[发明专利]一种全断面隧道掘进机的可伸缩盾尾、施工方法及掘进机

说明书

本发明提供一种全断面隧道掘进机的可伸缩盾尾，盾尾包括：若干盾尾叠板和若干伸缩组件，若干盾尾叠板为圆弧片状，且圆弧片状的若干盾尾叠板组合形成圆筒状的盾尾；伸缩组件用于执行伸长动作和收缩动作，每一伸缩组件的一端均对应与一盾尾叠板连接，每一伸缩组件的另一端均对应与掘进机的本体连接；其中，当伸缩组件执行伸长动作时，将盾尾叠板朝远离伸缩组件的一端推进，以使圆筒状的盾尾直径增大；当伸缩组件执行收缩动作时，将盾尾叠板朝靠近伸缩组件的一端拉近，以使圆筒状的盾尾直径减小。本发明具有能主动张开收缩变径，适应多种隧道直径断面的优点，能够快速伸缩、快速安装管片，减少了围岩大变形的控制的难度。

技术领域

本发明属于掘进机结构技术领域，特别涉及一种全断面隧道掘进机的可伸缩盾尾、施工方法及掘进机。

背景技术

目前现有全断面隧道掘进机设备盾尾结构存在以下不足：固定直径，无法张开或收缩。在管片局部需要加厚的地段，只能通过壁后填充更多豆粒石和注浆的方法填充管片与盾尾之间的间隙，在具体的施工过程中，常规填充所采用的注浆方式不易精确控制，导致围岩大变形的控制难度大。尤其是当全断面掘进机遇到岩爆、大变形等极端地质条件，原来管片设计厚度不能满足衬砌要求时，增加管片的设计厚度。针以上技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

也即，对于现阶段利用全断面隧道掘进机设备进行隧道掘进时，尤其是遇到岩爆、大变形等极端地质条件，原来管片设计厚度不能满足衬砌要求的情况下，现有的掘进机盾尾仍是固定直径，无法针对渐变或者极端地质条件下快速调整盾尾的直径，以快速适应实际的施工条件；

可见，对于全断面掘进机设备进行隧道挖掘时，如何提高应对遇到岩爆、大变形等极端地质条件，原来管片设计厚度不能满足衬砌要求的情况下的方案，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供的一种全断面隧道掘进机的可伸缩盾尾，以至少解决上述技术问题。

为了解决上述问题，本发明的第一方面提供一种全断面隧道掘进机的可伸缩盾尾，所述盾尾包括：若干盾尾叠板，若干所述盾尾叠板为圆弧片状，且圆弧片状的若干所述盾尾叠板组合形成圆筒状的所述盾尾；若干伸缩组件，所述伸缩组件用于执行伸长动作和收缩动作，每一所述伸缩组件的一端均对应与一所述盾尾叠板连接，每一所述伸缩组件的另一端均对应与所述掘进机的本体连接；其中，当所述伸缩组件执行伸长动作时，将所述盾尾叠板朝远离所述伸缩组件的一端推进，以使所述圆筒状的所述盾尾直径增大；当所述伸缩组件执行收缩动作时，将所述盾尾叠板朝靠近所述伸缩组件的一端拉近，以使所述圆筒状的所述盾尾直径减小。

在第一方面中，所述盾尾还包括若干对旋转板；每一对所述旋转板均对立设置，且对应设置在一盾尾叠板与所述掘进机的本体之间；每一对所述旋转板的一端与所述盾尾叠板转动连接，每一对所述旋转板的另一端与所述掘进机的本体转动连接；每一对所述旋转板之间设置一所述伸缩组件，所述伸缩组件的固定端与所述掘进机的本体转动连接，所述伸缩组件的伸缩端与其中一所述旋转板转动连接。

在第一方面中，所述伸缩组件包括油缸。

在第一方面中，若干所述盾尾叠板包括四个所述盾尾叠板；四个所述盾尾叠板组合形成所述圆筒状，其中所述圆筒状的四个所述盾尾叠板的中部垂向方向互相垂直，并且其中一相对的所述盾尾叠板的两端部对应包覆在另外一相对的所述盾尾叠板的相邻端部。

在第一方面中，所述旋转板的两端均设置有连接孔；所述盾尾叠板以及所述掘进机对应与所述旋转板连接的位置均设置有转动部，所述转动部与所述连接孔配合使所述旋转板可沿所述盾尾叠板移动的方向发生转动。

在第一方面中，所述转动部包括：一对连接板，一对所述连接板对立设置，一对所述连接板上均设置有通孔，且一对所述连接板上的通孔在空间方向上重合，所述旋转板的端部对应设置在所述一对连接板之间，且所述旋转板上的所述连接孔与所述一对连接板上的通孔在空间方向上重合，并通过一根连接杆共同穿设。