CN217055173U - 子母掘进机 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种子母掘进机，包括母机和至少两个子机，母机包括由其前端向后端依次设置的母机刀盘、母机盾体、管节组件和顶管推进装置，管节组件包括多环管节，顶管推进装置用于顶推管节组件。子机包括子机盾体以及位于子机盾体前端的子机刀盘，子机刀盘的盘面能与母机刀盘的盘面位于同一平面内。子机盾体设在母机盾体内并与母机盾体能拆卸地连接，在子机盾体内还设有子机推进装置和管片拼装机，在管节组件内设有能拆卸的反力架，管片拼装机能在反力架和子机推进装置之间拼装管片。本实用新型能有效解决现有车站矿山明挖法施工占地大，车站施工与正线隧道施工不连续以及施工成本较高的问题。

Description

子母掘进机

技术领域

本实用新型是关于掘进技术领域，尤其涉及一种子母掘进机。

背景技术

车站开挖一般采用矿山法人工/机械开挖(明挖/暗挖)，在这个过程中，会占用较大的地面(道路/设施)资源，影响正常城市交通，同时，车站开挖一般与正线隧道开挖不能连续进行，一定程度上制约了项目的正常施工。故如何减少车站人工开挖，提高机械化水平；同时将车站与正线隧道开挖连续施工掘进，提高施工综合效率，并降低施工成本，成为目前亟需解决的问题。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种子母掘进机，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种子母掘进机，能有效解决现有车站矿山明挖法施工占地大，车站施工与正线隧道施工不连续以及施工成本较高的问题。

本实用新型的目的是这样实现的，一种子母掘进机，包括母机和至少两个子机；母机包括由其前端向后端依次设置的母机刀盘、母机盾体、管节组件和顶管推进装置，管节组件包括多环管节，顶管推进装置用于顶推管节组件；子机包括子机盾体以及位于子机盾体前端的子机刀盘，子机刀盘的盘面能与母机刀盘的盘面位于同一平面内；子机盾体设在母机盾体内并与母机盾体能拆卸地连接，在子机盾体内还设有子机推进装置和管片拼装机，在管节组件内设有能拆卸的反力架，管片拼装机能在反力架和子机推进装置之间拼装管片。

在本实用新型的一较佳实施方式中，顶管推进装置包括顺序放置的顶铁、主顶油缸和后靠，顶铁顶靠在管节组件上，主顶油缸的两端分别顶抵在顶铁和后靠上。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在管片和管节组件之间的间隔区域底部还设有能拆卸的始发托架，始发托架靠近反力架设置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，子机盾体通过连接装置与母机盾体固接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，母机刀盘上设有母机切削装置，在母机盾体内还设有母机驱动装置，母机驱动装置用于驱动母机切削装置动作。

在本实用新型的一较佳实施方式中，子机刀盘上设有子机切削装置，在子机盾体内还设有子机驱动装置，子机驱动装置用于驱动子机切削装置动作。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在子机盾体内固设有出渣装置，子机盾体的前端与子机刀盘之间留有间隙，出渣装置的进渣口伸入间隙内。

在本实用新型的一较佳实施方式中，出渣装置为螺旋输送机或皮带输送机。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在母机盾体内固设有母机密封装置，母机密封装置靠近母机刀盘设置，且母机密封装置能与子机盾体的外壁滑动密封接触。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在子机盾体的前端设有能拆卸的子机切口环，用于遮挡间隙。

由上所述，本实用新型中的子母掘进机，先子母机一起采用顶管法进行车站开挖，再子机脱壳采用盾构法进行正线隧道开挖，不仅实现了车站与正线隧道的连续施工掘进，提高了施工效率；而且采用顶管法进行车站施工，能够实现车站机械式开挖，减少人工施工作业量，提高机械化水平，减小施工占地，减小道路占用，提高车站施工机械化水平；由于车站的长度一般相对较短，在短距离车站开挖中采用顶管法开挖施工效率更高，且施工成本更低。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型提供的子母掘进机的结构图一，此时子母掘进机处于第一阶段：子母机顶管法开挖车站。

图2：为本实用新型提供的子母掘进机的结构图二，此时子母掘进机处于第二阶段：子母机完成车站开挖，准备子机始发。

图3：为本实用新型提供的子母掘进机的结构图三，此时子母掘进机处于第三阶段：子机完成始发准备，脱离母机始发。

图4：为本实用新型提供的子母掘进机的结构图四，此时子母掘进机处于第四阶段：子机脱离母机正常盾构法隧道施工。

图5：为图1的左视图。

图6：为本实用新型提供的子母掘进机完成车站开挖后车站中管节组件的断面图。

图7：为本实用新型提供的子母掘进机完成双线隧道开挖后左右隧道中管片的断面图。

图8：为本实用新型提供的子母掘进机完成车站开挖和双线隧道开挖后车站中管节组件以及左右隧道中管片的断面图。

附图标号说明：

1、母机；11、母机刀盘；111、第一母机切削装置；112、第二母机切削装置；113、第三母机切削装置；114、第四母机切削装置；12、母机驱动装置；13、母机盾体；14、管节组件；141、管节；15、顶管推进装置；151、顶铁；152、主顶油缸；153、后靠；16、母机密封装置；

2、子机；21、子机刀盘；22、子机驱动装置；23、子机盾体；231、子机切口环；24、子机推进装置；25、管片拼装机；26、反力架；27、管片；28、始发托架；29、出渣装置；

3、连接装置。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1至图8所示，本实施例提供一种子母掘进机，包括母机1和至少两个子机2；母机1包括由其前端向后端依次设置的母机刀盘11、母机盾体13、管节组件14和顶管推进装置15，管节组件14包括多环管节141，顶管推进装置15用于顶推管节组件14；子机2包括子机盾体23以及位于子机盾体23前端的子机刀盘21，子机刀盘21的盘面能与母机刀盘11的盘面位于同一平面内；子机盾体23设在母机盾体13内并与母机盾体13能拆卸地连接，在子机盾体23内还设有子机推进装置24和管片拼装机25，在管节组件14内设有能拆卸的反力架26(反力架26位于子机盾体23的后端)，管片拼装机25能在反力架26和子机推进装置24之间拼装管片27。

施工时，子机盾体23和母机盾体13先固定在一起，利用顶管推进装置15顶推管节组件14实现子母机一起向前掘进，在掘进过程中不断增加管节141的数量，实现车站的开挖；之后子机盾体23和母机盾体13的固定解除，安装反力架26，拼接部分管片27，利用子机推进装置24推进管片27实现子机2单独向前掘进；在子机2脱离母机1后进行独立的正线隧道施工掘进，且各子机2对各线隧道也是相对独立的施工掘进。

由此，本实施例中的子母掘进机，先子母机一起采用顶管法进行车站开挖，再子机2脱壳采用盾构法进行正线隧道开挖，不仅实现了车站与正线隧道的连续施工掘进，提高了施工效率；而且采用顶管法进行车站施工，能够实现车站机械式开挖，减少人工施工作业量，提高机械化水平，减小施工占地，减小道路占用，提高车站施工机械化水平；由于车站的长度一般相对较短，在短距离车站开挖中采用顶管法开挖施工效率更高，且施工成本更低。

在具体实现方式中，如图1所示，顶管推进装置15包括顺序放置的顶铁151、主顶油缸152和后靠153，顶铁151顶靠在管节组件14上，主顶油缸152的两端分别顶抵在顶铁151和后靠153上。

整个管节组件14作为车站衬砌结构，同时为子母机向前掘进提供支撑；顶铁151作用于管节141后，主顶油缸152用来为子母机向前掘进提供动力，后靠153为子母机向前掘进提供反力。由于各节管节141均为整环结构，无需现场拼管片操作，利用顶管推进装置15推动各整环管节141移动，便可推动子母机不断向前掘进。一般顶铁151采用环形结构，主顶油缸152包括周向间隔排布的多个油缸，以作用于顶铁151上。

参照图2，在管片27和管节组件14之间的间隔区域底部还设有能拆卸的始发托架28，始发托架28靠近反力架26设置。

上述的管片27作为正线隧道衬砌结构，同时为子机2向前掘进提供支撑；始发托架28用来支撑子机2进行始发，反力架26为子机2向前掘进提供反力，子机2向前掘进是由子机推进装置24提供动力的。施工时，子机2拼装机对多块管片27进行拼装，将多块管片27拼装成整环并不断逐环拼装，形成的筒状管片组件的外径小于管节组件14的内径，两者之间具有一定间隔，该始发托架28安装在该间隔区域(环形区域)的底部；子机推进装置24可以采用推进油缸，其固设在子机盾体23内，且其活塞杆能顶推在已拼好的管片27上。

进一步地，如图1所示，子机盾体23通过连接装置3与母机盾体13固接，该连接装置3例如可以采用螺栓，数量可以为多个。在车站顶管法开挖时，利用连接装置3可以将母机1和子机2固定在一起，作为一体式顶管机进行掘进施工；待车站完成后，将连接装置3去除，母机1和子机2脱开，可以进行后续子机2盾构法车站施工。

参照图1和图5，母机刀盘11上设有母机切削装置，在母机盾体13内还设有母机驱动装置12，母机驱动装置12用于驱动母机切削装置动作。子机刀盘21上设有子机切削装置，在子机盾体23内还设有子机驱动装置22，子机驱动装置22用于驱动子机切削装置动作。

可以理解，在母机刀盘11上会开设有至少两个安装孔，安装孔的数量与子机2的数量相同，子机刀盘21能穿设在对应的安装孔内，以保证子机刀盘21的盘面能与母机刀盘11的盘面位于同一平面内；在子机2始发后，由相应的安装孔向前穿出，以与母机1脱离。

对于上述子机2的数量可以根据所需开挖隧道的数量而定，例如需要开挖双线隧道时，子机2的数量为两个且并排布置。对于车站的断面形状可以为圆形，也可以为矩形，或者为其他形状，如梯形、多圆组合形等。

例如所需开挖车站的断面为矩形，子机2的数量为两个时，参照图5，母机刀盘11的断面也采用矩形，在母机刀盘11上设有第一母机切削装置111、第二母机切削装置112、第三母机切削装置113和第四母机切削装置114共四种母机切削装置。第一母机切削装置111为环形结构且数量与子机2的数量相同，该环形结构的内环孔构成上述的安装孔，子机刀盘21为圆形结构并穿设在该第一母机切削装置111内；第二母机切削装置112包括八个刀具，并对称均布在整个母机刀盘11的四个边角处；第三母机切削装置113包括四个刀具，并上下对称均布在两个第一母机切削装置111之间的区域；第四母机切削装置114包括两个圆形结构，并上下对称分布在两个第一母机切削装置111之间。子母机一起掘进开挖车站时，这四种母机切削装置以及子机切削装置共同配合旋转切削掌子面实现，利用第二母机切削装置112、第三母机切削装置113和第四母机切削装置114可以开挖第一母机切削装置111和子机切削装置开挖不到的边角位置(也即进行非圆形区域的盲区开挖)，进而开挖出完整的矩形车站断面。

当然，母机刀盘11的形状以及母机切削装置的数量和布置并不局限于图5中的方式，也可以根据实际车站断面形状和需要相应调整，只要能够完成车站断面的开挖即可，以更符合实际车站/站台结构，本实施例仅为举例说明。相适应的，上述的母机驱动装置12可以包括一个或多个驱动机构，以同时或分别驱动各母机切削装置。

进一步地，为了便于在开挖时进行出渣，在子机盾体23内固设有出渣装置29，子机盾体23的前端与子机刀盘21之间留有间隙，出渣装置29的进渣口伸入间隙内。子母机一起开挖车站时，渣土输出由该出渣装置29实现，同时子机2单独开挖隧道时的渣土输出也由该出渣装置29实现。该出渣装置29可以采用螺旋输送机或皮带输送机。

当然，在一可行的例子中，母机1和子机2也可以均有独立的出渣装置，以实现各自的出渣。

优选地，在母机盾体13内固设有母机密封装置16，母机密封装置16靠近母机刀盘11设置，且母机密封装置16能与子机盾体23的外壁滑动密封接触。该密封装置主要用来保证子机2与母机1之间的可靠密封，防止掌子面渣/水进入子母机内部，涌砂涌水。

进一步地，在子机盾体23的前端设有能拆卸的子机切口环231，用于遮挡上述的间隙。在车站完成开挖后，再安装该子机切口环231，以保证子机2开挖的渣土顺利进入出渣装置29。

另外，根据需要，子母掘进机还会配有相应的流体系统、液压系统、电气系统，也可配置铰接系统等。

进一步地，以所需开挖车站的断面为矩形，所开挖隧道为圆形断面，子机2的数量为两个，采用图1至图5中示出的子母掘进机的结构为例，整个子母掘进机的施工方法具体如下：

第一阶段：参照图1和图6，主要为顶管法车站施工，此时母机1和子机2通过连接装置3固连在一起，设置好顶铁151、主顶油缸152和后靠153，通过顶进管节141实现子母机一起向前掘进，渣土输出通过子机2内的出渣装置29实现；此时为了正常的子母机掘进开挖，不影响渣土切削、流动，子机切口环231是拆除状态。

第二阶段：参照图2，子母机完成车站开挖，停止掘进，解除母机1和子机2之间的连接装置3，安装子机切口环231，同时设置始发托架28和反力架26，做好子机2始发准备。

第三阶段：参照图3，子机2具备始发条件后(始发托架28、反力架26完成设置)，通过子机推进装置24推进管片27实现子机2向前掘进(管片27作用在反力架26上，子机2支撑在始发托架28上)，渣土输出通过子机2内的出渣装置29实现，管片27的拼装通过管片拼装机25实现。此时母机密封装置16仍起密封作用，保证母机1与子机2之间的密封可靠；必要的，还可以根据需要在子机2完全脱开母机1前，在正线隧道入口设置独立的子机密封装置。

第四阶段：参照图4和图7，子机2脱离母机1，进行独立的正线隧道施工掘进，且开挖左右线隧道的两个子机2也是相对独立的施工掘进。

以上仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种子母掘进机，其特征在于，包括母机和至少两个子机；所述母机包括由其前端向后端依次设置的母机刀盘、母机盾体、管节组件和顶管推进装置，所述管节组件包括多环管节，所述顶管推进装置用于顶推所述管节组件；

所述子机包括子机盾体以及位于所述子机盾体前端的子机刀盘，所述子机刀盘的盘面能与所述母机刀盘的盘面位于同一平面内；所述子机盾体设在所述母机盾体内并与所述母机盾体能拆卸地连接，在所述子机盾体内还设有子机推进装置和管片拼装机，在所述管节组件内设有能拆卸的反力架，所述管片拼装机能在所述反力架和所述子机推进装置之间拼装管片。

2.如权利要求1所述的子母掘进机，其特征在于，

所述顶管推进装置包括顺序放置的顶铁、主顶油缸和后靠，所述顶铁顶靠在所述管节组件上，所述主顶油缸的两端分别顶抵在所述顶铁和所述后靠上。

3.如权利要求1所述的子母掘进机，其特征在于，

在所述管片和所述管节组件之间的间隔区域底部还设有能拆卸的始发托架，所述始发托架靠近所述反力架设置。

4.如权利要求1所述的子母掘进机，其特征在于，

所述子机盾体通过连接装置与所述母机盾体固接。

5.如权利要求1所述的子母掘进机，其特征在于，

所述母机刀盘上设有母机切削装置，在所述母机盾体内还设有母机驱动装置，所述母机驱动装置用于驱动所述母机切削装置动作。

6.如权利要求1所述的子母掘进机，其特征在于，

所述子机刀盘上设有子机切削装置，在所述子机盾体内还设有子机驱动装置，所述子机驱动装置用于驱动所述子机切削装置动作。

7.如权利要求1所述的子母掘进机，其特征在于，

在所述子机盾体内固设有出渣装置，所述子机盾体的前端与所述子机刀盘之间留有间隙，所述出渣装置的进渣口伸入所述间隙内。

8.如权利要求7所述的子母掘进机，其特征在于，

所述出渣装置为螺旋输送机或皮带输送机。

9.如权利要求7所述的子母掘进机，其特征在于，

在所述母机盾体内固设有母机密封装置，所述母机密封装置靠近所述母机刀盘设置，且所述母机密封装置能与所述子机盾体的外壁滑动密封接触。

10.如权利要求7所述的子母掘进机，其特征在于，

在所述子机盾体的前端设有能拆卸的子机切口环，用于遮挡所述间隙。

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