[發明專利]一種具有管片安裝功能的敞開式TBM

有效

• 申請號: 201510098691.8
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN104747199B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 李建斌;王杜鵑;高漸寶;張世展;翟國強;張嘯;張玉峰
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;E21D11/00
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司41125
• 代理人: 張紹琳,鄭園

技術領域

本發明涉及隧道掘進設備的技術領域，具體涉及一種具有管片安裝功能的敞開式TBM。

背景技術

全斷面隧道掘進機（TBM）集掘進、支護、出渣等施工工序并行連續作業于一體，常用于掘進硬巖地質。TBM利用位于前端的旋轉刀盤上的滾刀擠壓剪切破碎巖石，然后通過皮帶機將石渣輸送出去。傳統敞開式TBM破碎圍巖時，須要安裝管片、打錨桿、安裝鋼拱架以及噴射混凝土等多種工序，打錨桿向隧道打鉚釘，通過混凝土噴射機向隧道噴射混凝土層，需要大量施工人員同時配合，并配套繁多的物料運輸系統，其操作復雜，效率低下，限制了TBM的掘進速度。再加上混凝土及其添加劑嚴重污染環境、腐蝕整個設備，從而使傳統敞開式TBM在隧道施工領域的應用受到了極大的限制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種具有管片安裝功能的敞開式TBM，通過撐靴支撐隧道的兩側，管片安裝機將預制的管片進行拼接，使隧道的支護質量大大提高，省去打錨桿、噴漿施工等多道施工工藝，從而減少了施工人員和輔助設備，提高了施工效率，降低了施工成本。

本發明的技術方案是：一種具有管片安裝功能的敞開式TBM，包括刀盤、主驅動和護盾，所述刀盤固定在護盾的最前端，主驅動固定在護盾上，刀盤后端與主驅動固定連接，所述護盾中部固定設有主梁，主梁上依次設有管片拼裝機、推進油缸和撐靴，推進油缸與撐靴相鉸接；所述撐靴滑動設在在主梁上，撐靴上設有溝槽。

所述撐靴通過鞍架與主梁滑動連接。

所述鞍架兩端分別設有撐靴油缸，撐靴油缸與撐靴相連接。

所述推進油缸的缸體鉸接在主梁上，推進油缸的活塞桿鉸接在鞍架上。

所述主梁后端設有具有支撐功能的尾部支撐系統。

所述主梁下方設有水平的滑動軌道，滑動軌道上設有用于吊裝管片的吊機。

所述溝槽為格柵形狀的H型鋼。

其掘進時的工作過程為：所述主驅動為刀盤提供回轉動力，帶動刀盤轉動；調節撐靴油缸使左右兩側的撐靴分別支撐在隧道左右的管片上；推進油缸伸出，推動主梁將整個TBM向前推進，從而將推進力傳遞到刀盤上；刀盤在轉動力和推動力的作用下，完成隧道的開挖。

其支護時的工作過程為：所述調節撐靴油缸使左右兩側的撐靴分別支撐在隧道左右的管片上；將管片運送到管片拼裝機處；管片拼裝機將管片緊緊的安裝在隧道的左右和上下，完成該區域的管片安裝；撐靴油缸收縮將撐靴收起，推進油缸收縮，從而將撐靴向前移動，進行下個區域的安裝。

本發明利用設置在主梁上的撐靴支撐隧道的兩側，利用推進油缸使刀盤在主驅動的推動下實現掘進，利用管片安裝機將預制的管片進行拼接，實現對隧道的支護，從而大大提高了隧道支護的質量，減少了打錨桿、噴漿施工等多道施工工藝，提高了施工效率和隧道內的施工環境，從而減少施工人員和輔助設備，降低了施工成本。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為本發明撐靴的斷面圖。

具體實施方式

下面結合附圖說明和實施例具體說明一下本發明。

一種具有管片安裝功能的敞開式TBM，如圖1所示，包括刀盤1、主驅動2和護盾3。刀盤1是一個破巖盤體，位于TBM的最前端，用于破碎圍巖。刀盤1固定在護盾3的最前端，刀盤1后端與主驅動2固定連接，主驅動2中部固定在護盾3上。主驅動2可以帶動刀盤1轉動，使刀盤1順時針或逆時針變速轉動，從而制動刀盤1。

護盾3上設有主梁5，主梁5前端固定在護盾3的中部上。主梁5的橫截面積為矩形，如圖2所示。主梁5的側壁上固定有管片拼裝機4和推進油缸6，即推進油缸6的缸體鉸接在主梁5的側壁上。

撐靴7通過鞍架14滑動設置在主梁5上。鞍架14上部設有滑動槽，主梁5下端設置在滑動槽內，從而使撐靴7與主梁5相滑動。推進油缸6另一端的活塞桿與鞍架14相鉸接。鞍架14兩端分別設有撐靴油缸11，撐靴油缸11可以左右伸縮。撐靴油缸11伸出端與撐靴7相連接，撐靴7上設有溝槽，該溝槽與管片上的相匹配，避免撐靴7直接作用在管片上，從而達到對隧道中安裝后的管片進行保護。該溝槽為格柵形狀的H型鋼。

在整個主梁5上，調節推進油缸6的伸縮可以使鞍架14前后移動，從而帶動整個撐靴7前后移動。同時，利用撐靴7與隧道上管片的靜摩擦力為整個TBM提供向前掘進的反力，由于推進油缸6后端的活塞桿鉸接在鞍架14上，前端的缸體鉸接在主梁5上，推進油缸6伸出可以推動主梁5向前運動，從而使整個TBM向前掘進。