本发明专利技术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。故。故。
【技术实现步骤摘要】
一种盾构机用退刀装置
[0001]本专利技术涉及隧道施工
，特别涉及一种盾构机用退刀装置。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
技术实现思路
[0005]鉴以此，本专利技术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。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]优选的，所述盾构机主体内壁设置有环形槽，所述第一环体嵌入到环形槽中。
[0012]优选的，所述化冰机构还包括第一旋转电机、套管、伸缩管以及伸缩机构，所述第一旋转电机设置在第二环体侧壁内部，其输出轴伸出到第二环体外部与化冰管连接，所述套管与第二环体端面连接，并套设在化冰管外部，所述套管位于穿行孔一侧，所述伸缩管分布在化冰管外壁上，所述套管上设置有若干供伸缩管伸出的通孔，所述通孔位于伸缩管的转动路径上，所述伸缩机构驱动伸缩管沿着通孔伸缩，所述上位机与伸缩机构以及第一旋转电机电连接。
[0013]优选的，所述伸缩管包括波纹伸缩段以及受力段，所述波纹伸缩段一端与化冰管连接，另一端与受力段连接，所述伸缩机构包括金属板、伸缩弹簧以及电磁铁，所述金属板设置在受力段外表面，所述伸缩弹簧连接化冰管外壁以及金属板，所述电磁铁设置在化冰管外表面，并位于金属板一侧，所述上位机与电磁铁电连接。
[0014]优选的，所述化冰机构还包括定位机构，所述定位机构包括环形反射面以及红外对管，所述环形反射面设置在刀盘外壳靠近盾构机主体的侧面上，其中心到刀盘中心的距离等于穿行孔中心到刀盘中心的距离，所述红外对管对称设置在套管远离第二环体的一端上，其包括对称设置的红外发射管以及红外接收管，所述红外发射管和红外接收管朝向对方倾斜，所述红外发射管和红外接收管距离套管端面中心的距离相同，所述上位机分别与红外发射管以及红外接收管电连接。
[0015]优选的，所述旋转机构包括第二旋转电机、主动齿轮以及齿条，所述齿条设置在第一环体内侧壁上，并呈环形分布，所述第二旋转电机设置在盾构机主体内部，其输出轴与主动齿轮连接，所述主动齿轮与齿条啮合，所述上位机与第二旋转电机电连接。
[0016]优选的，所述化冰机构还包括管道系统，所述管道系统包括进水管以及出水管，所述进水管一端与水泵连接，另一端经化冰管内部伸入到伸缩管中，并与受力段内壁连接，所述出水管一端与化冰管连接，另一端与高温盐水桶连接。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术提供了一种盾构机用退刀装置，在刀盘发生冻结时，先将钢垫板安装好后，将千斤顶的两端分别与钢垫板和反力支座连接，然后通过位移机构带动化冰管穿过穿行孔，并移动到刀盘的外部，水泵可以将高温盐水输送到化冰管内部，化冰管可以进行热量的传递，使刀盘周围冻结的土体化冰，在化冰的过程中，千斤顶带动盾构机主体后退实现退刀，将化冰以及外力脱困方式结合在一起，可以减少退刀的时间，防止化冰过度导致洞口坍塌等事故的发生，保证盾构挖掘过程可以正常进行。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术的一种盾构机用退刀装置的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术的一种盾构机用退刀装置的内部结构示意图；
[0022]图3为本专利技术的一种盾构机用退刀装置的化冰管与套管的连接结构示意图；
[0023]图4为本专利技术的一种盾构机用退刀装置的红外对管与套管的连接结构示意图；
[0024]图中，1为盾构机主体，2为刀盘，3为上位机，4为千斤顶，5为钢垫板，6为水平反力支座，7为倾斜反力支座，8为穿行孔，9为圆筒壁本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种盾构机用退刀装置，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的一种盾构机用退刀装置，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的一种盾构机用退刀装置，其特征在于，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。4.根据权利要求2所述的一种盾构机用退刀装置，其特征在于，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。5.根据权利要求2所述的一种盾构机用退刀装置，其特征在于，所述盾构机主体内壁设置有环形槽，所述第一环体嵌入到环形槽中。6.根据权利要求2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊，姚凯，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：
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