[发明专利]盾构机的盾尾结构

说明书

本申请公开了一种盾构机的盾尾结构，包括：盾壳外圈、盾壳内圈、滚动件以及传动件，其中滚动件设置于盾壳外圈和盾壳内圈之间，使得盾壳内圈能够相对于盾壳外圈转动；传动件用于与盾壳内圈和预设的旋转驱动装置配合，利用旋转驱动装置产生的动力实现盾壳内圈的转动；以及盾壳内圈的内表面设置有至少一道用于放置盾尾刷的盾尾刷槽。从而可以定点更换盾尾刷作业，节省了多次伸缩千斤顶、全部拆除钢支撑和环周切割焊接作业步骤，优化操作空间、节省人力和时间。并且，避免底部的更换点位，可以保证盾尾刷更换时的相对干燥与干净的环境。同时，在盾尾刷的更换过程中，仅需要拆除一处钢支撑，保证了千斤顶推力的均匀分布和掌子面的压力平衡。

技术领域

本申请涉及盾构隧道施工领域，特别是涉及一种盾构机的盾尾结构。

背景技术

盾尾主要负责盾构机密封和隧道掘进过程中的同步注浆功能。基于隧道建设土质条件、水压和注浆压力的综合作用条件，盾尾一般设置多道盾尾刷，相邻近的盾尾刷与预先拼装管片外表面之间形成油脂腔，同时为了防止最外侧的注浆浆液的浸入造成盾尾刷刚度过大，脱刷压迫管片造成损伤，因此在盾尾最外侧设置一圈钢板束。

盾尾刷与管片压紧接触和油脂腔内充油脂，阻止了水、砂浆等沿管片背部回流进入盾构机内部，是防止盾尾发生涌砂、涌泥的关键密封措施。盾尾刷的正常使用寿命为2000m，超过使用寿命容易造成盾尾密封失效。在盾构机掘进过程中，由于盾构机的姿态纠偏、曲线段拟合、油脂注入量不足、注入不及时等原因会造成盾尾刷的提前失效。依据盾尾漏浆程度判定盾尾刷更换标准，除了渗漏量已经无法满足注浆要求，漏浆轻微状态下可以使用棉条进行堵漏。

目前，洞内更换盾尾刷承受着高地应力、高水压的复杂环境，受到推进千斤顶、预拼装管片遮挡等空间效应的影响，需要进行管片拆除、盾尾刷切割和焊接等多项作业，面临着复杂施工工序、施工过程时间长和施工危险。因此，现有的盾构机的盾尾结构存在着以下不足：

1.传统盾尾结构在更换盾尾刷时耗时较长，导致盾构机停机时间增加，在不均匀压力作用下，造成盾尾间隙分布不均匀；

2.推进千斤顶的伸长量有限，需要设置钢支撑，阻碍了盾尾刷的更新；

3.更新盾尾刷需要连续依次回缩和伸长千斤顶，随着时间的增加，土仓压力的增大，容易使盾构机后退；

4.在盾尾更换盾尾刷时，遵从由上往下、由内而外的顺序，操作人员逐次逐序依照点位的进行拆除点位、油脂腔清理、盾尾刷切割、清理、盾尾刷焊接、盾尾刷油脂涂抹、恢复点位的循环操作，费力且受到空间位置的影响非常大，施工非常不方便；

5.更换盾尾刷需要相对干净且干燥的施工环境，盾尾底部由于泥浆的涌入很难达到要求。

针对上述的现有技术中存在的以上技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本公开提供了一种盾构机的盾尾结构，以至少解决现有技术中存在的上述技术问题。

根据本申请，提供了一种盾构机的盾尾结构，包括：盾壳外圈、盾壳内圈、滚动件以及传动件，其中滚动件设置于盾壳外圈和盾壳内圈之间，使得盾壳内圈能够相对于盾壳外圈转动；传动件用于与盾壳内圈和预设的旋转驱动装置配合，利用旋转驱动装置产生的动力实现盾壳内圈的转动；以及盾壳内圈的内表面设置有至少一道用于放置盾尾刷的盾尾刷槽。

从而本实施例在充分考虑盾尾刷更换环境、工序和时间的基础上，提出一种适用于复杂环境、操作简单、有利于盾尾密封、更换盾尾刷迅速的盾尾结构，该盾尾结构基于滚子轴承转动原理，将盾壳分解为双层结构，通过在盾壳外圈和盾壳内圈设置滚针，实现了盾壳内圈结构的转动，通过与预设的旋转驱动装置相配合的传动件将动力传递至盾壳内圈，结合动、静密封两种方式，保障了盾壳外圈和盾壳内圈之间的密闭性能。通过该盾尾结构进行定点作业，将盾尾内的时空效应降到最低。因此，本申请所提出的盾尾结构具有以下优点：