[發明專利]一種高速智能盾構機

在審

• 申請號: 201911426515.7
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111058852A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 陳云橋
• 申請（專利權）人: 陳云橋
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D9/08;E21D9/087
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種高速智能盾構機，由盾構裝置(2)和砂石輸送裝置(3)組成，盾構裝置(2)由盾構刀盤(6)和螺旋砂石引流器(5)構成，其架設在盾構機(1)的前方；砂石輸送裝置(3)由兩個或兩個以上傳送處理倉(8)構成，位于盾構裝置(2)后方，并通過轉向連接器(7)與盾構裝置(2)連接固定；所述傳送處理倉(8)包括圓筒形的艙室，艙室內安裝有輸送管道(10)，該輸送管道(10)內設置砂石加速引流器(11)，各個艙室內的輸送管道(10)之間通過螺紋管(12)柔性連接；本盾構機盾構速度快，工作效率和砂石排出效率高，適應性強，可以進行敞開式和半敞開式隧道盾構作業以及隧道全斷面盾構。

技術領域

本發明涉及盾構機，尤其是涉及一種既可以進行隧道盾構作業，又可以對河道、溝渠進行快速挖掘，以及河海水底快速取沙、挖渠、造島等綜合作業。

背景技術

近些年，隨著我國基礎設施建設步伐的加快，在高速鐵路、城市地鐵、礦山開采等大型工程建設中，全斷面巖石盾構機憑借其環保、自動化程度高、地質適應性強等諸多優點而得到廣泛地使用。這種盾構方法相對于初始的人工鉆爆法而言，在機械化程度方面、勞動生產率方面、安全性方面都有很大程度上的提升。全斷面巖石盾構機在施工過程中，主要是通過設備最前方刀盤的旋轉帶動安裝在刀盤上的滾刀旋轉來破碎巖石。因為巖石具有高硬度和高強度，地質條件也復雜多變，同時全斷面巖石盾構機滾刀工作在強擠壓、高磨損、強沖擊的惡劣工況下，這些都使得全斷面巖石盾構機的滾刀成為盾構過程中最容易損壞的零部件。全斷面巖石盾構機滾刀的磨損對TBM施工的效率、速度和成本等均會有不同程度的影響。

而在盾構過程中，刀盤是全斷面巖石盾構機最主要的部件之一，它肩負著盾構開挖、支撐掌子面的功能，是所有破巖具的安裝載體。刀盤所受的載荷是典型的隨機載荷，承受大扭矩、大推力和隨機突變的沖擊載荷，在隨機載荷作用下，刀盤的振動表現為受迫彈性體的隨機扭轉振動和橫向振動。所以刀盤的工作條件極其惡劣，受力情況十分復雜，刀盤的合理設計對提高盾構速率、刀盤壽命、刀具壽命和刀盤大軸承壽命，降低挖掘成本等具有重要作用。由于開挖環境惡劣，有時候遇到前方特硬巖層導致刀盤掘不動甚至卡死現象屢見不鮮，從而影響了刀盤的盾構效率及盾構可靠性，因此如何解決盾構過程中刀盤掘不動甚至卡死的問題是目前亟待解決的一個問題。

現有的一種快速盾構機，包括推進履帶輪、盾構刀盤、螺旋砂石引流器、絞盤砂石鏟和砂石傳送帶，該盾構刀盤是一個中空的圓錐殼體，頂端開口，側壁對稱設置多條縱向排列的挖掘齒爪；螺旋砂石引流器同軸安裝圓錐形殼體內，頂端的盾構錐從圓錐殼體頂端開口伸出；使用時，盾構錐在巖壁上鉆出定位孔，盾構刀盤上的挖掘齒爪逐漸將孔擴大，螺旋砂石引流器進一步將砂石碎料排出盾構刀盤的圓錐殼體外；絞盤砂石鏟與砂石傳送帶將排出的砂石傳送出去，實現隧道的快速盾構。但是，目前的快速盾構機在強擠壓、高磨損、強沖擊的惡劣工況下，工作效率低，對多種施工作業的要求適應性不強，靈活性差強人意，影響隧道作業的安全性和工程進度；同時，該技術案行進阻力大，造成其盾構效率低，盾構速度慢，能源消耗大，對地質條件適應性不強，不高的缺陷都是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有隧道盾構機的缺點，設計一種盾構速度快、工作效率高、施工安全，可以進行高效率排出砂石的高速盾構機。

為了實現本發明的目的，提出如下技術方案：

一種高速智能盾構機，所述盾構機由盾構裝置2和砂石輸送裝置3組成，所述盾構裝置2由盾構刀盤6和螺旋砂石引流器5構成，其架設在盾構機1的前方；所述砂石輸送裝置3由兩個或兩個以上傳送處理倉8構成，位于盾構裝置2后方，并通過轉向連接器7與盾構裝置2連接固定；所述傳送處理倉8包括圓筒形的艙室，艙室內安裝有輸送管道10，該輸送管道10內設置砂石加速引流器11，各個艙室內的輸送管道10之間通過螺紋管12柔性連接；所述傳送處理倉8采用履帶式結構，由推進履帶輪9支撐整個盾構機；盾構時，架設在盾構機1的前方的盾構裝置2高速旋轉，利用履帶式結構對盾構裝置2施加對砂石的盾構壓力，通過輸送管道10內的砂石加速引流器11的作用，進一步將砂石碎料加速排出盾構機1外，完成盾構作業。