[發(fā)明專利]水刀掘進(jìn)式盾構(gòu)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610188555.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105673029B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊溢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 楊溢
• 主分類號(hào): E21D9/08
• 分類號(hào): E21D9/08;E21D9/093;E21D9/12;E21D9/13;E21C25/60
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.水刀掘進(jìn)式盾構(gòu)機(jī)，即一種增設(shè)水刀掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，基本組成包括：

掘進(jìn)設(shè)備，所述掘進(jìn)設(shè)備置于盾構(gòu)機(jī)最前端，至少包括水刀、刀環(huán)，可以包括合金刀具但不可完全是合金刀具；水刀，每個(gè)水刀可獨(dú)立的拆卸替換，當(dāng)巖石不均勻、較硬或易產(chǎn)生有害粉塵時(shí)使用水刀；合金刀具，所述合金刀具部分或全部被水刀替代，當(dāng)巖石均勻且單向抗壓強(qiáng)度小于200Mpa時(shí)使用；水刀探頭，所述水刀探頭為前端具有水刀，后端具有壓力傳感器的可伸縮的金屬桿；刀環(huán)，分為轉(zhuǎn)動(dòng)型和非轉(zhuǎn)動(dòng)型兩種，圓環(huán)形盾構(gòu)采用轉(zhuǎn)動(dòng)型，異形盾構(gòu)采用非轉(zhuǎn)動(dòng)型；推進(jìn)設(shè)備，由控制室控制的多個(gè)千斤頂組成，每個(gè)千斤頂相互獨(dú)立；切斷裝置，所述切斷裝置包括刀盤(pán)、傳送帶、垂直千斤頂，破碎、切割、運(yùn)送巖石柱離開(kāi)掌子面；底座，所述底座沿隧道內(nèi)軌道前端切線方向，至少包括兩根相互平行的狹長(zhǎng)組件，引導(dǎo)軌道敷設(shè)；

預(yù)警設(shè)備，包括水刀探頭預(yù)警設(shè)備、水刀預(yù)警設(shè)備、合金刀具預(yù)警設(shè)備、傳感器，水刀預(yù)警設(shè)備和合金刀具預(yù)警設(shè)備電路相互獨(dú)立，均采用或門(mén)方式連接各個(gè)單元，傳感器分別以通過(guò)壓敏電阻電流為依據(jù)反映水刀位置的壓力，以通過(guò)熱敏電阻電流為依據(jù)反映水刀位置的溫度、電極的電流變化為依據(jù)反映地下水溶解鹽類濃度性質(zhì)變化，預(yù)警設(shè)備以串聯(lián)于干路的電流表記錄電流反饋回控制室，當(dāng)出現(xiàn)斷路或漏電的時(shí)候以電流增高的變化，反映刀具的斷裂或損壞；

外壁保持設(shè)備，所述外壁保持設(shè)備呈短管狀，截面形狀和所需隧道外壁形狀相同，且外壁保持設(shè)備必須包括縱向的千斤頂和防突水擋板槽，具有保持隧道形狀穩(wěn)定、拼裝板片、固定和保護(hù)掘進(jìn)設(shè)備的作用；

砂水循環(huán)利用設(shè)備，抽取盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的巖屑、渣土和地層下滲的地下水，經(jīng)分選后，抽取的地下水被掘進(jìn)設(shè)備的水刀再利用，抽取的巖屑、渣土一部分作為加砂水刀的磨砂再利用，一部分與混凝土混合作為盾構(gòu)的板片原料；所述砂水循環(huán)利用設(shè)備包括：攪拌器，在刀環(huán)底端被動(dòng)攪拌盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的巖屑、渣土和地層下滲的地下水；抽泥泵，所述抽泥泵連通抽水抽砂管，為抽取盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的巖屑、渣土和地層下滲的地下水提供動(dòng)力；抽水抽砂管，所述抽水抽砂管為抽取盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的巖屑、渣土和地層下滲的地下水過(guò)程中的通道；過(guò)濾網(wǎng)，所述過(guò)濾網(wǎng)為具篩孔的雙層傳送帶，篩孔單向可變，截面瓣膜狀過(guò)濾網(wǎng)至少繞過(guò)兩個(gè)傳動(dòng)滾筒，傳動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)軸互相平行，傾斜于水平面放置；沉淀槽，所述沉淀槽浸沒(méi)過(guò)濾網(wǎng)的部分分為三層，與未浸沒(méi)過(guò)濾網(wǎng)的部分以擋板隔開(kāi)，擋板通過(guò)漏斗狀連通管導(dǎo)出污泥，分層部分上層中層暫存加砂水刀所需的水與砂，并浸沒(méi)過(guò)濾網(wǎng)，下層暫存污泥；加壓艙，所述加壓艙將沉淀槽內(nèi)的上清液與經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)的巖石碎屑分離地加壓，并送入加砂水刀執(zhí)行射流；排渣口，所述排渣口位于沉淀槽底端過(guò)濾網(wǎng)傾斜向下一側(cè)的底面或豎直側(cè)面，大小可調(diào)節(jié)，以排出顆粒過(guò)小的污泥與顆粒過(guò)大的礫石；

運(yùn)載設(shè)備，包括軌道、牽引機(jī)械、切割設(shè)備，并運(yùn)載所需的機(jī)電設(shè)備就位；運(yùn)載設(shè)備放置于軌道上的部分，由雙層盤(pán)形可轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)車平臺(tái)牽引和運(yùn)載；雙層盤(pán)形可轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)車平臺(tái)上盤(pán)與下盤(pán)間以至少六根水平和豎直方向的等大插銷固定，插銷插入后憑借螺母與插銷一端的螺絲擰緊固定；切割設(shè)備拖曳、切斷、運(yùn)移切下的巖石柱；

控制室，控制盾構(gòu)機(jī)各部分的運(yùn)動(dòng)，收集并處理傳感器數(shù)據(jù)，為人員提供安全工作的空間。

2.如權(quán)利要求1所述的水刀掘進(jìn)式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于：

單個(gè)水刀有獨(dú)立的傳感器并可被單獨(dú)控制，可拆卸替換；水刀探頭，所述水刀探頭位于巖石柱底面圓心或刀環(huán)的幾何中心，向盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)方向推進(jìn)；推進(jìn)裝置的多個(gè)千斤頂既有水平、又有斜向方向。

3.如權(quán)利要求1或2所述的水刀掘進(jìn)式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于：

所述掘進(jìn)設(shè)備規(guī)格依據(jù)實(shí)際施工地層有不同，規(guī)格分類如上表所列。

4.如權(quán)利要求1所述的水刀掘進(jìn)式盾構(gòu)機(jī)，其中掘進(jìn)設(shè)備特征在于：

所述掘進(jìn)設(shè)備截面形狀和所需隧道外壁形狀相同，將盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)變換為刀環(huán)，或?yàn)楫愋味軜?gòu)的隧道外壁形狀的閉合環(huán)形，即刀具分布于閉合環(huán)形平面區(qū)域，掘進(jìn)時(shí)只直接破碎巖石柱側(cè)面的巖石。