[發明專利]隧道掘進機穩定方法及其穩定器

有效

• 申請號: 202110458857.8
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113107504B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 白巖龍;王昆;賀開偉;葉超;高文梁;閆陽;尹躍峰;張子華;趙石;朱雷;鄭康泰
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張彬

本發明公開了隧道掘進機穩定方法及其穩定器，解決了土壓平衡式隧道掘進機在松軟的土體結構中無法保持前盾穩定的技術問題。本發明在隧道掘進機的前盾上設置穩定器，每個穩定器包括設置在前盾上的驅動機構和魚鰭板，驅動機構與魚鰭板驅動相連，驅動機構位于前盾內，控制驅動機構帶動魚鰭板相對前盾徑向伸出，使魚鰭板從前盾中伸出且侵入外部的土體中，魚鰭板從前盾伸出的端口處設置與魚鰭板滑動配合的密封組件。本發明為土壓平衡盾構機提供一種能夠克服刀盤反扭矩裝置的魚鰭式穩定器結構設計，解決了土壓平衡盾構機盾體防滾轉的難題，提高盾構機掘進姿態控制的精度，同時優化了隧道掘進機主機結構，提升隧道掘開挖施工質量。

技術領域

本發明涉及用于軟土地層的隧道掘進機穩定方法技術領域，特別是指隧道掘進機穩定方法及其穩定器。

背景技術

城市地鐵隧道施工中廣泛采用隧道掘進機進行掘進，城市地鐵隧道建設通常選用隧道掘進機中的土壓平衡式盾構機。由于城市隧道的施工建設受限于地質條件、周邊環境等影響，很多隧道存在較小轉彎曲線的要求，因此，盾構機往往設計為主動鉸接式，以此來適應轉彎要求。在刀盤開挖掘進過程中，主動鉸接的盾構機往往存在一定的振動、扭轉等問題，因此需要在主機前盾設計穩定器結構來解決問題。

經檢索，現有授權公告日為2018.04.03、授權公告號為CN207177903U的實用新型專利公開了一種雙護盾全斷面巖石隧道掘進機的輔助支撐結構和前盾組件，包括油缸和支撐塊，在油缸的缸體底部設有用于與掘進機的前盾盾體內部鉸接的第二鉸接軸，油缸的活塞桿頂端通過第一鉸接軸與支撐塊的一端鉸接，支撐塊的另一端通過第三鉸接軸與前盾盾體的外周附近鉸接，支撐塊能夠在油缸的活塞桿伸出后向前盾盾體的外周外部偏轉。所述前盾組件包括前盾盾體，在前盾盾體的端面上沿圓周裝有間隔45°圓心角的兩個穩定器撐靴，在兩個穩定器撐靴的對面半圓上對稱裝有兩個輔助支撐結構。該實用新型通過輔助支撐自身的結構與原有的穩定器撐靴形成錨固結構，相對傳統的穩定器撐靴能更加牢固的固定住前盾，以便使得主推油缸有效地拖動后配套前進。

上述實用新型所公開的技術方案是用于過站等場景時對前盾盾體的固定，使前盾盾體軸向固定，以便于在不拼裝管片的場景中提供反力，通過前盾盾體與后配套系統之間的主推油缸實現對后配套系統的牽引前進，并不能保證前盾盾體在各個方向上相對洞壁的穩定性。

如上述實用新型所公開的技術方案一樣，在現有的設備中，穩定器結構配置在硬巖隧道掘進機中，硬巖隧道掘進機的地質環境是堅硬的圍巖，穩定器的油缸帶著撐靴伸出后支撐在圍巖上，并不能侵入圍巖，在圍巖強度高的隧道內使用時，穩定器能夠減小硬巖隧道盾構掘進的設備振動、翻滾等。但是，土壓平衡式隧道掘進機施工的地質環境通常是松軟的土體結構，硬巖掘進機設備使用的穩定器應用在土壓平衡式隧道掘進機上，支撐塊伸出45mm不能解決問題。另外，土壓平衡式隧道掘進機在掘進時也存在盾體滾轉的問題，硬巖掘進機的穩定器結構撐靴為圓柱狀，防扭作用不佳。

發明內容

針對上述背景技術中的不足，本發明提出隧道掘進機穩定方法及其穩定器，解決了土壓平衡式隧道掘進機在松軟的土體結構中無法保持前盾穩定的技術問題。