[實用新型]一種用于非圓斷面隧道掘進(jìn)施工的射流輔助盾構(gòu)機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720672711.2
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN207161085U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉飛香;程永亮;唐崇茂;祝爽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵建重工集團(tuán)有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11611
• 代理人: 劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及隧道掘進(jìn)施領(lǐng)域，尤其涉及一種用于非圓斷面隧道掘進(jìn)施工的射流輔助盾構(gòu)機(jī)。

背景技術(shù)

在隧道施工中，經(jīng)常會遇到非圓斷面要求的隧道，現(xiàn)有的掘進(jìn)方式通常利用多個圓形刀盤擬合以實現(xiàn)非圓斷面的掘進(jìn)，但在刀盤之間會存在無法重合的部分其主要為斷面直線位置處，此時，斷面底部的余土因靠近排土排渣裝置可方便去除，而斷面頂部和側(cè)面的余土?xí)谇岸芡七M(jìn)過程中擠入土倉內(nèi)壁，該部分軟土將粘附、板結(jié)在土倉內(nèi)壁，造成刀盤旋轉(zhuǎn)和盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)困難。

為解決上述技術(shù)問題，現(xiàn)有的方式是采用機(jī)械清根裝置，利用可移動的鏟刀將粘附在內(nèi)壁的土體刮鏟下來，但清根裝置的工作范圍有限，無法對土倉內(nèi)壁的所有粘附、板結(jié)的軟土有效清除，存在安全隱患；且清根裝置需根據(jù)機(jī)型專門配備，通用性差，成本高，同時其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造裝配精度要求高。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種的實現(xiàn)非圓斷面有效切割、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)安全性高、通用性強(qiáng)的用于非圓斷面隧道掘進(jìn)施工的射流輔助盾構(gòu)機(jī)。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的技術(shù)方案為：

一種用于非圓斷面隧道掘進(jìn)施工的射流輔助盾構(gòu)機(jī)，包括前盾及設(shè)于所述前盾端面的多個刀盤，還包括用于切割刀盤無法切削區(qū)域斷面土層的射流組件，所述射流組件設(shè)于所述前盾端面上，并與所述刀盤錯開布置，所述射流組件的噴射行程覆蓋所述刀盤的切削盲區(qū)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述射流組件包括多個扇形噴嘴，多個所述扇形噴嘴的射流扇面相互平行，且各所述扇形噴嘴的射流與掌子面相交于掘進(jìn)斷面輪廓線。

當(dāng)所述刀盤切削盲區(qū)的斷面輪廓線長度為L時，所述扇形噴嘴的數(shù)量n、所述射流扇面的擴(kuò)散角α、所述扇形噴嘴與掌子面的距離d滿足n*d*2*tg(α/2)不小于斷面輪廓線長度L。

所述射流扇面與所述盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向的夾角β為5～10°。

所述射流組件還包括設(shè)于所述刀盤切削盲區(qū)中心位置的射流噴頭，所述射流噴頭包括一沖散噴嘴及多個徑向噴嘴，所述沖散噴嘴沿盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向設(shè)置，所述徑向噴嘴沿所述沖散噴嘴的周向設(shè)置，所述徑向噴嘴的射流作用點超出所述前盾端面。

所述射流組件還包括噴桿及高壓供水管，所述射流噴頭通過噴桿與高壓供水管連通，所述噴桿可帶動所述射流噴頭沿盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向移動。

所述射流噴頭及噴桿外套設(shè)有保護(hù)管，所述保護(hù)管上設(shè)有與各所述徑向噴嘴一一對應(yīng)設(shè)置的多個避讓通孔。

多個所述徑向噴嘴相交點的軸線偏離所述噴桿的中心軸線，所述射流噴頭與噴桿之間設(shè)有旋轉(zhuǎn)接頭。

所述噴桿連接有驅(qū)動噴桿旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件，所述噴桿與高壓供水管之間設(shè)有旋轉(zhuǎn)接頭。

所述射流組件的噴射壓力不小于35MPa。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：

本實用新型在前盾端面上設(shè)有射流組件，射流組件與刀盤錯開布置，使得射流組件可用于切割刀盤無法切削區(qū)域的斷面土層，從而實現(xiàn)非圓斷面隧道掘進(jìn)中土體的有效開挖；采用射流組件可有效切割和沖刷巖土，實現(xiàn)對所有粘附、板結(jié)軟土的有效清除，其盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)安全性高，且在不改變結(jié)構(gòu)尺寸的情況下，通過調(diào)整射流組件的壓力、流量、角度、轉(zhuǎn)速等參數(shù)可解決不同硬度、成分、粘度土體的破碎剝離，其可適用于各類斷面形狀土體的切割與破碎，通用性強(qiáng)，避免了采用機(jī)械清根裝置通用性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題；同時，采用射流組件推進(jìn)功耗低，且簡化了盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本實用新型進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型扇形噴嘴的正視圖。

圖3是本實用新型扇形噴嘴的剖視圖。

圖4是本實用新型射流噴頭的正視圖。

圖5是本實用新型射流噴頭的剖視圖。

圖6是本實用新型自旋轉(zhuǎn)射流噴頭的正視圖。

圖7是本實用新型自旋轉(zhuǎn)射流噴頭的剖視圖。

圖8是本實用新型強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)射流噴頭的剖視圖。

圖中各標(biāo)號表示：

1、前盾；2、刀盤；21、切削盲區(qū)；3、射流組件；31、扇形噴嘴；311、射流扇面；32、射流噴頭；321、沖散噴嘴；322、徑向噴嘴；323、圓柱形細(xì)射流；33、噴桿；34、高壓供水管；35、保護(hù)管；351、避讓通孔；36、旋轉(zhuǎn)接頭；37、自旋轉(zhuǎn)射流噴頭；371、偏置射流；38、強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)射流噴頭；4、掌子面；5、土體。

具體實施方式