CN218816398U - 一种双模式隧道掘进机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双模式隧道掘进机，包括机架；护盾，设置在机架，护盾配置有泥浆循环系统；刀盘，设置在机架；刮渣板，可拆卸地设置在刀盘；螺旋机，设置在机架，螺旋机具有伸入和回缩两个状态，螺旋机处于伸入状态时，螺旋机与护盾连接，螺旋机处于回缩状态时，螺旋机与护盾分离；以及中心隔板，设置在刀盘，中心隔板具有打开和闭合两个工况。该双模式隧道掘进机可以采用泥水平衡模式和TBM模式两种掘进模式，实现不同的压力平衡方式和不同的排渣方式，并采用可伸缩的螺旋机、可开合的中心隔板作为闸门，可实现TBM模式与泥水模式之间的快速平稳切换，减少了在模式转换时安装拆除刀盘中心隔板、皮带机的工作量，提高了施工效率。

Description

一种双模式隧道掘进机

技术领域

本实用新型涉及盾构设备技术领域，特别涉及一种双模式隧道掘进机。

背景技术

现有的泥水敞开双模式隧道掘进机，其敞开模式下的出土装置一般为连续皮带机，敞开模式与泥水模式的切换需要进行中心隔板、安装皮带机的安装、拆除，工作量大，施工效率低，土仓压力不稳。

发明内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种双模式隧道掘进机，能够在长距离硬岩局部富水复杂地层快速、安全进行模式切换。

根据本实用新型第一方面实施例的双模式隧道掘进机，包括：

机架；

护盾，设置在所述机架，所述护盾配置有泥浆循环系统；

刀盘，设置在所述机架；

刮渣板，可拆卸地设置在所述刀盘；

螺旋机，设置在所述机架，所述螺旋机具有伸入和回缩两个状态，所述螺旋机处于伸入状态时，所述螺旋机与所述护盾连接，所述螺旋机处于回缩状态时，所述螺旋机与所述护盾分离；以及

中心隔板，设置在所述刀盘，所述中心隔板具有打开和闭合两个工况。

根据本实用新型的第一方面实施例的双模式隧道掘进机，至少具有如下有益效果：该双模式隧道掘进机可以采用泥水平衡模式和TBM模式两种掘进模式，实现不同的压力平衡方式和不同的排渣方式，并采用可伸缩的螺旋机、可开合的中心隔板作为闸门，可实现TBM模式与泥水模式之间的快速平稳切换，减少了现有技术中在模式转换时安装拆除刀盘中心隔板、皮带机的工作量，提高了施工效率，降低了TBM模式下涌水涌砂的风险、提高了安全性。

根据本实用新型的第一方面实施例所述的双模式隧道掘进机，所述中心隔板通过液压驱动的方式切换为打开工况或闭合工况。

根据本实用新型的第一方面实施例所述的双模式隧道掘进机，所述螺旋机包括接渣斗、螺旋轴和驱动装置，所述接渣斗位于所述刀盘的面板后部以用于接料，所述螺旋轴的前端与所述接渣斗连接，所述螺旋轴的后端与所述驱动装置连接。

根据本实用新型的第一方面实施例所述的双模式隧道掘进机，所述护盾的后部设有后配套设备，所述后配套设备包括后配套皮带机，所述螺旋机与所述后配套皮带机对接。

根据本实用新型的第一方面实施例所述的双模式隧道掘进机，所述护盾的中部设有主驱动，所述主驱动与所述刀盘的后部连接。

根据本实用新型的第一方面实施例所述的双模式隧道掘进机，所述刀盘的前部安装有刮刀、滚刀以及冲刷口。

根据本实用新型的第一方面实施例所述的双模式隧道掘进机，所述护盾包括前盾、中盾和尾盾，所述前盾设有前隔板和后隔板，通过所述前隔板和所述后隔板将所述前盾分为前仓和后仓，所述前盾与中盾连接，所述中盾设有推进油缸，所述中盾通过铰接油缸与尾盾连接，所述尾盾上设有尾刷。

根据本实用新型的第一方面实施例所述的双模式隧道掘进机，所述中盾上设有米字梁，所述米字梁上设有管片拼装机，所述管片拼装机的下部设有管片运输小车。

根据本实用新型的第一方面实施例所述的双模式隧道掘进机，所述泥浆循环系统包括进浆管道和排浆管道，所述前仓设有可开合的泥浆门，所述前仓、所述后仓分别与所述进浆管道连通，所述前仓能够通过所述泥浆门与所述后仓连通，所述后仓通过排浆口与所述排浆管道连通。

根据本实用新型的第一方面实施例所述的双模式隧道掘进机，部分所述进浆管道穿过所述后隔板、所述前隔板连通至所述前仓，部分所述进浆管道穿过所述后隔板连通至所述后仓，所述排浆口与所述排浆管道连通，所述进浆管道、所述排浆管道上均设有泥浆泵和泥浆阀门。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

附图标记：

1-刀盘、2-护盾、3-主驱动、4-螺旋机、5-推进油缸、6-管片拼装机、7-后配套设备、8-后配套皮带机、101-刀盘钢结构、102-刮刀、103-滚刀、104-刮渣板、201-前隔板、202-后隔板、203-泥浆门、204-排浆口、205-铰接油缸、206-尾刷、401-接渣斗、402-前闸门、403-球铰、404-滑动油缸、405-螺旋轴、406-支撑、407-检修门、408-驱动装置。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是至少两个，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，本实用新型第一方面实施例的双模式隧道掘进机，应用于隧道掘进施工，双模式隧道掘进机包括机架、护盾2、刀盘1、刮渣板104、螺旋机4和中心隔板。

其中机架作为承载平台，护盾2、刀盘1和螺旋机4均设置在机架，其中护盾2配置有泥浆循环系统，通过泥浆循环系统保证泥水模式的正常运行。其中刮渣板104可拆卸地设置在刀盘1，螺旋机4具有伸入和回缩两个状态，螺旋机4处于伸入状态时，螺旋机4与护盾2连接，螺旋机4处于回缩状态时，螺旋机4与护盾2分离。以及中心隔板设置在刀盘1，中心隔板具有打开和闭合两个工况。可以理解的是，在长距离稳定硬岩地层掘进时采用TBM掘进模式，此时，刀盘1安装有刮渣板104，螺旋机4处于伸入状态并与护盾2连接，并将护盾2土仓内的泥土运出，泥浆循环系统处于关闭或截止状态，中心隔板处于打开工况使得螺旋机4可以运输。刀盘1开挖掌子面岩体，岩块由刀盘1的刮渣板104刮起，并在中上部位置时倾卸至螺旋机4内，岩块由螺旋机4倒运并后续输送到地面渣场。在富水地层掘进时，采用泥水平衡模式掘进。进入富水地层前进行模式的转换，拆除刮渣板104，螺旋机4切换至回缩状态并与护盾2分离，闭合中心隔板和部分泥浆管路，护盾2形成密闭仓体并打开泥浆循环系统。掘进时通过压缩空气和仓内的泥浆共同作用平衡地层水土压力，刀盘1开挖掌子面的岩体或土体，开挖的渣土与泥浆循环系统配合并后续输送到地面泥水处理站进行处理。

该双模式隧道掘进机可以采用泥水平衡模式和TBM模式两种掘进模式，实现不同的压力平衡方式和不同的排渣方式，并采用可伸缩的螺旋机4、可开合的中心隔板作为闸门，可实现TBM模式与泥水模式之间的快速平稳切换，减少了现有技术中在模式转换时安装拆除刀盘1中心隔板、皮带机的工作量，提高了施工效率，降低了TBM模式下涌水涌砂的风险、提高了安全性。

在本实用新型的一些实施例中，中心隔板通过液压驱动的方式切换为打开工况或闭合工况，通过在机架上配置液压系统及液压驱动机构，通过配置传动组件作用于中心隔板，使得中心隔板的打开和闭合能够通过液压系统进行控制，保证在各种实际施工环境下都能稳定地打开和闭合，保证快速、安全地进行模式切换。

在本实用新型的一些实施例中，螺旋机4包括接渣斗401、螺旋轴405和驱动装置408，还包括配套设置的前闸门402、球铰403、滑动油缸404、支撑406、筒体和检修门407，接渣斗401位于刀盘1的面板后部以用于接料，螺旋轴405的前端与接渣斗401连接，前闸门402用于控制螺旋轴405与接渣斗401的连接状态，螺旋轴405的后端与驱动装置408连接。筒体套设于螺旋轴405外周，检修门407设置在筒体以方便维修，螺旋轴405包括本体和活动端，其中本体与活动端通过支撑406可活动连接，活动端通过球铰403与滑动油缸404连接以使得活动端能够伸入和回缩。

在本实用新型的一些实施例中，护盾2的后部设有后配套设备7，后配套设备7包括后配套皮带机8，螺旋机4与后配套皮带机8对接。通过螺旋机4运输岩土，并通过后配套皮带机8与螺旋机4对接，通过后配套皮带机8及排渣系统将岩土输送到地面渣场。优选的，后配套设备7还包括框架、液压系统、流体系统和电气系统，后配套皮带机8、液压系统、流体系统和电气系统均设置在框架上，液压系统、流体系统和电气系统使得此双模式隧道掘进机能够正常工作，其具体设置方式在此不作进一步展开描述。

在本实用新型的一些实施例中，护盾2的中部设有主驱动3，主驱动3与刀盘1的后部连接为刀盘1提供动力。刀盘1的前部安装有刮刀102、滚刀103以及冲刷口。具体的，刀盘1包括面板式的刀盘钢结构101，刀盘钢结构101采用螺栓连接与刮渣板104可拆卸连接，刮渣板104根据不同掘进模式进行拆装。

在本实用新型的一些实施例中，护盾2包括前盾、中盾和尾盾，前盾为双仓结构设计，前盾设有前隔板201和后隔板202，通过前隔板201和后隔板202将前盾分为前仓和后仓，前盾与中盾连接，中盾设有推进油缸5，中盾通过铰接油缸205与尾盾连接，尾盾上设有尾刷206，具体尾盾的尾部内圆处安装有多道环状尾刷206，实现隔离地层中的水土压力。

在本实用新型的一些实施例中，中盾上设有米字梁，米字梁上设有管片拼装机6，管片拼装机6的下部设有管片运输小车。泥浆循环系统包括进浆管道和排浆管道，前仓设有可开合的泥浆门203，前仓、后仓分别与进浆管道连通，前仓能够通过泥浆门203与后仓连通，后仓通过排浆口204与排浆管道连通。部分进浆管道穿过后隔板202、前隔板201连通至前仓，部分进浆管道穿过后隔板202连通至后仓，排浆口204与排浆管道连通，进浆管道、排浆管道上均设有泥浆泵和泥浆阀门。

具体的实施例中，泥水平衡模式掘进时，拆除刮渣板104并缩回螺旋机4至前隔板201后，闭合中心隔板和部分泥浆管路，前后仓形成密闭仓体并打开泥浆门203，通过后仓上部的压缩空气和前后仓内的泥浆共同作用平衡地层水土压力，没有刮渣板104的刀盘1开挖岩体/土体，开挖渣土与进浆管路输入的泥浆混合形成混合泥浆通过泥浆门203、排浆口204进入泥浆循环系统，并通过后部泥浆管道输送到地面泥水处理站进行处理，掘进一定距离后，由管片拼装机6拼装管片，管片安装完成后进入下一个掘进周期。TBM模式掘进时不主动建立压力平衡底层水土压力，泥浆门203、前隔板201和后隔板202的所有通道处于关闭状态。由带有刮渣板104的刀盘1开挖岩体，渣土在前仓底部由刀盘1刮渣板104刮起，并在中上部位置时倾卸进入螺旋机4的接渣斗401内，渣土在螺旋机4后部倒运至后配套皮带机8，进而在后配套皮带机8尾部进入后续排渣系统输送到地面渣场，掘进一定距离后，由管片拼装机6拼装管片，管片安装完成后进入下一个掘进周期。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种双模式隧道掘进机，其特征在于，包括：

机架；

护盾，设置在所述机架，所述护盾配置有泥浆循环系统；

刀盘，设置在所述机架；

刮渣板，可拆卸地设置在所述刀盘；

螺旋机，设置在所述机架，所述螺旋机具有伸入和回缩两个状态，所述螺旋机处于伸入状态时，所述螺旋机与所述护盾连接，所述螺旋机处于回缩状态时，所述螺旋机与所述护盾分离；以及

中心隔板，设置在所述刀盘，所述中心隔板具有打开和闭合两个工况；

所述螺旋机处于伸入状态并与所述护盾连接时，所述中心隔板处于打开工况使所述螺旋机运输，以对应TBM掘进模式；

所述螺旋机切换至回缩状态并与所述护盾分离时，闭合所述中心隔板使所述护盾形成密闭仓体，以对应泥水平衡模式。

2.根据权利要求1所述的双模式隧道掘进机，其特征在于：所述中心隔板通过液压驱动的方式切换为打开工况或闭合工况。

3.根据权利要求1所述的双模式隧道掘进机，其特征在于：所述螺旋机包括接渣斗、螺旋轴和驱动装置，所述接渣斗位于所述刀盘的面板后部以用于接料，所述螺旋轴的前端与所述接渣斗连接，所述螺旋轴的后端与所述驱动装置连接。

4.根据权利要求1或3所述的双模式隧道掘进机，其特征在于：所述护盾的后部设有后配套设备，所述后配套设备包括后配套皮带机，所述螺旋机与所述后配套皮带机对接。

5.根据权利要求1所述的双模式隧道掘进机，其特征在于：所述护盾的中部设有主驱动，所述主驱动与所述刀盘的后部连接。

6.根据权利要求1或5所述的双模式隧道掘进机，其特征在于：所述刀盘的前部安装有刮刀、滚刀以及冲刷口。

7.根据权利要求1所述的双模式隧道掘进机，其特征在于：所述护盾包括前盾、中盾和尾盾，所述前盾设有前隔板和后隔板，通过所述前隔板和所述后隔板将所述前盾分为前仓和后仓，所述前盾与中盾连接，所述中盾设有推进油缸，所述中盾通过铰接油缸与尾盾连接，所述尾盾上设有尾刷。

8.根据权利要求7所述的双模式隧道掘进机，其特征在于：所述中盾上设有米字梁，所述米字梁上设有管片拼装机，所述管片拼装机的下部设有管片运输小车。

9.根据权利要求7所述的双模式隧道掘进机，其特征在于：所述泥浆循环系统包括进浆管道和排浆管道，所述前仓设有可开合的泥浆门，所述前仓、所述后仓分别与所述进浆管道连通，所述前仓能够通过所述泥浆门与所述后仓连通，所述后仓通过排浆口与所述排浆管道连通。

10.根据权利要求9所述的双模式隧道掘进机，其特征在于：部分所述进浆管道穿过所述后隔板、所述前隔板连通至所述前仓，部分所述进浆管道穿过所述后隔板连通至所述后仓，所述排浆口与所述排浆管道连通，所述进浆管道、所述排浆管道上均设有泥浆泵和泥浆阀门。

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