插刀式盾構的製作方法
2023-10-09 18:34:39
專利名稱：插刀式盾構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及工程機械，尤其是涉及遂道施工機械。
隨著城市建設的不斷發展，地下施工越來越廣泛，地下鐵道的修建、市政工程中大量的地下雨水、汙水及熱力管道的修建、日趨增多，然而，地下施工方法單一，施工機械簡單，並且由於地下土質情況複雜，隧道施工頂壁經常坍塌，造成地下施工速度慢，建設周期長，成本高，當前，國際上廣泛採用盾構法進行地下遂道施工，我國上海的地鐵建設就使用了頂推式盾構，提高了施工速度，頂推式盾構一般採用預製管片襯砌，通過襯砌環為盾構向前推進提供必須的支反力，而襯砌環必須有高強度及精度，否則盾構不能前進，而盾構進出區間工作面，必須在區間兩端或遂道線路上設置豎井，使施工成本增高，頂推式盾構為全斷面工作形式，只能適合與其相配合的單一施工方法，造成頂推式盾構適應性差，且盾構造價昂貴使用壽命短。
本實用新型的目的在於提供一種能超前支護，適應性廣泛，能拆裝，操作簡單，成本低不需要外界提供支反力就能推進的新型盾構。
為達到上述目的，本實用新型是這樣實現的，根據隧道上半部分為橢圓形狀的特點，新型盾構的工作面也設計成半斷面橢圓形狀，機架由拱塊與底座固定連接而成，拱架分幾塊，分別由縱梁焊接而成，底座也由兩塊連接而成，以便於拆裝運輸，拱架沿周向外表面設置多把弧形面插刀，底座底面設多把平面插刀，插刀均可在軌道滑座內滑動，每把插刀都由液壓推進油缸驅動，使插刀向前伸出依次插入土層中，當多把插刀全部插入土層中後，安裝在機間底座上的擋土板由液壓缸推動頂住盾構前方的土層，開挖作業就在並列插刀形成的支護下進行，渣土由出渣機構送出，當開挖出伸進土層一的插刀的距離空間後，推進油缸同時回縮，由於機架與插刀間摩擦力小於插刀與土層間的摩擦力，機架就被拉向前方一個距離，形成一個前進循環，周而復始，盾構不斷前進，為了盾構能按要求前進，還在盾構上設置了雷射糾偏裝置及輔助轉向油缸。
由於本實用新型採用了半斷面插刀結構，自行推進，省去了頂推式盾構必須的襯砌環，且不受斷面形狀的限制，能合理選擇斷面形狀，使盾構被充分利用，由於插刀在拱頂並列排列實現了超前支護，在盾構前方設置了擋土板，使整個挖掘作業安全方便的進行，本實用新型可在工作面上拆卸，從已成的遂道中退出，省去了豎井，造價降低，整機拼裝件能多次使用。
以下結合附圖和實施例進一步對本實用新型進行說明。
圖1為本實用新型的結構示意圖圖2為
圖1的右剖視圖圖3為
圖1的俯視斷面圖圖4為插刀的斷面圖圖5為插刀與滑座配合的局部視圖圖6為平面插刀斷面圖圖7為弧面插刀斷面圖從
圖1、圖2、圖3中可看出，機架(10)由左拱塊(2)、中拱塊(4)、右拱塊(8)及底座(1)組成，之間通過法蘭聯接，三個拱塊分別由4條縱梁焊接組成，長方形底座(1)也分兩塊，由法蘭聯接成整體，在底座(1)與中拱塊(4)之間設前後兩組豎向支撐，以增加整個拱架的剛度，並形成盾構機架(10)中間的工作空間，在中拱塊(4)上裝有5把弧面插刀(3)，在左拱塊(2)及右拱塊(8)上各裝有4把弧面插刀(3)，如圖7所示，而圖6所示的平面插刀(16)是安裝在底座(1)底面上的，共有8把，每把插刀均滑動配合在各自的導軌滑座(19)中，如圖5所示。導軌滑座(19)固定在拱塊周向外表面及底座底面上，導軌滑座(19)兩端配合裝有密封蓋(7)，從圖2可看出每把插刀由推進油缸(12)驅動，推進油缸(12)一端鉸接在拱塊及底座上，活塞杆與插刀(3)、(16)鉸鏈聯接，當推進油缸(12)正向進油後，活塞杆伸出，分別推動插刀依次插進土層中，當21把插刀全部插入後，挖掘作業進行，並把渣土通過安裝在底座(1)上的螺旋輸送機(6)送出，當挖掘形成一個500mm長的空間後，21個推進油缸(12)反向進油，使活塞杆同時收縮，機架就靠插刀和土層之間摩擦力被拉向前方500mm，完成一個工作循環，為了防止盾構正前方的土層坍塌，本實用新型設置了三個擋土板(5)，由三個液壓缸(13)分別驅動，擋土板(5)可隨液壓缸(13)的活塞杆的伸出，頂在前方的土層上。
從圖4可看出插刀前端刀頭上，由螺栓固定安裝經過液火處理的鋼製刃板(18)，磨損後更換，而插刀尾部鉸接安裝的尾板(9)提供防止不穩定土層坍塌的支護，安裝尾板(9)的插刀，只限於盾構頂部的9把插刀。
從圖3中還可看出底座兩側各安裝了一個轉向油缸(17)，當盾構轉向時活塞杆伸出分別頂在側面土層上輔助盾構轉向。
在圖2中還顯示了雷射導向糾偏裝置，雷射指示儀發出的光束射在固定於拱架上的反射鏡(14)上，然後反射到始終處於固定位置的接受靶板(11)上，當盾構偏轉時接收靶板(11)上的光斑就會偏離正常位置一個距離，根據這個距離就可定性的確定盾構的偏轉程度，便於糾正盾構前進方向。
權利要求1.插刀式盾構，由機架、插刀、推進油缸、出渣機構等組成，其特徵在於(1)機架(10)由左拱塊(2)，中拱塊(4)，右拱塊(8)及底座(1)固定聯接組成，沿拱塊(2)、(4)、(8)周向外表面及底座(1)底面安裝有軌道滑座(19)軌道滑座(19)內滑動配合裝有插刀(3)，(16)，軌道滑座兩端設置密封蓋(7)在插刀(3)，(16)上鉸鏈聯接推進油缸(12)活塞杆，推進油缸(12)鉸鏈聯接於拱塊(2)、(4)、(8)及底座(1)上，(2)在機架(10)上裝有擋土板(5)，擋土板(5)與液壓油缸(13)活塞杆鉸鏈聯接，液壓缸(13)固定在機架(10)上，(3)在中拱架(4)上裝有雷射反光鏡(14)，在底座(1)上對應反光鏡裝有雷射接收靶板(11)，(4)在底座(1)兩側橫向各裝有液壓轉向油缸(17)，轉向油缸(17)活塞杆頂端按裝頂板。
2.根據權利要求1所述的插刀盾構，其特徵在於插刀(3)(16)是由金屬材料焊接成型的，拱塊(2)(4)(8)上的插刀(3)其外表面是圓弧形的，底座(1)上的插刀(16)其外表面是平面的，插刀頭部裝有刃板(18)。
3.根據權利要求1或2所述的插刀盾構，其特徵在於拱塊(2)(4)(8)上安裝的插刀(3)尾部鉸鏈安裝有尾板(9)。
專利摘要本實用新型公開了一種插刀式盾構，主要由機架(10)插刀(3)(16)推進油缸(12)底座(1)及出渣機構(6)組成，機架(10)的上部分為半斷面橢圓形拱塊，拱塊沿周向設置13把插刀(3)，底座(1)底面安裝了8把插刀(16)，插刀由推進油缸(12)推動依次插入土層中，形成超前支護，挖掘在支護下進行，渣土由出渣機構(6)送出，待形成一個空間後，推進油缸(12)同時收縮機架(10)就靠插刀與土層間的摩擦力被拉向前方，周而復始，盾構不斷前進，本實用新型適應性強，拆裝方便，使用靈活，造價低。
文檔編號E21D9/04GK2236544SQ9522020
公開日1996年10月2日 申請日期1995年8月25日 優先權日1995年8月25日
發明者郭建國, 過百中, 楊惠光, 梁鳳林, 鄧舉富, 何於璉, 白桂雲, 張敏, 鄭志敏 申請人:北京市地下鐵道建設公司, 鐵道部隧道工程局科學研究所