CN215927399U

CN215927399U - 一种滑板式tbm步进装置

Info

Publication number: CN215927399U
Application number: CN202122527058.XU
Authority: CN
Inventors: 张帆舸; 黄昌富; 姚铁军; 李少华; 李安云; 康元锋; 任杨; 岳粹洲
Original assignee: China Railway 15th Bureau Group Co Ltd
Current assignee: China Railway 15th Bureau Group Co Ltd
Priority date: 2021-10-20
Filing date: 2021-10-20
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2031-10-20

Abstract

本实用新型公开了一种滑板式TBM步进装置，包括相互连接的弧形滑动支架和撑靴滑行支架，以及设置在两者上方的TBM主机；弧形滑动支架包括下滑板，下滑板的两侧自内向外依次设置有斜坡块和顶升油缸组，下滑板的上方对应设置有与其滑动配合的上滑板，各斜坡块的后端分别设置有一指向前端的步进推力油缸；撑靴滑行支架包括布置于两侧的滚道板以及移动走行在滚道板上的滚动步进支架；TBM主机的前部设置在滚动步进支架上，TBM主机的中部经撑靴支撑设置在撑靴滑行支架上，TBM主机的尾部具有可升降式的尾部支撑靴。本实用新型的优点是：装置结构简单，步进时主推进油缸无需随动，对油缸及主大梁滑道均无磨损，延长了油缸与滑道的使用寿命，确保油缸内部无污染。

Description

一种滑板式TBM步进装置

技术领域

本实用新型涉及隧道施工装置，具体涉及一种滑板式TBM步进装置。

背景技术

TBM（Tunnel Boring Machine）是指全断面岩石隧道掘进机，一般分为敞开式和护盾式两种，其中，敞开式TBM能利用自身支撑机构撑紧洞壁为刀盘提供足够的向前推进力和扭矩，特别适用于硬岩隧道，加之其能实现掘进、支护、出渣等并行连续作业的特点，在复杂地形深埋长隧道的施工中比钻爆法更具优势，近年来正逐渐应用于矿山、铁路、公路、水利水电等领域的隧道建设中。

我国现阶段长大隧道的施工逐渐开始采用传统方法如综掘法、钻爆法和先进的TBM法相结合的施工方法，依据地质条件合理划分不同的施工区段，这就造成很多情况下，TBM在组装完成之后需要利用步进装置穿越其它施工段，长距离步进进硐至始发硐室之后才能开始掘进。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种滑板式TBM步进装置，该TBM步进装置通过将弧形滑动支架与撑靴滑行支架组合使用，在步进推力油缸顶推TBM主机时，顶升油缸组和后支撑油缸处于最小行程；在步进推力油缸完成第一回合行程需要缩回时，使顶升油缸组和后支撑油缸分别支顶TBM主机使其脱离上滑板，从而完成TBM主机的步进作业。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种滑板式TBM步进装置，其特征在于所述TBM步进装置包括相互连接的弧形滑动支架和撑靴滑行支架，以及设置在两者上方的TBM主机；所述弧形滑动支架包括下滑板，所述下滑板的两侧自内向外依次设置有斜坡块和顶升油缸组，所述下滑板的上方对应设置有与其滑动配合的上滑板，各所述斜坡块的后端分别设置有一指向前端的步进推力油缸；所述撑靴滑行支架包括布置于两侧的滚道板以及移动走行在所述滚道板上的滚动步进支架；所述TBM主机的前部设置在所述滚动步进支架上，所述TBM主机的中部经撑靴支撑设置在所述撑靴滑行支架上，所述TBM主机的尾部具有可升降式的尾部支撑靴。

所述TBM主机的前部贴合设置在所述上滑板上，所述步进推力油缸的后端铰接固定在所述斜坡块上，所述步进推力油缸的前端同所述TBM主机下表面铰接固定。

两侧的所述顶升油缸组的上端具有支撑板，所述支撑板的形状对应于所述TBM主机的前部外壁面形状。

所述上滑板与所述下滑板之间设置有耐磨铜板。

所述弧形滑动支架与所述撑靴滑行支架之间设置有两根连接拉杆，所述连接拉杆的一端同所述弧形滑动支架的所述斜坡块尾端铰接、另一端同所述撑靴滑行支架的所述滚道板前端铰接。

所述尾部支撑靴竖向设置并由一后支撑油缸驱动升降。

本实用新型的优点是：装置结构简单，步进时主推进油缸无需随动，对油缸及主大梁滑道均无磨损，延长了油缸与滑道的使用寿命，确保油缸内部无污染；滚动轮行走步进克服了以往鞍架运动与推进油缸随动的摩擦阻力，降低了功耗，使步进效率提高了 30%以上。

附图说明

图1为本实用新型中弧形滑动支架和撑靴滑行支架的示意图；

图2为本实用新型中滑板式TBM步进装置的工作第一步示意图；

图3为本实用新型中滑板式TBM步进装置的工作第二步示意图；

图4为本实用新型中滑板式TBM步进装置的工作第三步示意图；

图5为本实用新型中滑板式TBM步进装置的工作第四步示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-5，图中各标记分别为：弧形滑动支架1、撑靴滑行支架2、上滑板3、斜坡块4、下滑板5、顶升油缸组6、支撑板7、步进推力油缸8、连接拉杆9、滚道板10、滚动步进支架11、TBM主机12、撑靴13、后支撑油缸14、尾部支撑靴15。

实施例：如图1-5所示，本实施例具体涉及一种滑板式TBM步进装置，该TBM步进装置主要包括相互连接的弧形滑动支架1和撑靴滑行支架2，以及设置在两者上方的TBM主机12，通过利用弧形滑动支架1上的步进推力油缸8来推动TBM主机12在弧形滑动支架1上滑移，并当步进推力油缸8需要收缩复位时，利用弧形滑动支架1上的顶升油缸组6支撑TBM主机12，利用TBM主机12后方的后支撑油缸14驱动尾部支撑靴15支顶于地面。

如图1、2所示，弧形滑动支架1包括下滑板5，下滑板5的上方对应设置有可与之滑动配合的上滑板3，为了提高滑板的使用寿命，在上滑板3与下滑板5之间设有耐磨铜板以降低摩擦阻力系数（因角度问题，附图1中未示出），在下滑板5的两侧分别设置有斜坡块4，斜坡块4的斜面同两块滑板之间搭接，以构成整体呈弧形的滑动支撑面，便于容置TBM主机12；在各斜坡块4上沿纵向设置有步进推力油缸8，步进推力油缸8的后端铰接固定在斜坡块4的上表面，步进推力油缸8的前端则同TBM主机12的下表面铰接固定，在TBM主机12贴合设置在上滑板3上的时候，在步进推力油缸8的伸展驱动下，TBM主机12可以向前滑动。此外，在两侧的斜坡块4的外侧，还分别设置有顶升油缸组6，通过顶升油缸组6可以实现对TBM主机12的支撑抬升，需要说明的是，在顶升油缸组6上设置有支撑板7，支撑板7具有一定的面积且呈倾斜设置，其形状对应于TBM主机12前部的外壁面形状。

如图1、2所示，撑靴滑行支架2包括布置于两侧的滚道板10以及可移动走行在其上的滚动步行支架11，滚动步行支架11的主体采用架体立柱并结合剪刀斜拉支撑从而增加支架的稳定性，在滚动步行支架11的底部设置有若干组走行轮以便于在滚道板10上走行。

如图1、2所示，在弧形滑动支架1与撑靴滑行支架2两者之间，利用连接拉杆9进行连接，即两侧各设一根，连接拉杆9一端同斜坡块9的后端面铰接、另一端同滚道板10的前端面铰接。

如图1、2所示，TBM主机12架设在弧形滑动支架1和撑靴滑行支架2的上方，具体的，在初始状态下，TBM主机12的前部贴合设置在弧形滑动支架1的上滑板3上，TBM主机12的中部经撑靴13支撑设置撑靴滑行支架2上（即滚动步行支架11上），而TBM主机12的尾部则通过可升降式的尾部支撑靴15支撑在地面上。

如图1-5所示，本实施例中滑板式TBM步进装置在明槽段步进的方法包括以下步骤：

（1）如图1、2所示，在初始状态下，TBM主机12上的后支撑油缸14收回并处于抬离地面的状态，前部的顶升油缸组6也处于收起状态，TBM主机12贴合设置在上滑板3上，且步进推力油缸8处于收回状态下的最小行程。

（2）如图1、3所示，步进推力油缸8向前顶升并带动TBM主机12在上滑板3上滑行，TBM主机12中部撑靴13所连接的滚动步行支架11在滚道板10上随动走行，待步进推力油缸8向前顶升达到2m最大行程后，步进推力油缸8停止动作。

（3）如图1、4所示，TBM主机12的前部机头在顶升油缸组6的顶升下抬起机头并同上滑板3之间脱离接触，与此同时，控制TBM主机12后部的后支撑油缸14驱动尾部支撑靴15支顶于地面，从而对TBM主机12形成稳定的支撑，以使TBM主机12前部的弧形滑动支架1不受压以及中部的滚道板10不受压，之后回缩步进推力油缸8使其完全缩回到最前端，需要说明的是，由于步进推力油缸8的前端是同TBM主机12下表面铰接的，因此在其缩回过程中，也将会带动斜坡块4、下滑板5向前移动，并通过连接拉杆9带动滚道板10向前移动。

（4）如图1、5所示，控制顶升油缸组6缩回以使TBM主机12的前部重新同上滑板3之间贴紧接触，控制TBM主机12后部的后支撑油缸14向上缩回以使尾部支撑靴15抬离地面。

（5）重复步骤（2）-（4），进行下一个循环步进。如此往复，直至步进至目标地点。

由于步进时，整个TBM主机12都在钢板（上滑板3）上滑动，为减小TBM主机12与钢板之间的滑动摩擦力，采取以下两个措施：

1） TBM主机12机头架的底部支撑面（与钢板配合面）采用机加工，保证下表面平整度与光洁度，同时加工一些油槽储油，以便于步进时通过油槽加润滑油，在滑动面之间形成极压润滑，减小下支撑与钢板之间的摩擦力。

2）由于后支撑架辅助提供反向作用力，为增大摩擦力，在后支撑底部安装聚氨酯板，以增大滑动时的摩擦阻力。

Claims

1.一种滑板式TBM步进装置，其特征在于所述TBM步进装置包括相互连接的弧形滑动支架和撑靴滑行支架，以及设置在两者上方的TBM主机；所述弧形滑动支架包括下滑板，所述下滑板的两侧自内向外依次设置有斜坡块和顶升油缸组，所述下滑板的上方对应设置有与其滑动配合的上滑板，各所述斜坡块的后端分别设置有一指向前端的步进推力油缸；所述撑靴滑行支架包括布置于两侧的滚道板以及移动走行在所述滚道板上的滚动步进支架；所述TBM主机的前部设置在所述滚动步进支架上，所述TBM主机的中部经撑靴支撑设置在所述撑靴滑行支架上，所述TBM主机的尾部具有可升降式的尾部支撑靴。

2.根据权利要求1所述的一种滑板式TBM步进装置，其特征在于所述TBM主机的前部贴合设置在所述上滑板上，所述步进推力油缸的后端铰接固定在所述斜坡块上，所述步进推力油缸的前端同所述TBM主机下表面铰接固定。

3.根据权利要求1所述的一种滑板式TBM步进装置，其特征在于两侧的所述顶升油缸组的上端具有支撑板，所述支撑板的形状对应于所述TBM主机的前部外壁面形状。

4.根据权利要求1所述的一种滑板式TBM步进装置，其特征在于所述上滑板与所述下滑板之间设置有耐磨铜板。

5.根据权利要求1所述的一种滑板式TBM步进装置，其特征在于所述弧形滑动支架与所述撑靴滑行支架之间设置有两根连接拉杆，所述连接拉杆的一端同所述弧形滑动支架的所述斜坡块尾端铰接、另一端同所述撑靴滑行支架的所述滚道板前端铰接。

6.根据权利要求1所述的一种滑板式TBM步进装置，其特征在于所述尾部支撑靴竖向设置并由一后支撑油缸驱动升降。