[實(shí)用新型]微型盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320446158.2
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN203362169U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卿啟湘;周創(chuàng)輝;劉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D9/06
• 分類號(hào): E21D9/06
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強(qiáng);李發(fā)軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及盾構(gòu)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及盾構(gòu)機(jī)的關(guān)鍵部分——姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)，它特別適合于微型盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)調(diào)整，具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠、拆裝方便的優(yōu)點(diǎn)。

背景技術(shù)

盾構(gòu)機(jī)主要應(yīng)用于隧道施工中，隨著市場需求的多樣化，微型盾構(gòu)機(jī)（直徑≤3m）已成為盾構(gòu)機(jī)行業(yè)的發(fā)展趨勢之一，特別是適用于市內(nèi)各種淺層管道的鋪設(shè)的盾面直徑≤1m的超小直徑的圓形盾構(gòu)機(jī)，在市政供排水管道和電纜鋪設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。

受地質(zhì)條件、開挖面上土壓力分布、工程設(shè)計(jì)、管片姿態(tài)、注漿壓力、旋轉(zhuǎn)角等因素的影響，盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中實(shí)際掘進(jìn)軸線與理論設(shè)計(jì)軸線之間出現(xiàn)偏差，需要實(shí)時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，以保證實(shí)際掘進(jìn)線路與理論線路一致。目前工程應(yīng)用中的大中型盾構(gòu)機(jī)主要依靠推進(jìn)油缸的推力向前推進(jìn)的，盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸分置上下左右四個(gè)區(qū)，各區(qū)相對(duì)獨(dú)立，同一分區(qū)的液壓油缸的動(dòng)作是一致的，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的位置和姿態(tài)的線形管理是靠設(shè)定盾構(gòu)機(jī)各區(qū)推進(jìn)油缸的壓力調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的，油缸的末端是頂在環(huán)形管片上的。

微型盾構(gòu)機(jī)，特別是直徑≤1.5m的超微型盾構(gòu)機(jī)挖掘的隧道半徑小，空間結(jié)構(gòu)有限，不便于采用環(huán)形管片拼裝，因而不能像一般的盾構(gòu)機(jī)那樣通過調(diào)節(jié)頂在環(huán)形管片上的推進(jìn)油缸壓力進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。目前微型盾構(gòu)機(jī)一般采用頂管掘進(jìn)的作業(yè)方式，無法有效地調(diào)整姿態(tài)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)。

此外，國內(nèi)目前對(duì)盾構(gòu)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究都在盾構(gòu)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，一般此類盾構(gòu)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)尺寸都較小（一般直徑≤1.5m），掘進(jìn)長度比較短（一般不超過3m），無管片安裝機(jī)構(gòu)，也無法模擬盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整工況。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)微型盾構(gòu)機(jī)和微型盾構(gòu)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)由于挖掘隧道空間狹小，沒有管片支承結(jié)構(gòu)，不能有效實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整，本實(shí)用新型旨在提供一種微型盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置可以解決微型盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中姿態(tài)調(diào)整不便的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種微型盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，包括分力支撐、與分力支撐固定相連的基準(zhǔn)板、以及球靴；所述基準(zhǔn)板與球靴之間通過調(diào)向油缸相連，該調(diào)向油缸包括多個(gè)液壓油缸，各液壓油缸的缸體與所述基準(zhǔn)板固定相連，各液壓油缸的活塞桿與所述球靴鉸接相連。

由此，所述液壓缸的活塞桿通過球鉸安裝在盾體上的球靴中，可以實(shí)現(xiàn)X、Y、Z三個(gè)方向的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

以下為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案：

所述分力支撐具有與盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)機(jī)構(gòu)連接的內(nèi)螺紋套筒，該內(nèi)螺紋套筒通過多個(gè)分力爪固定在所述基準(zhǔn)板上。由此，所述分力支撐的中間有一個(gè)用于和推進(jìn)機(jī)構(gòu)連接的內(nèi)螺紋套筒，分力支撐的末端通過法蘭安裝在基準(zhǔn)板的一面，用于將推力均勻分布到基準(zhǔn)板上。

為了減小推進(jìn)油缸活塞桿的徑向受力，保證基準(zhǔn)板與盾體等軸線,所述基準(zhǔn)板的直徑等于盾構(gòu)機(jī)盾體的直徑，所述基準(zhǔn)板的中間設(shè)有用于通過液壓油管和電線的孔，所述基準(zhǔn)板的下方設(shè)有用于通過螺旋出土機(jī)的孔。

為了減小盾構(gòu)機(jī)姿位調(diào)整時(shí)調(diào)向油缸作用在基準(zhǔn)板上的反力引起的基準(zhǔn)板扭轉(zhuǎn)和變形，從而保證基準(zhǔn)板始終處于垂直狀態(tài)，所述分力支撐沿基準(zhǔn)板徑向的安裝半徑大于調(diào)向油缸的安裝半徑；所述分力支撐沿基準(zhǔn)板的周向安裝位置與所述調(diào)向油缸沿基準(zhǔn)板的周向安裝位置錯(cuò)開45°。

所述調(diào)向油缸包括四個(gè)液壓油缸，四個(gè)液壓油缸在基準(zhǔn)板上按照上下左右四個(gè)位置安裝。由此，所述帶內(nèi)置位移傳感器的液壓油分上下左右4根通過缸筒端的法蘭連接在基準(zhǔn)板的另一面，通過調(diào)節(jié)活塞桿的伸出位移差可實(shí)現(xiàn)盾體姿態(tài)的調(diào)整。

為了精確控制每個(gè)液壓油缸的動(dòng)作，每個(gè)液壓油缸內(nèi)均設(shè)有檢測調(diào)向油缸活塞桿位移的位移傳感器。

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述：

一種適合微型盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)調(diào)整裝置，如圖1所示，一個(gè)中間有螺紋套筒的分力支撐1安裝在基準(zhǔn)板2的一面，基準(zhǔn)板的另一面分上下左右安裝了4根內(nèi)置位移傳感器的液壓油缸3（即1圖中油缸31、油缸32、油缸33和油缸34），液壓油缸3的活塞桿連接在球靴4（安裝在盾體上）中。所述分力支撐、基準(zhǔn)板、液壓油缸和球靴共同組成置于推進(jìn)機(jī)構(gòu)和盾體之間的姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，推進(jìn)油缸（未畫出）作用在螺紋套筒上的集中推力被分力支撐1的四個(gè)末端支撐均勻分配到基準(zhǔn)板2上，進(jìn)而通過液壓油缸3和球靴4傳遞到盾構(gòu)機(jī)的盾體（未畫出）上。四根液壓油缸3活塞桿伸出位移相同時(shí)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)不變，沿直線掘進(jìn)。