專利名稱：適用于復(fù)雜地層的掘進機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機械設(shè)備，尤其涉及一種適用于復(fù)雜地層的掘進機。
背景技術(shù)：
目前，掘進機被廣泛的用于地鐵隧道和穿山隧道等隧道結(jié)構(gòu)的開挖現(xiàn)場，掘進機根據(jù)開挖地質(zhì)的不同分為:土壓平衡掘進機(簡稱:EPB)和全斷面硬巖掘進機(簡稱:TBM)；土壓平衡掘進機用于掘進軟土地質(zhì)，而全斷面硬巖掘進機用于掘進硬巖地質(zhì)。上述兩種掘進機均包括刀盤、主驅(qū)動和盾構(gòu)機構(gòu)，盾構(gòu)機構(gòu)包括前盾、中盾和后盾；主驅(qū)動設(shè)置在前盾上，刀盤連接在主驅(qū)動上，前盾與中盾之間通過主推進油缸連接，中盾與后盾連接在一起；前盾設(shè)置有可伸縮的前支撐靴，后盾設(shè)置有可伸縮的后支撐靴。對于EPB而言，相對應(yīng)的配置有螺旋出土機和管片拼裝機，通過螺旋出土機將刀盤掘出的土輸送出，并通過管片拼裝機對掘進形成的隧道內(nèi)部進行貼裝管片；而對于TBM而言，相對應(yīng)的配置有集渣料斗、輸送帶、錨桿鉆機和混凝土噴射機，刀盤掘出的石塊落入到集渣料斗，石塊由集渣料斗的出口落到輸送帶被輸送出，而錨桿鉆機向隧道打鉚釘，并通過混凝土噴射機向隧道噴射混凝土層。然而在掘進同一條隧道過程中，容易掘進不同的巖層，而掘進機不能滿足不同地質(zhì)條件的施工要求，導(dǎo)致單臺掘進機使用范圍較窄。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種適用于復(fù)雜地層的掘進機，解決現(xiàn)有技術(shù)中掘進機不能滿足不同地質(zhì)條件的施工要求，掘進機使用范圍較窄的缺陷，實現(xiàn)適用于復(fù)雜地層的掘進機能夠滿足不同地質(zhì)條件的施工要求，擴寬其使用范圍。本實用新型提供的技術(shù)方案是，一種適用于復(fù)雜地層的掘進機，包括刀盤、主驅(qū)動和盾構(gòu)機構(gòu)，所述盾構(gòu)機構(gòu)包括前盾、中盾和后盾，所述主驅(qū)動設(shè)置在所述前盾上，所述刀盤連接在所述主驅(qū)動上，所述前盾與所述中盾之間通過主推進油缸連接，所述中盾與所述后盾連接在一起，所述前盾設(shè)置有可伸縮的前支撐靴，所述后盾設(shè)置有可伸縮的后支撐靴，所述前盾與所述刀盤之間形成有存渣倉，所述存渣倉上設(shè)置有出渣口，所述存渣倉中還設(shè)置有可折疊的集渣料斗，所述集渣料斗位于所述出渣口的上方；所述盾構(gòu)機構(gòu)中設(shè)置有位置可調(diào)的輸送帶和可拆卸的螺旋輸送機；在EPB模式下，所述螺旋輸送機插在所述出渣口中，所述輸送帶位于所述螺旋輸送機出料口的下方；在TBM模式下，所述輸送帶插在所述出渣口中并位于所述集渣料斗的下方。進一步的，所述適用于復(fù)雜地層的掘進機還包括:錨桿鉆機、混凝土噴射機、管片拼裝機和盾構(gòu)油缸，所述后盾設(shè)置有支撐橫梁，所述后盾的內(nèi)壁沿圓周方向設(shè)置有多個所述盾構(gòu)油缸，所述管片拼裝機設(shè)置在所述支撐橫梁上，而在TBM模式下，所述錨桿鉆機可拆卸的設(shè)置在所述支撐橫梁上，所述混凝土噴射機可拆卸的設(shè)置在所述管片拼裝機上。進一步的，所述支撐橫梁上還設(shè)置有超前鉆機。進一步的，所述刀盤、所述前盾和所述后盾的直徑依次減小。[0008]進一步的，所述刀盤和所述前盾之間設(shè)置有加注口。進一步的，所述前盾和所述中盾之間設(shè)置有前密封，所述中盾和所述后盾之間設(shè)置有鉸接密封，所述后盾的尾部設(shè)置有密封刷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:本實用新型提供的適用于復(fù)雜地層的掘進機，通過設(shè)置可折疊的集渣料斗和可拆卸的螺旋輸送機，并配合位置可以調(diào)節(jié)的輸送帶，在EPB模式下，可折疊的集渣料斗折疊，刀盤掘出的土收集在存渣倉中，并在刀盤內(nèi)部壓力達到平衡后，再通過螺旋輸送機將存渣倉中的土輸送到輸送帶上；而在TBM模式下，可折疊的集渣料斗打開，刀盤掘出的石塊通過集渣料斗直接落到輸送帶上輸出，實現(xiàn)了適用于復(fù)雜地層的掘進機能夠滿足不同地質(zhì)條件的施工要求，擴寬其使用范圍。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型適用于復(fù)雜地層的掘進機實施例的結(jié)構(gòu)示意圖一；圖2為本實用新型適用于復(fù)雜地層的掘進機實施例的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；圖3為本實用新型適用于復(fù)雜地層的掘進機實施例中前支撐靴的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖1-圖3所示，本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機，包括刀盤1、主驅(qū)動2和盾構(gòu)機構(gòu)3，盾構(gòu)機構(gòu)3包括前盾31、中盾32和后盾33，主驅(qū)動2設(shè)置在前盾31上，刀盤I連接在主驅(qū)動2上，前盾31與中盾32之間通過主推進油缸4連接，中盾32與后盾33連接在一起，前盾31設(shè)置有可伸縮的前支撐靴311，后盾33設(shè)置有可伸縮的后支撐靴330，前盾31與刀盤I之間形成有存渣倉10，存渣倉10上設(shè)置有出渣口 101，存渣倉10中還設(shè)置有可折疊的集渣料斗5，集渣料斗5位于出渣口 101的上方；盾構(gòu)機構(gòu)3中設(shè)置有位置可調(diào)的輸送帶6和可拆卸的螺旋輸送機7 ;在EPB模式下，螺旋輸送機7插在出渣口 101中，輸送帶6位于螺旋輸送機7出料口的下方；在TBM模式下，輸送帶6插在出渣口 101中并位于集渣料斗5的下方。具體而言，本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機能夠根據(jù)掘金的環(huán)境需要滿足TBM和EPB兩種工作模式的要求。為了實現(xiàn)方便快捷的進行TBM和EPB兩種工作模式的轉(zhuǎn)換，本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機通過可折疊的集渣料斗5、位置可調(diào)的輸送帶6和可拆卸的螺旋輸送機7實現(xiàn)的，具體的，當(dāng)本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機掘進巖石等硬地質(zhì)時，集渣料斗5處于打開狀態(tài)，輸送帶6插在出渣口 101中并位于打開的集渣料斗5下方，刀盤I掘出的石塊進入到存渣倉10中并通過集渣料斗5的引導(dǎo)落到輸送帶6上被輸送出；而當(dāng)本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機掘進土層等軟地質(zhì)時，集渣料斗5處于關(guān)閉狀態(tài)，螺旋輸送機7插在出洛口 101中，而輸送帶6在存洛倉10外并位于螺旋輸送機7下方,刀盤I掘出的土進入到存渣倉10中并在刀盤I內(nèi)外壓力平衡后，通過螺旋輸送機7輸送至輸送帶6上被輸送出。本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機在不同模式下，采用不同的出料方式，避免單獨使用螺旋輸送機7而無法及時有效的輸出石塊，同時也避免單獨使用輸送帶6無法滿足EPB模式下刀盤I兩側(cè)壓力的要求，真正意義上實現(xiàn)具有TBM和EPB兩種工作模式，且更加方便快捷的進行切換。而輸送帶6在不同模式下，可以通過調(diào)節(jié)支撐架61的位置以滿足輸送帶6位置的調(diào)整，例如:支撐架61可轉(zhuǎn)動的連接在前盾31上，輸送帶6的前端鉸接在支撐架61上，支撐架61可以通過油缸(未圖示)驅(qū)動其轉(zhuǎn)動，以改變調(diào)整輸送帶6的位置滿足不同模式的要求。其中，本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機還包括:錨桿鉆機81、混凝土噴射機82、管片拼裝機83和盾構(gòu)油缸84，后盾33設(shè)置有支撐橫梁34，后盾33的內(nèi)壁沿圓周方向設(shè)置有多個盾構(gòu)油缸84，管片拼裝機83設(shè)置在支撐橫梁34上，而在TBM模式下，錨桿鉆機81可拆卸的設(shè)置在支撐橫梁34上，混凝土噴射機82可拆卸的設(shè)置在管片拼裝機83上。具體的，在EPB模式下，通過管片拼裝機83在開掘出的隧道中貼管片831，并通過盾構(gòu)油缸84頂住貼好的管片831以驅(qū)動本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機遷移。而在TBM模式下，管片拼裝機83上設(shè)置混凝土噴射機82，并在支撐橫梁34上設(shè)置錨桿鉆機81，通過錨桿鉆機81和混凝土噴射機82對掘出的隧道進行支護。另外，本實施例中的支撐橫梁34上還設(shè)置有超前鉆機9，通過超前鉆機9探測未掘進處的地質(zhì)情況。進一步的，刀盤1、前盾31和后盾33的直徑依次減小，使本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機呈前大后小的倒錐形，從而便于本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機在隧道中舒暢的移動，而刀盤I和前盾31之間設(shè)置有加注口 30，加注口 30與存渣倉10連通，在掘進過程中，當(dāng)出現(xiàn)局部圍巖不好的情況下，可以通過加注口 30向存渣倉10中加注水、泥或泡沫等填充物，確保本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機能夠安全的通過該區(qū)域。優(yōu)選的，前盾31和中盾32之間設(shè)置有前密封311，中盾32和后盾33之間設(shè)置有鉸接密封321，后盾33的尾部設(shè)置有密封刷331。更進一步的，前支撐靴311包括支撐靴板3112和支撐油缸3111，還包括滑動導(dǎo)軌3113，滑動導(dǎo)軌3113設(shè)置有滑槽31131，支撐靴板3112滑動連接在滑槽31131中，滑動導(dǎo)軌3113固定在支撐油缸3111的活塞桿31111上。具體而言，在TBM模式下，前支撐靴311中的支撐靴板3112能夠沿著滑槽31131滑動，支撐油缸3111能夠驅(qū)動滑動導(dǎo)軌3113移動，從而帶動支撐靴板3112從前盾31伸出或縮回。在支撐靴板3112頂在隧道的內(nèi)壁上后，刀盤I在向前掘進的過程中，支撐靴板3112能夠相對于滑動導(dǎo)軌3113移動，而確保支撐靴板3112相對于內(nèi)壁保持不動，使支撐靴板3112能夠提供可靠穩(wěn)定的支撐力，確保刀盤I保持正常的掘進姿態(tài)。優(yōu)選的，為了實現(xiàn)支撐靴板3112自動復(fù)位，滑槽31131中設(shè)置有用于驅(qū)動支撐靴板3112復(fù)位的復(fù)位器3114。具體的，復(fù)位器3114可以為復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的一端抵靠在支撐靴板3112上?；蛘?，復(fù)位器3114可以為復(fù)位油缸，復(fù)位油缸的活塞桿連接在支撐靴板3112上。通過將支撐靴板滑動連接在滑動導(dǎo)軌上，在支撐油缸將支撐靴板頂在掘進機挖掘出的隧道的內(nèi)壁上后，支撐靴板可以相對于滑動導(dǎo)軌移動，避免出現(xiàn)支撐靴板與隧道的內(nèi)壁之間發(fā)生滑動，使掘進機用支撐靴能夠為掘進機提供穩(wěn)定的支撐力，保證掘進機的刀盤的正常掘進姿態(tài)，提高了掘進機用支撐靴的支撐可靠性。本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機的掘進過程以及切換過程具體如下:1、TBM模式掘進:在圍巖條件較好的硬巖中掘進時，后支撐靴330撐住洞壁，為掘進提供反力，主推進油缸4伸出，推動刀盤I向前，同時刀盤I旋轉(zhuǎn)，向前掘進，挖出的巖渣通過集渣料斗5掉落到輸送帶6上送往后部。掘進一個行程后，后支撐靴330回縮離開洞壁，前支撐靴311的油缸伸出，撐住洞壁，然后主推進油缸4縮回，從而拖動中盾32、后盾33以及其他后配套設(shè)備向前走一個行程，然后后支撐靴330撐住洞壁進行下一個掘進循環(huán)。同時錨桿鉆機81和混凝土噴射機82開始工作，對洞壁進行簡單支護。2、切換操作:當(dāng)遇到強風(fēng)化、巖層破碎帶或者砂土層時，需要改變掘進模式并改變支護方式時。拆除錨桿鉆機81和混凝土噴射機82，恢復(fù)管片拼裝機83的管片安裝功能，折疊起集渣料斗5，把輸送帶6移出前盾31外并下移至出渣口 101以下，使用輸送帶6把螺旋輸送機7從后部運送過來，安裝在出渣口 101上，這樣就從TBM模式轉(zhuǎn)換成EPB模式。3,EPB模式掘進:后支撐靴330和主推進油缸4收起不用，盾構(gòu)油缸8頂在鋪設(shè)的管片831上，向前推進，同時刀盤I旋轉(zhuǎn)，向前掘進，螺旋輸送機7啟動控制出土量，保持土壓平衡，排土落在輸送帶6上送往后部。掘進一個行程后停止推進，盾構(gòu)油缸8中的部分保持不動頂住不使刀盤I后退，剩余部分回縮讓出空間，管片拼裝機83鋪裝管片831，然后再伸出頂在剛鋪設(shè)的管片831上。所有管片831鋪設(shè)完畢后，一個掘進循環(huán)結(jié)束；刀盤I旋轉(zhuǎn)，盾構(gòu)油缸8推出進入下一個掘進循環(huán)。本實施例適用于復(fù)雜地層的掘進機，通過設(shè)置可折疊的集渣料斗和可拆卸的螺旋輸送機，并配合位置可以調(diào)節(jié)的輸送帶，在EPB模式下，可折疊的集渣料斗折疊，刀盤掘出的土收集在存渣倉中，并在刀盤內(nèi)部壓力達到平衡后，再通過螺旋輸送機將存渣倉中的土輸送到輸送帶上；而在TBM模式下，可折疊的集渣料斗打開，刀盤掘出的石塊通過集渣料斗直接落到輸送帶上輸出，實現(xiàn)了適用于復(fù)雜地層的掘進機能夠滿足不同地質(zhì)條件的施工要求，擴寬其使用范圍。最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種適用于復(fù)雜地層的掘進機，包括刀盤、主驅(qū)動和盾構(gòu)機構(gòu)，所述盾構(gòu)機構(gòu)包括前盾、中盾和后盾，所述主驅(qū)動設(shè)置在所述前盾上，所述刀盤連接在所述主驅(qū)動上，所述前盾與所述中盾之間通過主推進油缸連接，所述中盾與所述后盾連接在一起，所述前盾設(shè)置有可伸縮的前支撐靴，所述后盾設(shè)置有可伸縮的后支撐靴，其特征在于，所述前盾與所述刀盤之間形成有存渣倉，所述存渣倉上設(shè)置有出渣口，所述存渣倉中還設(shè)置有可折疊的集渣料斗，所述集渣料斗位于所述出渣口的上方；所述盾構(gòu)機構(gòu)中設(shè)置有位置可調(diào)的輸送帶和可拆卸的螺旋輸送機；在EPB模式下，所述螺旋輸送機插在所述出渣口中，所述輸送帶位于所述螺旋輸送機出料口的下方；在TBM模式下，所述輸送帶插在所述出渣口中并位于所述集渣料斗的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于復(fù)雜地層的掘進機，其特征在于，所述適用于復(fù)雜地層的掘進機還包括:錨桿鉆機、混凝土噴射機、管片拼裝機和盾構(gòu)油缸，所述后盾設(shè)置有支撐橫梁，所述后盾的內(nèi)壁沿圓周方向設(shè)置有多個所述盾構(gòu)油缸，所述管片拼裝機設(shè)置在所述支撐橫梁上，而在TBM模式下，所述錨桿鉆機可拆卸的設(shè)置在所述支撐橫梁上，所述混凝土噴射機可拆卸的設(shè)置在所述管片拼裝機上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于復(fù)雜地層的掘進機，其特征在于，所述支撐橫梁上還設(shè)置有超前鉆機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于復(fù)雜地層的掘進機，其特征在于，所述刀盤、所述前盾和所述后盾的直徑依次減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于復(fù)雜地層的掘進機，其特征在于，所述刀盤和所述前盾之間設(shè)置有加注口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的適用于復(fù)雜地層的掘進機，其特征在于，所述前盾和所述中盾之間設(shè)置有前密封，所述中盾和所述后盾之間設(shè)置有鉸接密封，所述后盾的尾部設(shè)置有密封刷。
專利摘要本實用新型公開了一種適用于復(fù)雜地層的掘進機，包括刀盤、主驅(qū)動和盾構(gòu)機構(gòu)，前盾與刀盤之間形成有存渣倉，存渣倉上設(shè)置有出渣口，存渣倉中還設(shè)置有可折疊的集渣料斗，集渣料斗位于出渣口的上方；盾構(gòu)機構(gòu)中設(shè)置有位置可調(diào)的輸送帶和可拆卸的螺旋輸送機；在EPB模式下，螺旋輸送機插在出渣口中，輸送帶位于螺旋輸送機出料口的下方；在TBM模式下，輸送帶插在出渣口中并位于集渣料斗的下方。通過設(shè)置可折疊的集渣料斗和可拆卸的螺旋輸送機，并配合位置可以調(diào)節(jié)的輸送帶，實現(xiàn)了適用于復(fù)雜地層的掘進機能夠滿足不同地質(zhì)條件的施工要求，擴寬其使用范圍。
文檔編號E21D9/08GK203050721SQ201320066128
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者黃艦, 初興仁, 朱厚軍, 韓傳強, 白韜光, 李楊, 王小強 申請人:中船重工(青島)軌道交通裝備有限公司