[发明专利]一种盾构机用退刀装置

说明书

本发明提供一种盾构机用退刀装置，包括盾构机主体、刀盘、化冰机构、推动机构以及上位机，化冰机构包括圆筒壁、第一旋转电机、化冰管、高温盐水桶以及位移机构，推动机构包括千斤顶、反力机构以及钢垫板，在刀盘发生冻结时，首先将钢垫板安装到洞口周围的土体上，然后将千斤顶连接反力机构和钢垫板，完成推动机构的安装准备，通过位移机构将化冰管向刀盘方向推动，并使化冰管从刀盘的穿行孔中穿出到外部，并使化冰管位于冻结的土体一侧，由高温盐水桶向化冰管中通入高温盐水进行化冰，在化冰的过程中，千斤顶推动盾构机主体后退，实现刀盘退刀，通过化冰和外力脱困相结合的方式，可以减少化冰的时长，防止化冰过度导致洞口坍塌事故。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种盾构机用退刀装置。

背景技术

盾构隧道端头常用的加固方式有深层搅拌法、高压旋喷法、SMW工法、人工冻结法、注浆法、素混凝土灌注桩法和降水法等，土体加固可以采用一种工法或多种工法相结合的加固手段，在沿海软土地区，特别是盾构隧道端头地层为富含水砂层时，采用常规的化学加固手段很难达到工程要求，在化学加固后探孔时常常会发现有严重漏水漏砂现象，此时，为提高盾构隧道端头土体强度和充分止水，保证盾构进出洞安全，在富含水砂层端头常采用人工冻结法来进行端头土体加固，常规的人工冻结技术有在端头地面打入垂直冻结管实施垂直冻结加固，或在工作井内开挖洞门处打入水平冻结管实施水平冻结加固。

应用冻结法进行加固后，盾构机在切削端头冻土帷幕时，盾构机刀盘很容易被冻住，在冻土帷幕中，通常刀盘停止转动超过20分钟就可能被冻住，而盾构机拼装一环管片的时间一般会超过20分钟，并且一旦盾构机发生故障，一停就是两三个小时，所以盾构机在端头冻土帷幕中刀盘极有可能被冻住。

目前刀盘被冻住后常规的处理措施是对刀盘部分的冻土帷幕进行化冻，这样会造成盾构在端头停止掘进时间过长，而往往这时洞门部分的围护结构(如地下连续墙)已经破除，再加上化冻程度控制不好，过渡化冻会造成洞门涌水、涌砂甚至坍塌，引发安全问题。

发明内容

鉴以此，本发明提出一种盾构机用退刀装置，采用化冻和外力脱困的方式实现退刀，可以缩短退刀使用的时间，避免过度化冰导致洞门坍塌。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种盾构机用退刀装置，包括盾构机主体、刀盘、化冰机构、推动机构以及上位机，所述刀盘设置在盾构机主体掘进方向的前端，所述化冰机构以及上位机设置在盾构机主体内部，所述推动机构设置在盾构机主体外部，用于推动盾构机主体向刀盘的反方向移动；所述推动机构包括千斤顶、反力机构以及钢垫板，所述反力机构对称设置在盾构机主体两侧，其包括水平反力支座以及倾斜反力支座，所述水平反力支座设置在盾构机主体外侧壁中部，所述倾斜反力支座对称设置在水平反力支座上下的盾构机主体外侧壁上，所述钢垫板设置在挖掘洞口外侧的土体上，所述千斤顶设置在钢垫板上，其输出轴与水平反力支座以及倾斜反力支座侧壁连接；所述刀盘外壳上设置有穿行孔，所述穿行孔与盾构机主体内部连通，所述化冰机构包括圆筒壁、化冰管、高温盐水桶以及位移机构，所述圆筒壁与盾构机主体内壁转动连接，所述化冰管设置在圆筒壁端面，所述化冰管位于穿行孔一侧，所述高温盐水桶设置在圆筒壁内侧壁上，其通过水泵与化冰管连接，所述位移机构驱动化冰管沿穿行孔水平方向移动，所述上位机分别与位移机构以及水泵电连接。

优选的，所述化冰机构还包括旋转机构，所述圆筒壁包括同心设置的第一环体以及第二环体，所述第一环体包覆在第二环体外部，其外侧壁与盾构机主体内壁转动连接，所述第二环体外侧壁与第一环体内侧壁滑动连接，所述化冰管设置在第二环体端面，所述高温盐水桶设置在第二环体内侧壁上，所述位移机构驱动第二环体沿着第一环体内侧壁移动，所述旋转机构驱动第一环体和第二环体转动。

优选的，所述第一环体内侧壁设置有滑槽，所述第二环体外侧壁设置有滑块，所述滑块位于滑槽中。

优选的，所述位移机构包括液压杆，所述液压杆设置在第一环体内侧壁上，其输出轴与第二环体连接，所述上位机与液压杆电连接。