[发明专利]掘进机护盾和掘进设备

说明书

本申请提供一种掘进机护盾和掘进设备，掘进机护盾包括内支撑环和多个外支撑模块，内支撑环用于套接在盾构机横梁上并能通过连接件与盾构机横梁连接，多个外支撑模块位于内支撑环的外侧且在内支撑环的周向上间隔排布；外支撑模块包括基座和多个支撑件，每个基座均通过第一伸缩模块与内支撑环连接，第一伸缩模块用于带动对应的外支撑模块沿内支撑环的径向运动，以使基座能抵持于隧道内壁；多个支撑件均与基座滑动配合，且每个支撑件均通过第二伸缩模块与基座连接，第二伸缩模块用于带动对应的支撑件沿内支撑环的径向运动，以使多个支撑件均能与隧道内壁抵持。能够适应大尺度变断面的隧道内壁的支护，适用范围广，成本低，防护效果好，安全性高。

技术领域

本发明涉及隧道施工设备领域，具体而言，涉及一种掘进机护盾和掘进设备。

背景技术

现在高速铁路的建设越来越多，高铁对于线路的平顺性及线路坡度的要求极高，所以高速铁路的线路不会出现大角度的转弯和较大的坡度。在线路要穿越高山时并不能绕行，而是选择采用隧道的形式通过高山以保证高铁线路的平顺，所以现在的隧道出现了越来越多的深埋长隧道。随着机械及制造业的发展，现在通过掘进机进行机械开挖的方式应用的越来越广，但是现在所存在的掘进机对于地质的适应性较差，无法适应岩爆、大变形等高地应力条件下的地质情况。而随着隧道不断的向深部发展，岩爆、大变形等地质情况会越来越常见，如果没有相应的工法去克服这种情况，在隧道开挖时如果遇到岩爆、大变形等将会付出惨重的代价。现有技术中，在隧道开挖后由于岩爆、大变形的滞后发生使得支护侵入限界，造成隧道支护结构的二次返工。

经发明人研究发现，现有的隧道掘进设备存在如下缺点：

现有技术使用的都是固定断面的掘进机，在掘进过程中不能适应大尺度变断面的隧道掘进施工，不能适应岩爆、大变形等情况对隧道扩挖的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掘进机护盾和掘进设备，其能够适应大尺度变断面的隧道掘进施工作业，安全性高，事故率低。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种掘进机护盾，包括：

内支撑环以及多个外支撑模块，内支撑环用于套接在盾构机横梁上并能通过连接件与盾构机横梁连接；多个外支撑模块位于内支撑环的外侧且在内支撑环的周向上间隔排布；每个外支撑模块均包括基座和多个支撑件，每个基座均通过第一伸缩模块与内支撑环连接，第一伸缩模块用于带动对应的外支撑模块沿内支撑环的径向运动，以使基座能抵持于隧道内壁；多个支撑件均与基座滑动配合，且每个支撑件均通过第二伸缩模块与基座连接，第二伸缩模块用于带动对应的支撑件沿内支撑环的径向运动，以使多个支撑件均能与隧道内壁抵持。

在可选的实施方式中，支撑件设置有用于与隧道内壁抵持的抵接面，抵接面设置为弧形面，抵接面的纵向截面的轮廓沿支撑环的周向延伸，其中，纵向截面为垂直于支撑环的轴线的平面。

在可选的实施方式中，外支撑模块还包括安装座，安装座与基座通过对应的第二伸缩模块连接；支撑件设置为滚轮，滚轮的横向截面的轮廓为圆形，横向截面为垂直于滚轮的轴线的平面；支撑件与安装座通过转轴转动配合，转轴的延伸方向与支撑环相切。

在可选的实施方式中，支撑件上设有防滑结构。

在可选的实施方式中，防滑结构设置为交叉排布的多条防滑凹槽。

在可选的实施方式中，基座设置有相对的内侧面和外侧面，外侧面设置为弧形面，外侧面的横截面轮廓沿支撑环的周向延伸；外侧面上设有多个容置槽，多个支撑件与多个容置槽一一对应配合，每个支撑件能在对应的第二伸缩模块的带动下缩回容置槽内或凸出外侧面。

在可选的实施方式中，外侧面设置为圆弧面，多个基座的外侧面能共同形成与支撑环同轴的圆周面。

在可选的实施方式中，每个支撑件与对应的第二伸缩模块可拆卸地连接。