一种硬岩盾构机及其施工方法技术

本发明专利技术公开一种硬岩盾构机，包括前盾、中盾和撑紧盾，前盾设有前盾稳定器，前盾稳定器包括弧形撑靴和至少两根与弧形撑靴铰接相连的径向驱动件；中盾设有中盾稳定器，撑紧盾设有撑紧稳定器；在掘进工况下，全部前盾稳定器及全部撑紧稳定器均伸出撑住岩壁，全部中盾稳定器不伸出；在换步工况下，全部前盾稳定器及全部中盾稳定器均伸出撑住岩壁，全部撑紧稳定器不伸出。本发明专利技术通过优化前盾稳定器的结构，使前盾稳定器能提供更大的支撑力，使整机的稳定性在掘进及换步两种工况下均较好。本发明专利技术还公开一种硬岩盾构机的施工方法。公开一种硬岩盾构机的施工方法。公开一种硬岩盾构机的施工方法。

【技术实现步骤摘要】
一种硬岩盾构机及其施工方法


[0001]本专利技术涉及岩层掘进
，特别涉及一种硬岩盾构机。本专利技术还涉及一种硬岩盾构机的施工方法。

技术介绍

[0002]硬岩盾构机是集破岩掘进、渣土运输、管片支护于一体的集成化设备，具备稳定性好、对岩层扰动小及安全性高等优势，广泛应用于建设水利水电、铁路、交通、城市地下工程等。
[0003]硬岩盾构机通常包括刀盘、主驱动、前盾、中盾及尾盾，由于其稳定性是施工效率及施工安全的关键因素，前盾通常设有前盾稳定器，但受现有技术限制，这类稳定器尚存在诸多缺陷。
[0004]例如，前盾端面分布有两个前盾稳定器，两个前盾稳定器沿圆周呈45
°
圆心角分布，两个前盾稳定器之间设有支撑块，支撑块铰接于前盾稳定器与前盾的盾体外周之间，形成锚固结构，虽然可牢固地稳定住前盾，为后配合前进提供支撑，但这类稳定器无法使整机向前掘进。
[0005]再例如，前盾与中盾通过反扭矩装置相连，前盾稳定器沿径向设置在前盾的安装槽内，这类前盾稳定器多为单油缸支撑，与岩层接触面积小，支撑力不足，稳定性不理想。
[0006]因此，现有硬岩盾构机的稳定器既影响整机向前掘进，又不具备良好的稳定性。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种硬岩盾构机，通过优化前盾稳定器的结构，使前盾稳定器能提供更大的支撑力，使整机的稳定性在掘进及换步两种工况下均较好。本专利技术的另一目的在于提供一种硬岩盾构机的施工方法。
[0008]本专利技术所提供的硬岩盾构机，包括前盾、中盾和撑紧盾，前盾设有前盾稳定器，前盾稳定器包括弧形撑靴和至少两根与弧形撑靴铰接相连的径向驱动件；中盾设有中盾稳定器，撑紧盾设有撑紧稳定器；在掘进工况下，全部前盾稳定器及全部撑紧稳定器均伸出撑住岩壁，全部中盾稳定器不伸出；在换步工况下，全部前盾稳定器及全部中盾稳定器均伸出撑住岩壁，全部撑紧稳定器不伸出。
[0009]优选的，前盾稳定器还包括固设于前盾且与弧形撑靴可滑动相抵、用于引导弧形撑靴沿径向线性伸缩的径向导向件。
[0010]优选的，前盾稳定器还包括与弧形撑靴相固连且可滑动地紧贴径向导向件的限位板，当弧形撑靴的伸出长度达到最大时，限位板所设的限位组件与径向导向件的端面相抵。
[0011]优选的，限位组件包括：
[0012]贯穿限位板的限位螺栓；
[0013]套于限位螺栓尾部的限位螺母；
[0014]套于限位螺栓且两端分别与限位螺母及限位板所设的限位凹槽相抵的抗弯限位
套；当弧形撑靴的伸出长度达到最大时，抗弯限位套的外侧面与径向导向件的端面相抵。
[0015]优选的，径向驱动件具体为径向驱动缸，弧形撑靴一体式设有U型铰支座，U型铰支座与每个径向驱动缸的活塞杆通过销轴铰接相连，销轴套设有用于隔开U型铰支座与活塞杆的隔套。
[0016]优选的，U型铰支座的销孔孔沿可拆卸设置有止挡板，当销轴插装于销孔内时，销轴的头部与止挡板相抵。
[0017]优选的，前盾的端面固设有前隔板，前隔板的背面对称设有至少一组前盾稳定器，中盾的前支撑环与后支撑环之间对称设有至少一组中盾稳定器，每组前盾稳定器与每组中盾稳定器沿轴向相对。
[0018]优选的，每组前盾稳定器焊接固定在于前隔板或动力中心环上。
[0019]优选的，前盾稳定器还包括用于检测每根径向驱动件的伸出压力的压力检测件，压力检测件及径向驱动件均与控制器相连，当径向驱动件的伸出压力小于预设压力时，控制器用于根据压力检测检测反馈的信号控制径向驱动件继续向外伸出，直至伸出压力等于预设压力。
[0020]本专利技术所提供的应用于上述任一项所述的硬岩盾构机的施工方法，，步骤包括：
[0021]S1、全部撑紧稳定器伸出撑住岩壁，刀盘向前掘进，全部前盾稳定器伸出撑住岩壁，全部中盾稳定器不伸出，盾尾与撑紧盾之间的伸缩油缸向外伸出，前盾、中盾及尾盾随刀盘向前掘进；
[0022]S2、刀盘停止掘进，全部前盾稳定器及全部中盾稳定器均伸出撑住岩壁，全部撑紧稳定器不伸出，伸缩油缸向内收缩，撑紧盾向前移动换步。
[0023]相对于
技术介绍
，本专利技术所提供的硬岩盾构机，包括前盾、中盾和撑紧盾，前盾设有前盾稳定器，前盾稳定器包括弧形撑靴和至少两根径向驱动件，全部径向驱动件与弧形撑靴铰接相连，也即一块弧形撑靴由多根径向驱动件同时驱动，相较于现有的单油缸撑靴而言，弧形撑靴与岩壁的接触面更大，支撑力更大，可承受的反力更大，稳定性更好。此外，每根径向驱动件与弧形撑靴铰接相连，可通过调节各径向驱动件的伸出长度来调节相连的弧形撑靴的偏转角度，使弧形撑靴与岩壁接触更充分，可进一步提升稳定性。
[0024]在掘进工况下，全部前盾稳定器及全部所述撑紧稳定器均伸出撑住岩壁，全部中盾稳定器不伸出，前盾稳定器稳定性的提升，可减轻刀盘转动产生的振动，使整机掘进时保持稳定。在换步工况下，全部前盾稳定器及全部中盾稳定器均伸出撑住岩壁，全部撑紧稳定器不伸出，优化后的前盾稳定器可提供足够大的撑紧力，使撑紧盾实现稳定换步。
[0025]因此，本专利技术所提供的硬岩盾构机通过优化前盾稳定器的结构，在整机在掘进及换步两种工况下均提供足够大的支撑力，稳定性更好。
[0026]本专利技术所提供的硬岩盾构机的施工方法的技术方案与本专利技术所提供的硬岩盾构机的技术方案相同，具有相同的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据
提供的附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术一种具体实施例所提供的硬岩盾构机的主视剖视图；
[0029]图2为图1中A的局部放大图；
[0030]图3为图2中B的局部放大图；
[0031]图4为图1中前盾的二分之一横截面图；
[0032]图5为图4的局部剖视图；
[0033]图6为图5中C的局部放大图；
[0034]图7为图1中中盾的二分之一横截面图；
[0035]图8为图7中D的局部放大图。
[0036]附图标记如下：
[0037]前盾稳定器1、前盾2、中盾3、中盾稳定器4、尾盾5、撑紧盾6、动力中心环7和前隔板8；
[0038]弧形撑靴11、径向驱动件12、径向导向件13、限位板14和限位组件15；
[0039]U型铰支座111、销轴112、隔套113和止挡板114；
[0040]限位螺栓151、限位螺母152和抗弯限位套153。
[0041]附图中的箭头指代的是掘进方向。
具体实施方式
[0042]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬岩盾构机，其特征在于，包括前盾(2)、中盾(3)和撑紧盾(6)，所述前盾(2)设有前盾稳定器(1)，所述前盾稳定器(1)包括弧形撑靴(11)和至少两根与所述弧形撑靴(11)铰接相连的径向驱动件(12)；所述中盾(3)设有中盾稳定器(4)，所述撑紧盾(6)设有撑紧稳定器；在掘进工况下，全部所述前盾稳定器(1)及全部所述撑紧稳定器均伸出撑住岩壁，全部所述中盾稳定器(4)不伸出；在换步工况下，全部所述前盾稳定器(1)及全部所述中盾稳定器(4)均伸出撑住岩壁，全部所述撑紧稳定器不伸出。2.根据权利要求1所述的硬岩盾构机，其特征在于，所述前盾稳定器(1)还包括固设于所述前盾(2)且与所述弧形撑靴(11)可滑动相抵、用于引导所述弧形撑靴(11)沿径向线性伸缩的径向导向件(13)。3.根据权利要求2所述的硬岩盾构机，其特征在于，所述前盾稳定器(1)还包括与所述弧形撑靴(11)相固连且可滑动地紧贴所述径向导向件(13)的限位板(14)，当所述弧形撑靴(11)的伸出长度达到最大时，所述限位板(14)所设的限位组件(15)与所述径向导向件(13)的端面相抵。4.根据权利要求3所述的硬岩盾构机，其特征在于，所述限位组件(15)包括：贯穿所述限位板(14)的限位螺栓(151)；套于所述限位螺栓(151)尾部的限位螺母(152)；套于所述限位螺栓(151)且两端分别与所述限位螺母(152)及所述限位板(14)所设的限位凹槽相抵的抗弯限位套(153)；当所述弧形撑靴(11)的伸出长度达到最大时，所述抗弯限位套(153)的外侧面与所述径向导向件(13)的端面相抵。5.根据权利要求1至4任一项所述的硬岩盾构机，其特征在于，径向驱动件(12)具体为径向驱动缸，所述弧形撑靴(11)一体式设有U型铰支座(111)，所述U型铰支座(111)与每个所述径向...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗友红，欧阳惠宁，徐涛，刘松浩，梁兴生，杨运健，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：