[发明专利]一种用于大马蹄形断面隧道的可现浇支护的盾构机

说明书

技术领域

本发明属于异形隧道施工设备技术领域，尤其涉及一种用于大马蹄形断面隧道的可现浇支护的掘进设备。

背景技术

盾构技术不用大量拆迁，不用开挖地面，地面上无噪音、无尘土、不扰民，而且全部采用自动化控制，工程进度较快，因此，是一种既可减少工程污染，又可大幅度节约工程投资的施工技术。其中，顶管机是一种采用盾构法的集机械、电子、液压、激光和控制等技术于一体的高度机械化和自动化的开挖衬砌成套设备。

随着国家地下交通网络的发展，大断面异形盾构在城市轨道和交通隧道的建设将有较大的需求。马蹄形隧道开挖通常使用全断面钻爆法、台阶法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法等等，采用土压平衡的盾构模式开挖极为少见，且现在盾构施工工法中多为管片拼装形式，从施工成本上考虑，隧道现浇衬砌具有优势，加之若又能实现异形断面的盾构开挖，将两者有效的结合是工程中亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提出一种用于大马蹄形断面隧道的可现浇支护的盾构机，能够开挖超大大马蹄形断面，无开挖盲区，能控制地表沉，能实现边开挖作业边现场衬砌支护的异形盾构机。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于大马蹄形断面隧道的可现浇支护的盾构机，包括设置在前端的刀盘装置、相邻于刀盘装置后部的驱动系统、支撑整个设备的护盾结构、设置在刀盘装置后部的螺旋输送机、后配套系统和主推系统，所述护盾结构的截面呈马蹄形，护盾结构包括前盾、尾盾，前盾和尾盾通过铰接油缸连接，驱动系统安装在前盾内并与前端的刀盘装置连接。

所述刀盘装置包括三个圆刀盘、两个楔形偏心回转刀盘和一个漏斗形偏心回转刀盘，圆刀盘为辐条式刀盘；漏斗形偏心回转刀盘包括刀梁、刀具、曲轴、减速机和电机，刀梁上固定有若干刀具，刀梁后部连接有三个或四个曲轴，减速机和电机安装在曲轴上。

三个圆刀盘与楔形偏心回转刀盘、漏斗形偏心回转刀盘在同一个平面上。

三个圆刀盘呈辐射状分布在前方的一个平面上，楔形偏心回转刀盘和漏斗形偏心回转刀盘呈辐射状分布在后方一个平面上。

所述后配套系统包括皮带机、渣车、喷浆机械手、钢拱架安装机和模板台车，皮带机位于螺旋输送机后端、且内置于承载梁；喷浆机械手安装在承载梁前端且能围绕承载梁360°旋转；喷浆机械手后方的承载梁上设置有钢拱架安装机、承载梁中部外围设置有可进行大马蹄形隧道衬砌的模板台车。

所述主推系统位于尾盾后端，主推系统包括万向球铰、承载梁、撑靴组I、撑靴组II，尾盾与承载梁之间通过万向球铰连接，撑靴组I和撑靴组II均位于承载梁尾端。

所述主推系统包括履带行走、辅助撑靴和主撑靴、承载梁、万向球铰，履带行走位于承载梁尾端，承载梁尾端分别与辅助撑靴和主撑靴的一端连接，辅助撑靴另一端依附于已衬砌完毕隧道的内部上表面，主撑靴另一端依附于已衬砌完毕隧道下部的仰拱块上。

本发明是一种高效盾构机，施工效率高，采用土压平衡原理进行掘进，对地层扰动小；在开挖大马蹄形断面时能够很好调节掌子面与前盾的土压力平衡效果，有效地减少了地表沉降，拥有流畅的排渣能力；边开挖边现场衬砌，使异形隧道一次衬砌成型，降低了施工成本、经济实用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中实施例1的结构示意图。

图2为刀盘装置的结构示意图。

图3为漏斗形偏心回转刀盘的侧视图。

图4为漏斗形偏心回转刀盘的结构示意图。

图5为本发明中实施例2的结构示意图。

其中：1.刀盘装置，101.楔形偏心回转刀盘，102.圆刀盘，103.漏斗形偏心回转刀盘，1031.刀具，1032.刀梁，1033.曲轴，1034.减速机，1035.电机，2.驱动系统，3.护盾结构，301.前盾，302.尾盾，303.铰接油缸，4.螺旋输送机，5.后配套系统，501.皮带机，502.渣车，503.喷浆机械手，504.钢拱架安装机，505.模板台车，6.助推系统，601.万向球铰，602.承载梁，603.撑靴组I，604.撑靴组II，701.履带行走，702.辅助撑靴，703.主撑靴，

具体实施方式