一種超大斷面馬蹄形盾構機制造技術

本發明專利技術公開了一種超大斷面馬蹄形盾構機，包括刀盤裝置、驅動系統、護盾結構、主推系統、螺旋輸送機、設備橋、后配套系統和連續皮帶機，刀盤裝置由九個輻條式刀盤組成的，每個輻條式刀盤的驅動軸之間相互平行，其中一個中等大直徑輻條式后刀盤位于后一平面中心，三個大直徑輻條式前刀盤位于前一平面中間底部及上部兩翼，三個大直徑輻條式后刀盤位于后一平面中間上部及底部兩翼，兩個小直徑輻條式后刀盤對稱分布于后一平面上部圓拱邊緣。本發明專利技術能夠開挖曲墻拱形馬蹄形截面，開挖盲區小，適應于黃土、粉質粘土、粘土、粉質砂、軟巖等地質，同時隧道斷面面積利用率也得到大幅提高，本發明專利技術有效提高施工效率的同時，大幅降低了施工成本。

Super large section horseshoe shield machine

The invention discloses a large horseshoe shaped section shield machine, including cutter device, driving system, shield structure, the main push system, screw conveyor equipment, bridge, supporting system and continuous belt machine, cutter device is composed of nine spoke wheel components, each spoke wheel drive axes parallel to each other, one moderately large diameter spoke after the cutter after a plane is located in the center, three large diameter spoke before the knife plate is located in a plane before the middle of the bottom and upper wings, located in the upper part and the bottom of a plane between two wings of three large diameter spoke after the cutter, two small diameter spokes after the cutter symmetrically distributed on the upper part of the plane after a rounded edge. The invention can excavation of curved wall arch horseshoe section, excavation zone is small, suitable for loess, silty clay, clay, silty sand, soft rock geology, and tunnel section area utilization rate is improved greatly, the invention can effectively improve the efficiency of construction at the same time, greatly reduce the construction cost.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于隧道施工設備
，尤其涉及一種超大斷面馬蹄形盾構機設備。
技術介紹
在目前隧道施工中，盾構技術以其自動化程度高、施工安全度高、施工進度快、污染小、成本低等優勢，逐步得到廣泛應用。其中，盾構機是一種采用盾構法的集機械、電子、液壓、激光和控制等技術于一體的高度機械化和自動化的掘進襯砌成套設備。采用全斷面盾構機掘進隧道施工時，通常采用圓截面刀盤旋轉開挖，開挖出的截面為圓形，在雙線鐵路隧道中，隧道底部為較為平整，圓截面非最優設計，因此，需要對開挖出的圓截面巷道底部進行預制仰拱塊鋪設等處理，但此過程無意是對開挖空間利用率的浪費。而一種新型截面隧道亟需被設計，保證隧道使用壽命同時充分提高其空間利用率，進而節約成本。另一方面，在隧道雙線施工中，往往采用雙盾構同時開挖的形式，顯然，該方法在設備、人員、工期等方面的消耗都是雙倍的，而在軟巖地層施工難度相對較低，條件相對允許的情況下，雙線一次施工成型的構想無疑是極具誘惑的，無論在施工效率方面還是成本控制方面都是極具優勢的。蒙西至華中鐵路是一個設計時速為120km/h的運煤通道，其位于陜西省靖邊縣的白城隧道為馬蹄形無砟斷面，該項目是將盾構工法首次在地鐵隧道、大型公路、鐵路山體隧道領域的工程。針對該工程，如何實現該馬蹄形隧道一次施工成型等問題，提高掘進機的掘進效率，同時降低成本，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術公開了一種超大斷面馬蹄形盾構機，適應于黃土、粉質粘土、粘土、粉質砂、全風化巖等地質，隧道斷面面積利用率也得到大幅提高，雙線軟巖隧道掘進實現一次施工成型。本專利技術的技術方案是這樣實現的：一種超大斷面馬蹄形盾構機，包括設置在前端的刀盤裝置、相鄰于刀盤裝置后部的驅動系統、支撐整個設備的護盾結構、主推系統、設置在刀盤裝置后部的螺旋輸送機、設備橋、后配套系統和連續皮帶機，所述刀盤裝置由九個輻條式刀盤組成的，每個輻條式刀盤的驅動軸之間相互平行，其中一個中等大直徑輻條式后刀盤位于后一平面中心，三個大直徑輻條式前刀盤位于前一平面中間底部及上部兩翼，三個大直徑輻條式后刀盤位于后一平面中間上部及底部兩翼，兩個小直徑輻條式后刀盤對稱分布于后一平面上部圓拱邊緣。所述護盾包括前盾、中盾和尾盾，前盾由前盾上塊和前盾下塊組成，前盾上塊上部為圓拱形、下部的底面上設有凹槽，前盾下塊上平面設有與凹槽配合的凸起。前盾、中盾和尾盾的殼體半徑尺寸沿掘進方向變小。所述設備橋包括平行設置的左橋和右橋，所述后配套系統包括雙層拖車和雙管片吊機，雙層拖車和中盾鉸接相連。所述螺旋輸送機為兩臺，兩臺螺旋輸送機布置在前盾底部的兩側，螺旋輸送機的出口端穿過管片拼裝機之后在尾盾后部匯合。驅動系統為九個獨立的驅動，每個驅動對應一個刀盤。本專利技術的刀盤設計合理，能夠開挖曲墻拱形(三心圓拱)馬蹄形截面，開挖盲區小，適應于黃土、粉質粘土、粘土、粉質砂、軟巖等地質，同時隧道斷面面積利用率也得到大幅提高，本專利技術適用于軟巖隧道掘進雙線一次施工，有效提高施工效率的同時，還大幅降低了施工成本。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術使用狀態示意圖。圖2為刀盤裝置的結構示意圖。圖3為前盾的結構示意圖。圖4為圖1中A區域放大示意圖。圖5為圖4的俯視示意圖。其中：1.刀盤裝置，101.中等大直徑輻條式刀盤，102.大直徑輻條式前刀盤，103.大直徑輻條式后刀盤，104.小直徑輻條式后刀盤，2.驅動系統，3.護盾結構，301.前盾，3011.前盾上塊，3012.前盾下塊，3013.凹槽，3014.凸起，302.中盾，303.尾盾，4.主推系統，5.螺旋輸送機，6.管片拼裝機，7.設備橋，701.左橋，702.右橋，8.中轉皮帶機，9.后配套系統，901.雙層拖車，902.雙管片吊機，10.連續皮帶機。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。如圖1～5所示，一種超大斷面馬蹄形盾構機，包括設置在前端的刀盤裝置1、相鄰于刀盤裝置1后部的驅動系統2、支撐整個設備的護盾結構3、主推系統4、設置在刀盤裝置后部的螺旋輸送機5、設備橋7、后配套系統9和連續皮帶機10，刀盤裝置1由九個輻條式刀盤組成的，每個輻條式刀盤的驅動軸之間相互平行，其中一個中等大直徑輻條式后刀盤101位于后一平面中心，構成花芯，三個大直徑輻條式前刀盤102位于前一平面中間底部及上部兩翼，呈倒“品”字離散構成花瓣，三個大直徑輻條式后刀盤103位于后一平面中間上部及底部兩翼，呈正“品”字離散構成花瓣，兩個小直徑輻條式后刀盤104對稱分布于后一平面上部圓拱邊緣。刀盤裝置的正面和護盾結構的前端的切口周邊方向上設置有切刀或超挖刀。所述護盾3包括前盾301、中盾302和尾盾303，前盾301由前盾上塊3011和前盾下塊3012組成，前盾上塊3011上部為圓拱形、下部的底面上設有凹槽3013，前盾下塊3012上平面設有與凹槽3013配合的凸起3014。本專利技術中，前盾上塊3011整體呈半月形，前盾下塊3012整體呈“凸”字形。其中，前盾301、中盾302和尾盾303的殼體半徑尺寸沿掘進方向依次微幅的變小，呈梭形。所述設備橋7包括平行設置的左橋701和右橋702，所述后配套系統9包括雙層拖車901和雙管片吊機902，雙層拖車901和中盾302鉸接相連。雙管片吊機902可沿著左橋、右橋將馬蹄形管片直接喂送到管片拼裝機6的預定抓舉位置。本申請中的螺旋輸送機5為兩臺，兩臺螺旋輸送機5布置在前盾301底部的兩側，螺旋輸送機5的出口端穿過管片拼裝機6之后在尾盾303后部匯合。驅動系統2為九個獨立的驅動，每個驅動對應一個刀盤，能夠使九個刀盤單獨旋轉或聯動旋轉。本專利技術的工作流程如下：刀盤裝置1由驅動系統2驅動后旋轉切削土層或軟巖，被切削下來的砟土經過設置在刀本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超大斷面馬蹄形盾構機，包括設置在前端的刀盤裝置(1)、相鄰于刀盤裝置(1)后部的驅動系統(2)、支撐整個設備的護盾結構(3)、主推系統(4)、設置在刀盤裝置后部的螺旋輸送機(5)、設備橋(7)、后配套系統(9)和連續皮帶機(10)，其特征在于：所述刀盤裝置(1)由九個輻條式刀盤組成的，每個輻條式刀盤的驅動軸之間相互平行，其中一個中等大直徑輻條式后刀盤(101)位于后一平面中心，三個大直徑輻條式前刀盤(102)位于前一平面中間底部及上部兩翼，三個大直徑輻條式后刀盤(103)位于后一平面中間上部及底部兩翼，兩個小直徑輻條式后刀盤(104)對稱分布于后一平面上部圓拱邊緣。

【技術特征摘要】
1.一種超大斷面馬蹄形盾構機，包括設置在前端的刀盤裝置(1)、相鄰于
刀盤裝置(1)后部的驅動系統(2)、支撐整個設備的護盾結構(3)、主推系統
(4)、設置在刀盤裝置后部的螺旋輸送機(5)、設備橋(7)、后配套系統(9)
和連續皮帶機(10)，其特征在于：所述刀盤裝置(1)由九個輻條式刀盤組成
的，每個輻條式刀盤的驅動軸之間相互平行，其中一個中等大直徑輻條式后刀
盤(101)位于后一平面中心，三個大直徑輻條式前刀盤(102)位于前一平面
中間底部及上部兩翼，三個大直徑輻條式后刀盤(103)位于后一平面中間上部
及底部兩翼，兩個小直徑輻條式后刀盤(104)對稱分布于后一平面上部圓拱邊
緣。
2.根據權利要求1所述的超大斷面馬蹄形盾構機，其特征在于：所述護盾
(3)包括前盾(301)、中盾(302)和尾盾(303)，前盾(301)由前盾上塊(3011)
和前盾下塊(3012)組成，前盾上塊(3011)上部為圓拱形、下部的底面...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李建斌，范磊，王杜娟，卓興建，賈連輝，董艷萍，于少輝，龔廷民，王小濤，蔣鵬鵬，劉嬌，陳世友，
申請(專利權)人：中鐵工程裝備集團有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41