[發(fā)明專利]一種鉸接式盾體防扭裝置

有效

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• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102720507A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉飛香;程永亮;鄭大橋;張社軍;張帥坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵建重工集團(tuán)有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于隧道工程施工的盾構(gòu)機(jī)，更具體地涉及用于盾構(gòu)機(jī)的鉸接式盾體防扭裝置。

背景技術(shù)

近年來，盾構(gòu)施工以其對地面和地下環(huán)境影響小、掘進(jìn)速度快、地表沉降小等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于地下隧道的建設(shè)。在隧道線路設(shè)計(jì)中往往會存在曲線段，這對盾構(gòu)機(jī)的性能提出了更高的要求。鉸接式盾體的靈敏度高，能適應(yīng)較小的隧道轉(zhuǎn)彎半徑，因此被越來越多的應(yīng)用到盾構(gòu)設(shè)計(jì)中。

圖1顯示了一種現(xiàn)有技術(shù)中的鉸接式盾體的結(jié)構(gòu)。如圖所示，在中盾1上焊接有中盾鉸接座2，而在盾尾5上焊接有盾尾鉸接座4。中盾鉸接座2和盾尾鉸接座4通過鉸接油缸3相連。通常，沿盾體的圓周布置了多個(gè)鉸接油缸3，從而能以合適的作用力拖動盾尾5前進(jìn)。

圖2顯示了在轉(zhuǎn)彎時(shí)中盾1相對盾尾5的狀態(tài)圖。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)沿直線段行進(jìn)時(shí)，鉸接油缸3處于鎖死狀態(tài)。因此，各個(gè)鉸接油缸的行程相同。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)通過曲線段時(shí)，鉸接油缸3的進(jìn)出油口閥門打開，各個(gè)鉸接油缸的行程發(fā)生變化，從而通過各個(gè)鉸接油缸3的行程差來實(shí)現(xiàn)中盾1相對于盾尾5的轉(zhuǎn)彎。如圖所示，中盾1與盾尾5的軸線形成了夾角α。

由于刀盤旋轉(zhuǎn)反力矩的存在，中盾1和盾尾5之間存在相互轉(zhuǎn)動。這種相互轉(zhuǎn)動可能會導(dǎo)致鉸接油缸3無法正常工作，甚至損壞鉸接油缸3，從而使得盾尾5不能正常前進(jìn)，影響盾構(gòu)機(jī)的正常掘進(jìn)。因此，為了防止中盾1和盾尾5之間的相互轉(zhuǎn)動，需要設(shè)置防扭裝置。

圖3顯示了現(xiàn)有技術(shù)中的防扭裝置，其為分體焊接式結(jié)構(gòu)。如圖所示，在中盾1的中盾后支撐環(huán)板6上焊接了防扭架7。該防扭架7的自由端由位于其兩側(cè)的一對擋板8限定。擋板8通常需在工地現(xiàn)場組裝時(shí)，根據(jù)防扭架7的位置來定位，并焊接在盾尾連接環(huán)9上。由于擋板8限制了防扭架7的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)了對中盾1和盾尾5之間的相互轉(zhuǎn)動的抑制。因此，這種防扭裝置能夠防止中盾1和盾尾5之間的相互轉(zhuǎn)動。

然而，這種現(xiàn)有的防扭裝置存在以下缺點(diǎn)。首先，防扭架7直接焊接在中盾后支撐環(huán)板6上，與中盾1形成為一體，導(dǎo)致拆裝不方便。另外，防扭架7和擋板8占用了鉸接油缸3的安裝位置，導(dǎo)致鉸接油缸3的數(shù)量減少，使得對盾尾5的拖拉力不足。此外，擋板8通常為厚度60mm以上的鋼板，并且需要在現(xiàn)場組裝時(shí)焊接。這便很容易引起盾尾連接環(huán)9的變形，導(dǎo)致盾尾5失圓。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明旨在提出一種新型的鉸接式盾體的防扭裝置，其能夠在有效地防止盾體之間的相互轉(zhuǎn)動的同時(shí)解決上述不足。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于鉸接式盾體的防扭裝置。其中，鉸接式盾體包括通過鉸接油缸彼此相連的中盾和盾尾。中盾包括中盾后支撐環(huán)板、中盾支撐環(huán)和安裝在中盾后支撐環(huán)板上的中盾鉸接座。盾尾包括盾尾連接環(huán)和安裝在盾尾連接環(huán)上的盾尾鉸接座。鉸接油缸連接在中盾鉸接座和盾尾鉸接座之間。該防扭裝置包括：安裝在中盾支撐環(huán)和中盾后支撐環(huán)板上的防扭架，其布置成處于鉸接油缸的徑向內(nèi)側(cè)，并且具有防扭端頭；以及一體式形成在盾尾鉸接座上的U形擋板，使得防扭端頭容納在擋板的內(nèi)腔中。

根據(jù)本發(fā)明的防扭裝置，防扭架設(shè)置在鉸接油缸的徑向內(nèi)側(cè)。因此，防扭架不會占用鉸接油缸的安裝位置。在這種情況下，可以在中盾和盾尾之間設(shè)置更多的鉸接油缸，從而為盾尾提供更大的拖拉力，保證盾構(gòu)施工的順利進(jìn)行。

此外，由于U形擋板一體式形成在盾尾鉸接座上，因此與現(xiàn)有技術(shù)中的將擋板現(xiàn)場焊接在盾尾連接環(huán)上的情況相比，能夠避免引起盾尾連接環(huán)變形的可能性。

在一個(gè)實(shí)施例中，在擋板內(nèi)腔的至少一個(gè)側(cè)壁上還固定有墊板。具體地，可以根據(jù)防扭架中心線與擋板中心線之間的實(shí)際偏差以及防扭架與擋板之間的設(shè)定間隙來選擇墊板的厚度。墊板的厚度通常比U形擋板側(cè)壁的厚度小很多。因此，可以根據(jù)具體情況的需要選擇墊板的厚度，從而保證防扭端頭和擋板之間具有設(shè)定的間隙。墊板例如可現(xiàn)場焊接于擋板的內(nèi)側(cè)壁上。由于墊板很薄，尤其是比擋板薄得多，因此該焊接不會引起盾尾連接環(huán)的變形。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，防扭架的防扭端頭構(gòu)造為圓柱體。這樣，防扭端頭與擋板之間的接觸為線接觸，保證了有足夠的防扭作用力。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，防扭架具有一體式的T形結(jié)構(gòu)，包括可拆式地固定在中盾支撐環(huán)上的基板，以及可拆式固定在中盾后支撐環(huán)板上的筋板。防扭端頭設(shè)置在基板和筋板上。這種可拆式固定使得拆裝非常方便。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在基板和中盾支撐環(huán)之間設(shè)有第一調(diào)整板，而在筋板和中盾后支撐環(huán)板之間設(shè)有第二調(diào)整板。第一調(diào)整板和/或第二調(diào)整板用于準(zhǔn)確地定位防扭架的位置，并能夠起到加強(qiáng)防扭的作用。

附圖說明