敞開式盾構(gòu)的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種敞開式盾構(gòu)機(jī)，該敞開式盾構(gòu)機(jī)包括主盾體和抓斗，還包括：與所述主盾體的工作口相連的支撐網(wǎng)格；所述支撐網(wǎng)格包括若干隔板，若干所述隔板相連形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；所述支撐網(wǎng)格位于所述抓斗的上方，且一個(gè)或多個(gè)所述隔板開設(shè)有排渣孔；和調(diào)節(jié)所述排渣孔開度的閥門。本實(shí)用新型提供敞開式盾構(gòu)機(jī)中，在主盾體的工作口的抓斗上方設(shè)置支撐網(wǎng)格，以實(shí)現(xiàn)超前支護(hù)，降低土體塌方風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，形成支撐網(wǎng)格的部分隔板開設(shè)有排渣孔，該排渣孔與可調(diào)排渣孔開度的閥門配合使用，以實(shí)現(xiàn)隔板的土渣堆積量可調(diào)，以確保出土量和開挖量一致，進(jìn)一步避免土體塌方。
【專利說明】敞開式盾構(gòu)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及盾構(gòu)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種敞開式盾構(gòu)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)機(jī)是一種隧道掘進(jìn)的工程機(jī)械，被廣泛用作地鐵、鐵路和公路等的修建。盾構(gòu)機(jī)主要包括泥水氣壓平衡式、土壓平衡式、泥水平衡盾構(gòu)機(jī)和敞口式盾構(gòu)機(jī)。盾構(gòu)法施工中，需要根據(jù)地質(zhì)條件、造價(jià)等因素選擇合適的盾構(gòu)機(jī)。例如:土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)在砂卵石地層中施工普遍存在刀具磨損嚴(yán)重，需要頻繁開倉換刀等問題；在遇到無法排出的超大粒徑卵石或孤石時(shí)，還要采取人工開挖小導(dǎo)洞繞至掌子面將障礙石塊取出等措施進(jìn)行處理。而在地層自立性較好、地下水位相對(duì)較低的黏土地層或砂卵石地層，采用敞口式盾構(gòu)機(jī)則可以有效解決上述問題，并且敞口式盾構(gòu)機(jī)造價(jià)低，出土效率高。
[0003]在敞口式盾構(gòu)機(jī)的應(yīng)用中，開挖面是敞開的，因此無法像土壓平衡或泥水平衡盾構(gòu)機(jī)那樣，在施工前方建立起動(dòng)態(tài)變化的壓力平衡，在掘進(jìn)過程中若遇到地層復(fù)雜且自穩(wěn)性不好的地層，特別是砂土地層時(shí)，僅靠活動(dòng)前檐和擋板難以維持掌支面的穩(wěn)定，土體塌方風(fēng)險(xiǎn)較聞，施工安全有待提聞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提出一種能夠降低土體塌方風(fēng)險(xiǎn)的敞開式盾構(gòu)機(jī)，以提高施工安全。 [0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本實(shí)用新型提供了一種敞開式盾構(gòu)機(jī)，包括主盾體和抓斗，所述敞開式盾構(gòu)機(jī)還包括:與所述主盾體的工作口相連的支撐網(wǎng)格；所述支撐網(wǎng)格包括若干隔板，若干所述隔板相連形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；所述支撐網(wǎng)格位于所述抓斗的上方，且一個(gè)或多個(gè)所述隔板開設(shè)有排渣孔；和，調(diào)節(jié)所述排渣孔的開度的閥門。
[0007]進(jìn)一步地，所述支撐網(wǎng)格的隔板中，靠近所述抓斗的一層隔板開設(shè)有排渣孔。
[0008]進(jìn)一步地，開設(shè)有所述排渣孔的所述隔板在所述排渣孔的兩側(cè)開設(shè)有滑道；所述閥門包括:安裝于所述滑道的擋板，以及驅(qū)動(dòng)所述擋板沿所述滑道移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步地，所述滑道沿所述敞開式盾構(gòu)機(jī)的軸向設(shè)置于所述排渣孔的兩側(cè)。
[0010]進(jìn)一步地，所述滑道開設(shè)于所述隔板的底面，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于所述隔板的底面。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為油缸或螺旋副。
[0012]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為油缸；所述敞開式盾構(gòu)機(jī)還包括:設(shè)置于所述隔板的、用于檢測所述隔板承重?cái)?shù)據(jù)的重量傳感器；控制器，其信號(hào)輸入端與所述重量傳感器相連，信號(hào)輸出端通過電磁閥與所述油缸相連；所述控制器根據(jù)所述承重?cái)?shù)據(jù)通過控制電磁閥的開度以調(diào)節(jié)所述油缸的伸縮量；所述油缸的自由端與所述擋板相連。
[0013]進(jìn)一步地，所述電磁閥為電磁比例閥。[0014]進(jìn)一步地，所述支撐網(wǎng)格由若干隔板焊接形成。
[0015]進(jìn)一步地，所述支撐網(wǎng)格與所述主盾體的工作口焊接。
[0016]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的敞開式盾構(gòu)機(jī)在主盾體的工作口的抓斗上方設(shè)置支撐網(wǎng)格，以實(shí)現(xiàn)超前支護(hù)，降低土體塌方風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，形成支撐網(wǎng)格的部分隔板開設(shè)有排渣孔，該排渣孔與可調(diào)排渣孔開度的閥門配合使用，以實(shí)現(xiàn)隔板的土渣堆積量可調(diào)，以確保出土量和開挖量一致，進(jìn)一步避免土體塌方。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的敞開式盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為圖1沿A-A面的剖面仰視示意圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型另一優(yōu)選實(shí)施例中閥門控制部分的原理示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記說明:
[0022]I主盾體2支撐網(wǎng)格 [0023]21a~21e隔板3 閥門
[0024]31擋板32油缸
[0025]4重量傳感器 5控制器
[0026]6電磁閥
【具體實(shí)施方式】
[0027]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的各優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步說明。
[0028]請(qǐng)參見圖1，該圖示出了本實(shí)用新型實(shí)施提供的敞開式盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例提供的敞開式盾構(gòu)機(jī)包括主盾體I和抓斗(圖中未示出)，該敞開式盾構(gòu)機(jī)還包括:
[0029]與所述主盾體I的工作口相連的支撐網(wǎng)格2 ;該支撐網(wǎng)格2包括若干隔板，若干所述隔板相連形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；支撐網(wǎng)格2位于所述抓斗的上方，且一個(gè)或多個(gè)隔板開設(shè)有排渣孔；
[0030]以及調(diào)節(jié)所述排渣孔的開度的閥門3。
[0031]本實(shí)施例提供的敞開式盾構(gòu)機(jī)中，主盾體I和抓斗的結(jié)構(gòu)可以與現(xiàn)有技術(shù)相同，抓斗位于主盾體I內(nèi)，工作時(shí)從主盾體I的工作口的下部分伸出，用于將土渣或泥渣鏟起后通過輸送帶輸出。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本實(shí)施例提供的敞開式盾構(gòu)機(jī)還包括有支撐網(wǎng)格2以及閥門3。其中，支撐網(wǎng)格2起到超前支護(hù)的作用，防止盾構(gòu)機(jī)在挖掘過程中對(duì)掌支面土體擾動(dòng)造成的塌方。閥門3用于調(diào)節(jié)隔板上的排渣孔開度，以調(diào)整支撐網(wǎng)格2的渣土堆積量。
[0032]具體而言，支撐網(wǎng)格2由若干個(gè)隔板連接形成。該支撐網(wǎng)格2安裝于主盾體I的工作口，同時(shí)，為了避免與抓斗發(fā)生干涉，保證抓斗的正常工作，該支撐網(wǎng)格2應(yīng)是位于抓斗上方的。該支撐網(wǎng)格2中的隔板優(yōu)選均沿敞開式盾構(gòu)機(jī)的軸向布置，進(jìn)而提高該支撐網(wǎng)格2沿軸向方向的支撐力，對(duì)敞開式盾構(gòu)機(jī)前方土層提供可靠的支撐力。支撐網(wǎng)格2可以與主盾體I的工作口焊接，焊接連接的優(yōu)點(diǎn)在于:支撐網(wǎng)格2與主盾體I形成一體結(jié)構(gòu)，能夠提高該支撐網(wǎng)格2的剛度和抗沖擊性能。當(dāng)然，支撐網(wǎng)格2也可以與主盾體I可拆卸連接，其優(yōu)點(diǎn)在于便于更換支撐網(wǎng)格2。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體工況進(jìn)行選擇。此外，為了保證支撐網(wǎng)格2的強(qiáng)度，該支撐網(wǎng)格2優(yōu)選由若干隔板焊接形成。在本實(shí)施例中，是由5個(gè)隔板焊接而成，分別是隔板21a、隔板21b、隔板21c、隔板21d、隔板21e。
[0033]設(shè)置支撐網(wǎng)格2后雖可實(shí)現(xiàn)超前支護(hù)的作用，但是在開挖過程中部分土渣會(huì)不可避免的堆積在隔板上，這對(duì)排土量有影響，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)的開挖量與排土量不平衡時(shí)，仍存在塌方危險(xiǎn)。為此，本實(shí)施例中進(jìn)一步對(duì)隔板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)隔板的土渣堆積量可調(diào)。具體而言，一方面，在形成支撐網(wǎng)格2的若干隔板中，一個(gè)或多個(gè)隔板開設(shè)有排渣孔，該排渣孔的設(shè)置為調(diào)整隔板的渣土堆積量提供了前提。上述排渣孔可以為矩形孔、圓孔等形式。上述排渣孔可設(shè)置在土渣堆積量較大的隔板上，優(yōu)選如本實(shí)施例所示，靠近抓斗的一層隔板上開設(shè)排渣孔，即排渣孔設(shè)置在隔板21a、21c和21e上，其余隔板可不設(shè)置排渣孔，以保證力學(xué)強(qiáng)度。
[0034]另一方面，排渣孔與閥門3配合使用，實(shí)現(xiàn)隔板土渣堆積量可調(diào)。例如，在掘進(jìn)過程中，當(dāng)遇到堅(jiān)硬的、自穩(wěn)性較好的地層時(shí)，支撐網(wǎng)格2內(nèi)堆積的渣土較少，閥門3可以不打開或開度較小；當(dāng)遇到軟弱的、自穩(wěn)性不好的地層時(shí)，支撐網(wǎng)格2內(nèi)堆積的渣土較多，閥門3開度適當(dāng)加大，以確保出土量和開挖量一致，避免土體塌方。
[0035]上述閥門3可以采用滑動(dòng)擋板的形式，通過改變擋板覆蓋排渣孔的面積實(shí)現(xiàn)排渣量的調(diào)整。具體而言:開設(shè)有排渣孔的隔板(本實(shí)施中為隔板21a、21c、21e)在排渣孔的兩側(cè)開設(shè)有滑道；閥門3包括:安裝于該滑道的擋板31，以及驅(qū)動(dòng)該擋板31沿上述滑道移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)擋板31移動(dòng)，改變擋板31覆蓋排渣孔的面積，以實(shí)現(xiàn)隔板土渣堆積量的調(diào)節(jié)?？紤]到盾構(gòu)機(jī)沿軸向方形的可用空間較大，因而為了提高閥門3的開度控制范圍，上述滑道可以沿盾構(gòu)機(jī)的軸向設(shè)置于排渣孔的兩側(cè)。此外，為了防止土渣進(jìn)入滑道影響擋板31滑動(dòng)，可將滑道開設(shè)于隔板21a、21c、21e的底面，相應(yīng)的，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也安裝于上述隔板的底面。
[0036]上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以為油缸32或螺旋副。從控制靈活性方面考慮，優(yōu)選采用油缸
32。請(qǐng)參見圖3，上述敞開式盾構(gòu)機(jī)進(jìn)一步還可以包括:
[0037]設(shè)置于開設(shè)有排渣孔的隔板的、用于檢測隔板承重?cái)?shù)據(jù)的重量傳感器4 ；
[0038]控制器5,其信號(hào)輸入端與重量傳感器4相連,信號(hào)輸出端通過電磁閥6與油缸32相連；該控制器5根據(jù)上述承重?cái)?shù)據(jù)通過控制電磁閥6的開度以調(diào)節(jié)油缸32的伸縮量；
[0039]油缸32的自由端與閥門3的擋板31相連。
[0040]此種盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)，通過增設(shè)重量傳感器4、控制器5、和電磁閥6來實(shí)現(xiàn)隔板土渣堆積量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)控制器5接收的承重?cái)?shù)據(jù)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制器5控制電磁閥6打開，并根據(jù)承重?cái)?shù)據(jù)與預(yù)設(shè)值的差值來調(diào)節(jié)電磁閥6的開度，進(jìn)而調(diào)節(jié)油缸32的進(jìn)油量，油缸32伸縮量的變化帶動(dòng)閥門的擋板31移動(dòng)，進(jìn)而改變排渣孔的開度。上述油缸32也可以由氣缸代替。電磁閥6優(yōu)選采用電磁比例閥。
[0041]由上述內(nèi)容可知，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的敞開式盾構(gòu)機(jī)中，在主盾體的工作口的抓斗上方設(shè)置支撐網(wǎng)格，以實(shí)現(xiàn)超前支護(hù)，降低土體塌方風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，形成支撐網(wǎng)格的部分隔板開設(shè)有排渣孔，該排渣孔與可調(diào)排渣孔開度的閥門配合使用，以實(shí)現(xiàn)隔板的土渣堆積量可調(diào)，以確保出土量和開挖量一致，進(jìn)一步避免土體塌方。
[0042]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種敞開式盾構(gòu)機(jī)，包括主盾體(I)和抓斗，其特征在于，所述敞開式盾構(gòu)機(jī)還包括: 與所述主盾體(I)的工作口相連的支撐網(wǎng)格(2);所述支撐網(wǎng)格(2)包括若干隔板，若干所述隔板相連形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；所述支撐網(wǎng)格(2)位于所述抓斗的上方，且一個(gè)或多個(gè)所述隔板開設(shè)有排渣孔；和， 調(diào)節(jié)所述排渣孔的開度的閥門(3 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敞開式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述支撐網(wǎng)格(2)的隔板中，靠近所述抓斗的一層隔板開設(shè)有排渣孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敞開式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，開設(shè)有所述排渣孔的所述隔板在所述排渣孔的兩側(cè)開設(shè)有滑道；所述閥門(3)包括:安裝于所述滑道的擋板(31)，以及驅(qū)動(dòng)所述擋板(31)沿所述滑道移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的敞開式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述滑道沿所述敞開式盾構(gòu)機(jī)的軸向設(shè)置于所述排渣孔的兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的敞開式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述滑道開設(shè)于所述隔板的底面，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于所述隔板的底面。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的敞開式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為油缸(32)或螺旋副。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的敞開式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為油缸(32);所述敞開式盾構(gòu)機(jī)還包括: 設(shè)置于所述隔板的、用于檢測所述隔板承重?cái)?shù)據(jù)的重量傳感器(4)； 控制器(5)，其信號(hào)輸入端與所述重量傳感器(4)相連，信號(hào)輸出端通過電磁閥(6)與所述油缸(32 )相連；所述控制器(5 )根據(jù)所述承重?cái)?shù)據(jù)通過控制電磁閥(6 )的開度以調(diào)節(jié)所述油缸(32)的伸縮量； 所述油缸(32)的自由端與所述擋板(31)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的敞開式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述電磁閥(6)為電磁比例閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敞開式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述支撐網(wǎng)格(2)由若干隔板焊接形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敞開式盾構(gòu)機(jī)，其特征在于，所述支撐網(wǎng)格(2)與所述主盾體(I)的工作口焊接。
【文檔編號(hào)】E21D9/06GK203822313SQ201420141751
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】王建輝, 王連磊, 楊海濤 申請(qǐng)人:北京市三一重機(jī)有限公司