一種大馬蹄形泥水平衡盾構機主機的製作方法

2023-05-08 11:59:11

本實用新型涉及隧道施工設備技術領域，具體涉及一種大馬蹄形泥水平衡盾構機主機。

背景技術：

在隧道施工中，盾構技術以其自動化程度高、施工安全度高、施工進度快、汙染小、成本低等優勢，得到越來越廣泛的應用。傳統盾構機通常採用圓截面刀盤旋轉開挖，開挖出的截面為圓形，在隧道施工完成後，需要對開挖出的圓截面巷道底部進行預製仰拱塊鋪設等處理，使隧道底部呈平整的截面，這無疑是對開挖空間的浪費，並且造成雙線施工的現象。

在隧道雙線施工中，往往採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。在施工難度相對較低，條件相對允許的情況下，將雙線施工變成一次施工成型無疑是極具誘惑的，無論在施工效率方面還是成本控制方面都是極具優勢的。

目前，國內已開始著手研究馬蹄形土壓平衡盾構機。但馬蹄形土壓平衡盾構機只能用於覆土較淺、含水量少的地層，不適用於開挖區難以穩定、富水砂層、含水量高的鬆軟粘性土層及隧道上方有水體的場合。

因此，在含水量高的地層中如何實現一次性雙線施工的問題亟待解決，一種用於富水地層的馬蹄形施工設備亟需被提供。

技術實現要素：

本實用新型提出一種大馬蹄形泥水平衡盾構機主機，解決了現有技術中圓形盾構機空間利用率低、矩形盾構受力不好和土壓盾構機只能用於覆土較淺、含水量少的地層的問題。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種大馬蹄形泥水平衡盾構機主機，包括刀盤系統、泥水倉、盾體系統、刀盤驅動系統和泥水循環系統，刀盤系統包括前後布置的中心圓刀盤和外圍仿形擺動刀盤；盾體系統呈馬蹄形，分為前盾、中盾、尾盾和主頂油缸；泥水循環系統包括伸至泥水倉的進漿管和排漿管。

所述的圓刀盤在前由中心驅動，仿形擺動刀盤在後由偏心軸驅動。

所述中心圓刀盤上布有切刀、撕裂刀和中心魚尾刀，外圍仿形擺動刀盤上布有十字刀具。

所述的前盾分為前盾上部和前盾下部兩部分，前盾上部和前盾下部通過前盾法蘭連接；中盾分為中盾上部、中盾下部、中盾左部、中盾右部四部分，各部分之間通過中盾法蘭連接；尾盾分為尾盾上部和尾盾下部兩部分，尾盾上部和尾盾下部上均連接有運輸用的支撐型鋼。

所述的進漿管設有進漿泵，排漿管設有排漿泵，排漿泵前面連接有分流箱，分流箱前面連接有破碎機，進漿管和排漿管均設有閥門；所述的分流箱的稠漿出口與排漿泵連接，分流箱的稀漿出口通過逆循環泥漿泵與泥水倉連接。

本實用新型具有以下的有益效果：（1）馬蹄形盾構機實現一次性施工成型，減少人員與工期的消耗；（2）設有排漿管和進漿管，適用於開挖區難以穩定、富水砂層、含水量高的鬆軟粘性土層及隧道上方有水體的場合；（3）前後設置中心圓刀盤和外圍仿形擺動刀盤，開挖斷面為馬蹄形，開挖盲區小，空間利用率高；（4）盾體分為前盾、中盾和尾盾，均進行了分半處理，便於運輸。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型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實用新型的一些實施例，對於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是本實用新型的主要結構圖。

圖2為刀盤分布圖。

圖3為前盾的結構示意圖。

圖4為中盾的結構示意圖。

圖5為尾盾的結構示意圖。

圖6為泥水循環系統結構圖。

其中：1-刀盤系統，2-泥水倉，3-盾體系統，4-刀盤驅動系統，5-主頂油缸，6-泥水循環系統，7-前盾，8-中盾，9-尾盾，10-仿形擺動刀盤，11-圓刀盤，12-撕裂刀，13-切刀，14-魚尾刀，15-十字刀具，16-前盾上部，17-前盾法蘭，18-前盾下部，19-中盾左部，20-中盾上部，21-中盾右部，22-中盾下部，23-中盾法蘭，24-尾盾上部，25-尾盾下部，26-支撐型鋼，27-排漿管，28-閥門，29-逆循環泥漿泵，30-破碎機，31-分流箱，32-進漿管，33-排漿泵，34-進漿泵。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型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實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，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，都屬於本實用新型保護的範圍。

如圖1~5所示，本實用新型提出一種大馬蹄形泥水平衡盾構機主機，包括刀盤系統1、泥水倉2、盾體系統3、刀盤驅動系統4和泥水循環系統6，刀盤系統1包括前後布置的中心圓刀盤11和外圍仿形擺動刀盤10；盾體系統3呈馬蹄形，分為前盾7、中盾8、尾盾9和主頂油缸5；泥水循環系統6包括伸至泥水倉2的進漿管32和排漿管27。

所述的圓刀盤11在前由中心驅動，仿形擺動刀盤10在後由偏心軸驅動。

所述中心圓刀盤11上布有切刀13、撕裂刀12和中心魚尾刀14，外圍仿形擺動刀盤10上布有十字刀具。

所述的前盾7分為前盾上部16和前盾下部18兩部分，前盾上部16和前盾下部18通過前盾法蘭17連接；中盾分為中盾上部20、中盾下部22、中盾左部19、中盾右部21四部分，各部分之間通過中盾法蘭23連接；尾盾9分為尾盾上部24和尾盾下部25兩部分，尾盾上部24和尾盾下部25上均連接有運輸用的支撐型鋼26，並採用支撐型鋼26支撐運輸，尾盾上下部分現場拼焊、再去除支撐。

所述的進漿管32設有進漿泵34，排漿管27設有排漿泵33，排漿泵33前面連接有分流箱31，分流箱31前面連接有破碎機30，進漿管32和排漿管27均設有閥門28；所述的分流箱31的稠漿出口與排漿泵33連接，分流箱31的稀漿出口通過逆循環泥漿泵29與泥水倉2連接。

本實用新型的工作過程：盾構機刀盤對土層進行挖掘，仿形擺動刀盤10在偏心軸驅使下平動切削出馬蹄形隧道斷面，泥漿和挖掘的泥土石塊在泥水倉內混合後，被排漿管抽出，在破碎機處將石塊破碎，然後在分流箱將石塊抽出盾構機，稀漿在逆循環泥漿泵的作用下抽回泥水倉。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。