[發明專利]一種超大斷面土壓平衡箱涵掘進機

在審

• 申請號: 201710964677.0
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107587880A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 葛以衡;陳立生;蔣曉天;鄭杰;唐永輝
• 申請（專利權）人: 上海城建市政工程（集團）有限公司
• 主分類號: E21D9/11
• 分類號: E21D9/11;E21D9/10;E21D9/12
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司31214
• 代理人: 黃明凱,徐小蓉

技術領域

本發明屬于隧道施工技術領域，具體涉及一種超大斷面土壓平衡箱涵掘進機。

背景技術

目前，超大斷面公路箱涵（15米以上）主要以人工開挖為主，施工過程中嚴重影響周邊交通環境。其中，少部分采用網格式掘進機以實現非開挖施工，但此類掘進設備設計較為簡單，對正面土體無法起到良好的支護作用，因此在施工過程中，地面沉降難以控制。

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種超大斷面土壓平衡箱涵掘進機，該箱涵掘進機通過在其開挖艙迎土面設置若干組刀盤以及高壓水槍和導流板從而實現對超大矩形斷面的開挖。

本發明目的實現由以下技術方案完成：

一種超大斷面土壓平衡箱涵掘進機，其特征在于所述箱涵掘進機的前部為開挖艙，所述開挖艙的迎土面呈矩形斷面，其上分布有至少三組刀盤，包括直徑適配于所述矩形斷面高度的若干個第一刀盤、設置在相鄰的所述第一刀盤之間空隙處的若干第二刀盤以及位于所述矩形斷面邊角處的若干第三刀盤，在所述矩形斷面上各組所述刀盤未覆蓋到的范圍處設置有高壓水槍以及導流板。

各組所述刀盤的覆蓋切削面積至少占所述矩形斷面面積的92%以上。

所述箱涵掘進機的殼體尾部連接有一節混凝土箱涵，所述混凝土箱涵與所述箱涵掘進機的殼體澆筑成一體。

所述箱涵掘進機的所述殼體由至少兩個子殼體并聯組合而成，相鄰的所述子殼體之間采用聯接板對接。

所述開挖艙的底部具有一出土口，所述出土口連接有螺旋輸送機。

本發明的優點是，通過在其開挖艙迎土面設置若干組刀盤以及高壓水槍和導流板從而實現對超大矩形斷面的開挖，替代了在超大斷面地道施工過程中原有的網格式掘進機或者人工開挖施工形式，能有效地控制地面沉降，降低施工風險，提高施工掘進速度。

附圖說明

圖1為本發明中超大斷面土壓平衡箱涵掘進機的迎土面刀盤布置示意圖；

圖2為本發明中超大斷面土壓平衡箱涵掘進機的剖面示意圖；

圖3為本發明中超大斷面土壓平衡箱涵掘進機的分塊布置示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖通過實施例對本發明的特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解：

如圖1-3，圖中標記1-15分別為：第一刀盤1、第二刀盤2、第三刀盤3、導流板4、高壓水槍5、胸板6、頂部擋土板7、殼體8、螺旋輸送機9、混凝土箱涵10、開挖艙11、出土口12、聯接板13、加強板14、子殼體15。

實施例：如圖1、2、3所示，本實施例具體涉及一種超大斷面土壓平衡箱涵掘進機，該箱涵掘進機包括殼體8以及連接于殼體8尾部的首節混凝土箱涵10，兩者澆筑構成一個整體，箱涵掘進機的整體呈超大矩形斷面構造。

如圖1、2、3所示，箱涵掘進機的殼體8采用分塊式設計，本實施例中具體是由四個子殼體15并聯組合而成的，相鄰的子殼體15之間通過聯接板13對接并焊接固定，每個子殼體15的設計尺寸高度控制在4200mm之內，以滿足城市道路的運輸要求。此外，為了增加殼體8的剛度，在殼體8的各個壁面上均勻間隔設置若干加強板14。

如圖1、2所示，箱涵掘進機殼體8的前部為一開挖艙11，該開挖艙11由胸板6、頂部擋土板7以及若干組刀盤圍合而成。在本實施例中，開挖艙11的迎土面呈矩形斷面，其上設置有三組大小不一的刀盤，其中，第一組刀盤包括若干個第一刀盤1，第一刀盤1為圓形大刀盤，其直徑與開挖艙11的高度相同，各第一刀盤1沿水平方向依次排開設置，所切削覆蓋的面積占據矩形斷面的較高比例；第二組刀盤包括若干個小型的第二刀盤2，各個小型的第二刀盤2設置在相鄰的第一刀盤1之間的空隙內，從而進一步彌補覆蓋第一刀盤1未切削覆蓋的區域；第三組刀盤包括若干個小型的第三刀盤3，各個小型的第三刀盤3設置在矩形斷面的四個邊角區域，從而進一步覆蓋第一刀盤1的切削盲區。以上三組刀盤在矩形斷面上的覆蓋率占矩形斷面總面積的92%以上，其余刀盤切削覆蓋不到的范圍，設置了高壓水槍5以及導流板4，從而防止正面土體的堆積。

如圖2所示，開挖艙11的底部具有出土口12，該出土口12處設置有螺旋輸送機9，螺旋輸送機9的一端連接出土口12、另一端延伸至混凝土箱涵10中；正面土體通過開挖艙11迎土面上的刀盤切削后進入開挖艙11的內部，在螺旋輸送機9的作用下，艙內土體從出土口12經螺旋輸送機9輸送運出，此外，通過調節螺旋輸送機9的轉速，能有效控制開挖艙11內的渣土量，從而控制開挖艙11內的壓力，最終與正面土體達到土壓平衡。

本實施例的有效效果在于：通過設計制造一種超大斷面土壓平衡箱涵掘進機，利用箱涵掘進機替代了在超大斷面地道施工過程中，原有的網格式掘進機或者人工開挖施工形式，能有效地控制地面沉降，降低施工風險。