[发明专利]隧道掘进机稳定方法及其稳定器

说明书

本发明公开了隧道掘进机稳定方法及其稳定器，解决了土压平衡式隧道掘进机在松软的土体结构中无法保持前盾稳定的技术问题。本发明在隧道掘进机的前盾上设置稳定器，每个稳定器包括设置在前盾上的驱动机构和鱼鳍板，驱动机构与鱼鳍板驱动相连，驱动机构位于前盾内，控制驱动机构带动鱼鳍板相对前盾径向伸出，使鱼鳍板从前盾中伸出且侵入外部的土体中，鱼鳍板从前盾伸出的端口处设置与鱼鳍板滑动配合的密封组件。本发明为土压平衡盾构机提供一种能够克服刀盘反扭矩装置的鱼鳍式稳定器结构设计，解决了土压平衡盾构机盾体防滚转的难题，提高盾构机掘进姿态控制的精度，同时优化了隧道掘进机主机结构，提升隧道掘开挖施工质量。

技术领域

本发明涉及用于软土地层的隧道掘进机稳定方法技术领域，特别是指隧道掘进机稳定方法及其稳定器。

背景技术

城市地铁隧道施工中广泛采用隧道掘进机进行掘进，城市地铁隧道建设通常选用隧道掘进机中的土压平衡式盾构机。由于城市隧道的施工建设受限于地质条件、周边环境等影响，很多隧道存在较小转弯曲线的要求，因此，盾构机往往设计为主动铰接式，以此来适应转弯要求。在刀盘开挖掘进过程中，主动铰接的盾构机往往存在一定的振动、扭转等问题，因此需要在主机前盾设计稳定器结构来解决问题。

经检索，现有授权公告日为2018.04.03、授权公告号为CN207177903U的实用新型专利公开了一种双护盾全断面岩石隧道掘进机的辅助支撑结构和前盾组件，包括油缸和支撑块，在油缸的缸体底部设有用于与掘进机的前盾盾体内部铰接的第二铰接轴，油缸的活塞杆顶端通过第一铰接轴与支撑块的一端铰接，支撑块的另一端通过第三铰接轴与前盾盾体的外周附近铰接，支撑块能够在油缸的活塞杆伸出后向前盾盾体的外周外部偏转。所述前盾组件包括前盾盾体，在前盾盾体的端面上沿圆周装有间隔45°圆心角的两个稳定器撑靴，在两个稳定器撑靴的对面半圆上对称装有两个辅助支撑结构。该实用新型通过辅助支撑自身的结构与原有的稳定器撑靴形成锚固结构，相对传统的稳定器撑靴能更加牢固的固定住前盾，以便使得主推油缸有效地拖动后配套前进。

上述实用新型所公开的技术方案是用于过站等场景时对前盾盾体的固定，使前盾盾体轴向固定，以便于在不拼装管片的场景中提供反力，通过前盾盾体与后配套系统之间的主推油缸实现对后配套系统的牵引前进，并不能保证前盾盾体在各个方向上相对洞壁的稳定性。

如上述实用新型所公开的技术方案一样，在现有的设备中，稳定器结构配置在硬岩隧道掘进机中，硬岩隧道掘进机的地质环境是坚硬的围岩，稳定器的油缸带着撑靴伸出后支撑在围岩上，并不能侵入围岩，在围岩强度高的隧道内使用时，稳定器能够减小硬岩隧道盾构掘进的设备振动、翻滚等。但是，土压平衡式隧道掘进机施工的地质环境通常是松软的土体结构，硬岩掘进机设备使用的稳定器应用在土压平衡式隧道掘进机上，支撑块伸出45mm不能解决问题。另外，土压平衡式隧道掘进机在掘进时也存在盾体滚转的问题，硬岩掘进机的稳定器结构撑靴为圆柱状，防扭作用不佳。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出隧道掘进机稳定方法及其稳定器，解决了土压平衡式隧道掘进机在松软的土体结构中无法保持前盾稳定的技术问题。