[實(shí)用新型]一種半馬盾構(gòu)機(jī)的開挖裝置及掘進(jìn)機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020598001.1
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN211924170U
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建斌;張寧川;賈連輝;董艷萍;安樂樂;魏杰證;孫磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 高園

本實(shí)用新型公開了一種半馬盾構(gòu)機(jī)的開挖裝置及掘進(jìn)機(jī)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中半馬盾構(gòu)機(jī)開挖效率低的問題。本實(shí)用新型包括設(shè)置在盾體橫截面上部的挖掘臂裝置和設(shè)置在盾體橫截面下部的組合式旋轉(zhuǎn)刀盤裝置，組合式旋轉(zhuǎn)刀盤裝置與設(shè)置在盾體內(nèi)的驅(qū)動系統(tǒng)相連接。挖掘臂裝置的開挖面位于組合式旋轉(zhuǎn)刀盤裝置1開挖面的前方，相對組合式旋轉(zhuǎn)刀盤裝置對掌子面進(jìn)行超前開挖。本實(shí)用新型適用于黃土、黏土等地質(zhì)，挖掘臂裝置開挖斷面在前，組合式旋轉(zhuǎn)刀盤裝置開挖斷面在后，形成臺階，增加了開挖工作面面積，前后干擾小，有利于掌子面穩(wěn)定；降低了施工成本，提升了施工安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種半馬盾構(gòu)機(jī)的開挖裝置及掘進(jìn)機(jī)。

背景技術(shù)

目前在山嶺隧道施工中，經(jīng)常使用的施工方法有鉆爆法、臺階法、三臺階法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁（CD）法、交叉中隔壁（CRD）法等。它們大多采用錨桿和噴射混凝土對隧道進(jìn)行支護(hù)，控制圍巖的變形和松弛。但施工過程中若遇到斷層破碎帶，由于該地質(zhì)具有巖體穩(wěn)定性差、強(qiáng)度低、透水性差、容易變形和壓縮性差等特點(diǎn)，圍巖結(jié)構(gòu)極不穩(wěn)定，自承載能力較弱，經(jīng)常會出現(xiàn)坍塌、冒頂?shù)仁鹿剩o隧道施工安全造成很大影響。

國內(nèi)外專業(yè)技術(shù)人員對馬蹄形隧道采用的盾構(gòu)法施工工法進(jìn)行了大量研究，如：《一種泥水平衡式馬蹄形盾構(gòu)機(jī)》利用一個(gè)大圓形刀盤和異形刀盤（偏心擺動）組成的刀盤切削出馬蹄形隧道，利用泥水平衡模式保持開挖面穩(wěn)定；《一種超大斷面馬蹄形盾構(gòu)機(jī)》利用土壓平衡原理，采用數(shù)個(gè)前后分布的圓形刀盤進(jìn)行開挖，以最新一環(huán)拼裝完畢的管片為支撐基礎(chǔ)進(jìn)行整機(jī)的推進(jìn)，該機(jī)型在蒙華鐵路白城隧道擁有成功應(yīng)用案例；《一種用于馬蹄形斷面隧道的可現(xiàn)澆支護(hù)的盾構(gòu)機(jī)》采用土壓平衡原理進(jìn)行掘進(jìn)，以距離主機(jī)很遠(yuǎn)的拼裝完畢的管片為撐緊基礎(chǔ)，依靠摩擦提供的反力，并通過杠桿+球鉸傳力進(jìn)行整機(jī)的推進(jìn)，其開挖采用在同一平面上的三個(gè)圓刀盤和三個(gè)偏心回轉(zhuǎn)刀盤組合而成；《異形斷面隧道用盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)》（日立造船株式會社）通過利用挖掘控制裝置并根據(jù)刀盤的轉(zhuǎn)角和仿形切刀的進(jìn)退量，控制各刀盤輪輻的進(jìn)退量，在仿形切刀后退時(shí)用刀盤輪輻挖掘短徑部分，并在仿形切刀突出時(shí)挖掘長徑部分，能夠容易的挖掘異形斷面隧道；《一種矩形盾構(gòu)的刀盤裝置及其同步控制方法》，按設(shè)定角度設(shè)置與前段殼體的第一刀盤和第二刀盤、位于第一刀盤和第二刀盤后方的偏心多軸異形刀盤、用于驅(qū)動第一刀盤作圓周運(yùn)動的第一刀盤驅(qū)動、用于驅(qū)動第二刀盤作圓周運(yùn)動的第二刀盤驅(qū)動、用于驅(qū)動偏心多軸異形刀盤作偏心回轉(zhuǎn)運(yùn)動的偏心多軸異形刀盤驅(qū)動，第一刀盤與第二刀盤均為X形輻條式結(jié)構(gòu)刀盤，設(shè)定角度差為80-100度，第一刀盤與第二刀盤的中心距小于第一刀盤與第二刀盤的半徑之和。第一刀盤和第二刀盤互相不發(fā)生碰撞并在第一工作面進(jìn)行挖掘，偏心多軸異形刀盤在第二工作面繼續(xù)切削，整個(gè)刀盤裝置在矩形斷面中切削最大面積，使整個(gè)開挖面呈矩形，達(dá)到全面切削等等。

綜上所知，國內(nèi)外針對異形隧道開挖的技術(shù)多種多樣，各具特色。為了解決設(shè)備費(fèi)用造價(jià)巨大、馬蹄形斷面超寬所帶來的被切削土體流動性更高的需求，需要一種施工可靠性很高、造價(jià)相對低廉的、渣土改良更好的開挖系統(tǒng)方案。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對上述背景技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提出一種半馬盾構(gòu)機(jī)的開挖裝置及掘進(jìn)機(jī)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中隧道施工安全系數(shù)低的問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種半馬盾構(gòu)機(jī)的開挖裝置，包括設(shè)置在盾體橫截面上部的挖掘臂裝置和設(shè)置在盾體橫截面下部的組合式旋轉(zhuǎn)刀盤裝置，組合式旋轉(zhuǎn)刀盤裝置與設(shè)置在盾體內(nèi)的驅(qū)動系統(tǒng)相連接；所述挖掘臂裝置的開挖面位于組合式旋轉(zhuǎn)刀盤裝置開挖面的前方。

所述組合式旋轉(zhuǎn)刀盤裝置包括后輔助刀盤和至少兩個(gè)前刀盤組成的前組合刀盤組，前組合刀盤組位于后輔助刀盤的前方，前刀盤位于同一平面內(nèi)。

所述前組合刀盤組包括前刀盤Ⅰ、前刀盤Ⅱ、前刀盤Ⅲ和前刀盤Ⅵ，前刀盤Ⅱ和前刀盤Ⅲ對稱設(shè)置在盾體橫截面的中部，前刀盤Ⅰ和前刀盤Ⅵ對稱設(shè)置在盾體橫截面的兩側(cè)。