30。一般情况下，小开挖直径隧洞钢拱架的高度为80～150mm，将后支撑托架21设置为可以避开钢拱架的高度，可以使放置于其上的连接桥与钢拱架不发生干涉。

需要说明的是，连接桥30是一种承载装置，其作用在于承载施工设备，

为方便连接桥30的设置，后支撑托架21可以作为连接桥30的承载设备，仅仅用作纵向上支撑连接桥。

连接桥30可以用于的支撑施工设备包括混凝土喷射系统11等结构，混凝土喷射系统11是一种需要一定操作空间，并需要进行转动工作的设备，其在小直径隧道掘进机中占用空间较大，为方便将其设置在小直径隧道掘进机上，可以将承载其的设备设置为具有内凹的结构，即为本实施例中的连接桥30，连接桥30的中部具有下凹结构，将混凝土喷射系统11设置在下凹结构的上部，能够保证混凝土喷射系统11的上部空间较大，获得较大的转动和施工空间。

可选的，上述连接桥的下凹结构上也可以设置其他类型的施工设备，不限于上述混凝土喷射系统11。

连接桥30的一端移动设置在后支撑托架21上，另一端设置在轨道22上，两端均可以为滑动设置，可选的，连接桥的两端除了分别可移动设置在后支撑托架21和轨道22上，还可以转动设置。例如，连接桥30的一端可转动的设有端部件，端部件卡接设置在轨道22卡接槽内，从而使得连接桥30不会脱离轨道的同时，能够进行转动。

本申请提供的小直径隧道掘进机上，在TBM后支撑20上设置可移动的连接桥30，且连接桥30的另一端设置在TBM后支撑20另一侧的滑轨上，即也能够相对于TBM后支撑20移动，从而使得连接桥30整体能够相对于TBM后支撑20进行移动，连接桥30为具有下凹的结构，能够用于承载混凝土喷射系统11等施工设备，设置在TBM后支撑20上的后支撑托架21上的连接桥30，由于后支撑托架21的作用具有可移动性，且能够避开与钢拱架的干涉，因而能够实现对上述施工设备的承载和移动，另外，由于其下凹的结构，也能够实现扩大施工空间的目的。

在上述实施例的基础之上，连接桥的侧部设有用于泵站设备安装的固定平台，且固定平台上设有平台护栏13。连接桥30上设计有平台及护栏，以提供人员、物料运输通道及TBM配套设备安装空间。

在上述任意一个实施例的基础之上，固定平台具有与连接桥相同方向的延伸，以便物料运输。

在上述任意一个实施例的基础之上，连接桥的下凹结构上设置有可转动工作的混凝土喷射系统11，以扩大混凝土喷射系统11的可转动喷射范围。

上述实施例中明确说明连接桥30具有下凹结构，连接桥30可以为整体件，即一个整体横梁，其中部具有下凹的结构，这种设置方式整体性好，具有较好的连接强度。当然上述连接桥30也可以为分段式。

在上述任意一个实施例的基础之上，连接桥至少包括滑动设于TBM后支撑20上的连接桥一段1、滑动设于轨道22上的连接桥三段3和连接连接桥一段1、连接桥三段3的连接桥二段2，连接桥二段2与连接桥一段1、连接桥三段3可拆卸的固定连接。

由于隧道施工设备需要针对不同环境进行改造和调整，因此整体型的连接桥30可能具有不易改造、适应性低的问题，因此，本申请中提供了一种通过不同连接段连接形成的分段式、可拆卸的连接桥30，请参考图1，其中，连接桥30包括连接桥一段1、连接桥三段3和连接桥二段2，三者之间通过可拆卸的方式连接。

可选的，为增强上述三段的连接强度，保证施工过程中的稳定性，也可以将上述三段进行焊接连接。

上述连接桥一段1可以设置在后支撑托架21上，连接桥三段3设置在上述轨道22上，二者均分别实现可以移动的连接，且二者均与连接桥二段连接，达到形成整体连接桥30的目的。

由于连接桥30为承载件，用于承载施工设备，具有较大的重量和承载重量，因而为了方便连接桥30的移动，在本申请的一个具体实施例中，连接桥一段1通过拖拉油缸6连接于TBM后支撑20，用于提供连接桥移动动力，连接桥一段1还设有前端行走机构4，前端行走机构4可移动的设置在后支撑托架21上。

需要说明的是，连接桥一段1设置在后支撑托架21，且具有与TBM后支撑20侧部的、通过拖拉油缸6的连接，因而在拖拉油缸6进行伸缩时，连接桥一段1能够向TBM后支撑20施加作用力，由于TBM后支撑20是固定结构，因而连接桥一段1能够获得反力，以便带动整个连接桥30进行移动。

可选的，上述拖拉油缸6还可以为其他动力机构，本实施例提供增设动力机构的思路，并提供拖拉油缸6的具体实施方式，其他任何种类的动力机构均属于本申请的保护范围。

在上述实施例的基础之上，连接桥三段3的下部设有支撑腿7，支撑腿7的下部设有后端行走机构5，后端行走机构5设置于轨道22上。

可选的，连接桥三段3的支撑腿7为固定直杆，固定直杆的下端具有后端行走机构5，后端行走机构5为具有滚轮或履带的行走动力机构，能够实现主动或被动的带动连接桥三段3进行移动的操作。

优选地，考虑到提供铺轨所需的作业和起吊空间等问题，设置有后端行走机构5的连接桥30的部分为连接桥的后端部分，后端部分的高度相比起前端部分高，后端部分相对于前端部分需要升高，能够满足后端部分的位置能够满足铺轨设置。

在上述实施例的基础之上，连接桥一段1为具有至少两处弯折的弯折型连接件，连接桥二段2为具有至少两处弯折的弯折型连接件，连接桥二段2与连接桥一段1连接形成几字形连接件。

请参考附图，其中，连接桥一段1为Z形件，连接桥二段2也是Z形件，二者连接形成几字形，可以知道二者的折弯部是对称设置的。

整个连接桥30两端高于中间段，以便在连接桥二段2高度较底处布置混凝土喷射系统11等其他设备，需要注意的是，一般混凝土喷射覆盖角度需满足240°以上，因而连接桥30的下凹深度和角度需要与之配合。

在上述实施例的基础之上，连接桥二段2与连接桥一段1的连接处的外部设有用于连接二者的外连接板8，且内部设有用于连接二者的内连接板9；

连接桥二段2与连接桥三段3的连接处的外部设有用于连接二者的外连接板8，且内部设有用于连接二者的内连接板9；

外连接板8、内连接板9通过螺栓10与对应的连接桥三段3、连接桥二段2、连接桥一段1连接。

需要说明的是，连接桥30可以为管状连接件，其具有中空的内腔，因而连接桥三段3、连接桥二段2、连接桥一段1相应的也是管状连接件。在进行三者连接的过程中，为了保证稳定的连接，避免因承重导致损坏，可以在管状连接件的内部和外部均设置连接结构，即为上述外连接板8和内连接板9。可以知道，内、外连接板为连接件用于实现两个连接桥段的连接，内、外连接件与连接桥段的连接可以通过螺栓或粘合剂，或者通过焊接等方式实现。

在上述实施例的基础之上，连接桥下部设有用于为实现渣料输送的皮带输送机12，皮带输送机12的输送方向沿连接桥的长度方向设置。

可选的，上述皮带输送机还可以为螺旋输送机、步梯输送机等其他类型的输送机构。

可选的，可以将支撑腿7设置为较高的结构，使得连接桥三段3下方设计空间较大，可以设置为铺轨作业区域或仰拱块铺设区域，同时在该区域可以设置钢轨储存架14及铺轨吊机15。

本申请提供了一种取消TBM滑车设计的小直径隧道掘进机，在小直径隧道掘进机的TBM后支撑上设置托架，用于支撑连接桥30，连接30桥相对于TBM后支撑可移动设置，在连接桥30移动过程中能够避免与锚固的钢骨架产生干涉，避免造成反复的拆装问题。

连接桥一段1可以通过油缸连接于TBM后支撑，并利用前端行走机构4在后支撑托架21上行走，连接桥三段3采用支腿并连接轮式的后端行走机构5在已铺好的轨道上行走。

除了上述各个实施例中所提供的小直径隧道掘进机的主要结构和连接关系，该小直径隧道掘进机的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的小直径隧道掘进机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型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，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种小直径隧道掘进机，包括TBM后支撑(20)，所述TBM后支撑(20)上设有后支撑托架(21)，其特征在于，还包括中段具有下凹结构、用于设置施工设备的连接桥，所述连接桥的一端移动设置于所述后支撑托架(21)，所述连接桥的另一端的底部设有滑动件，且所述滑动件底部配合设置有用于移动的轨道(22)，以使所述连接桥整体可移动设置。

2.根据权利要求1所述的小直径隧道掘进机，其特征在于，所述连接桥的侧部设有用于泵站设备安装的固定平台，且所述固定平台上设有平台护栏(13)。

3.根据权利要求2所述的小直径隧道掘进机，其特征在于，所述固定平台具有与所述连接桥相同方向的、用于沿隧道轴向方向的延伸，以便物料运输。

4.根据权利要求1所述的小直径隧道掘进机，其特征在于，所述连接桥的下凹结构上设置有可转动工作的混凝土喷射系统(11)，以扩大所述混凝土喷射系统(11)的可转动喷射范围。

5.根据权利要求1至4任一项所述的小直径隧道掘进机，其特征在于，所述连接桥至少包括滑动设于所述TBM后支撑(20)上的连接桥一段(1)、滑动设于所述轨道(22)上的连接桥三段(3)和连接所述连接桥一段(1)、所述连接桥三段(3)的连接桥二段(2)，所述连接桥二段(2)与所述连接桥一段(1)、所述连接桥三段(3)可拆卸的固定连接。

6.根据权利要求5所述的小直径隧道掘进机，其特征在于，所述连接桥一段(1)通过拖拉油缸(6)连接于所述TBM后支撑(20)，用于提供连接桥移动动力，所述连接桥一段(1)还设有前端行走机构(4)，所述前端行走机构(4)可移动的设置在所述后支撑托架(21)上。

7.根据权利要求5所述的小直径隧道掘进机，其特征在于，所述连接桥三段(3)的下部设有支撑腿(7)，所述支撑腿(7)的下部设有后端行走机构(5)，所述后端行走机构(5)设置于所述轨道(22)上。

8.根据权利要求5所述的小直径隧道掘进机，其特征在于，所述连接桥一段(1)为具有至少两处弯折的弯折型连接件，所述连接桥二段(2)为具有至少两处弯折的弯折型连接件，所述连接桥二段(2)与所述连接桥一段(1)连接形成几字形连接件。

9.根据权利要求5所述的小直径隧道掘进机，其特征在于，所述连接桥二段(2)与所述连接桥一段(1)的连接处的外部设有用于连接二者的外连接板(8)，且内部设有用于连接二者的内连接板(9)；

所述连接桥二段(2)与所述连接桥三段(3)的连接处的外部设有用于连接二者的外连接板(8)，且内部设有用于连接二者的内连接板(9)；

所述外连接板(8)、所述内连接板(9)通过螺栓(10)与对应的所述连接桥三段(3)、所述连接桥二段(2)、所述连接桥一段(1)连接。

10.根据权利要求5所述的小直径隧道掘进机，其特征在于，所述连接桥下部设有用于为实现渣料输送的皮带输送机(12)，所述皮带输送机(12)的输送方向沿所述连接桥的长度方向设置。

Images