顶盾式可变径掘进机及其施工方法技术

本发明专利技术提供了一种顶盾式可变径掘进机，其包括盾构机主体、扩径盾体、扩径边块；所述扩径盾体可拆卸设置于盾体外周，以扩充所述盾体的直径，且用以在所述掘进机以大直径状态运行时，将顶管推进装置传递至管节上的推进力传递至所述盾体；所述扩径边块可拆卸设置于刀盘外周，以扩充所述刀盘的开挖直径。同时，本发明专利技术还提供了一种顶盾式可变径掘进机的施工方法。与现有技术相比，本发明专利技术提供的顶盾式可变径掘进机及施工方法，可以通过不同工作模式来适应不同隧道区间施工，能够实现正线区间隧道和站台隧道一次施工，设备在洞内原地即可实现快速变径，大幅度变径，可适应各种复杂地层。可适应各种复杂地层。可适应各种复杂地层。

【技术实现步骤摘要】
顶盾式可变径掘进机及其施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工设备
，尤其涉及一种顶盾式可变径掘进机及其施工方法。

技术介绍

[0002]在地铁区间隧道和车站结构施工时，区间隧道常采用盾构法施工，地铁车站常用明挖法等施工。车站结构采用明挖施工对周边环境影响较大，有些区域受制于地面现有构筑物或建筑物，不具备明挖条件。站台隧道与正线隧道尺寸不同，在正线隧道为小直径施工，车站站台位置为大直径施工。近年来有采用冷冻法/注浆加固法等矿山法扩挖站台隧道，但矿山法施工周期长、安全性低、成本高。
[0003]掘进机是隧道施工常用的机械施工装备，为了配合不同隧道的施工，通常需要对掘进机进行变径。现有技术中仍局限于在变径处设置一座工作井，然后换另一种规格的掘进机重新掘进的方法，但此种方法存在施工周期长，变径操作过程繁琐的问题。并且有些场合不具备设置工作井的条件，无法实现洞内变径，给施工造成较大不便利性。
[0004]现有技术中，也有部分掘进机能实现在洞内脱壳缩径，将掘进机的直径由大变小。但此种掘进机的变径过程繁琐，并且工作模式单一。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的掘进机，变径过程繁琐，并且工作模式单一的技术问题。本专利技术提供了一种顶盾式可变径掘进机，其在站台隧道可采用顶管模式进行掘进，在正线隧道可采用盾构模式进行掘进，在洞内即可快速由顶管模式切换成盾构模式实现快速变径施工，可适应各种复杂地层。并且变径过程简单，可以有效的提高施工效率。
[0006]一种顶盾式可变径掘进机，其包括盾构机主体、扩径盾体、扩径边块；
[0007]所述盾构机主体包括盾体、主驱动、刀盘、推进装置、管片拼装系统、排渣系统；
[0008]所述主驱动设置于所述盾体内部；
[0009]所述刀盘设置于所述主驱动上，并位于所述盾体前端；
[0010]所述推进装置设置于所述盾体内部，以推动所述盾体移动；
[0011]所述管片拼装系统设置于所述盾体内部，以拼装管片；
[0012]所述排渣系统设置于所述盾体内部，以向外输送掘进过程中所挖出的土石；
[0013]所述扩径盾体可拆卸设置于所述盾体外周，以扩充所述盾体的直径，且用以在所述掘进机以大直径状态运行时，将顶管推进装置传递至管节上的推进力传递至所述盾体；
[0014]所述扩径边块可拆卸设置于所述刀盘外周，以扩充所述刀盘的开挖直径。
[0015]优选的，所述扩径盾体包括扩径盾体本体及推进转接环；
[0016]所述扩径盾体本体可拆卸设置于所述盾体外周，以扩充所述盾体的直径；
[0017]所述推进转接环设置于所述扩径盾体本体尾部，用以在所述掘进机以大直径状态运行时，将顶管推进装置传递至管节上的推进力传递至所述扩径盾体本体。
[0018]优选的，所述盾体包括前盾、中盾及尾盾；
[0019]所述中盾设置于所述前盾尾部；
[0020]所述尾盾设置于所述中盾尾部；
[0021]所述扩径盾体本体包括扩径前盾、扩径尾盾及盾体连接装置；
[0022]所述扩径前盾位于所述前盾外周，且所述扩径前盾通过所述盾体连接装置与所述前盾可拆卸连接；
[0023]所述扩径尾盾设置于所述扩径前盾尾部，且所述扩径尾盾位于所述中盾与所述尾盾外周；
[0024]所述推进转接环设置于所述扩径尾盾尾部。
[0025]优选的，所述扩径盾体本体还包括盾体前端密封装置；
[0026]所述盾体前端密封装置设置于所述扩径前盾与所述前盾之间，以密封所述扩径前盾与所述前盾之间的连接处。
[0027]优选的，所述盾体前端密封装置采用多道钢丝刷。
[0028]优选的，所述钢丝刷之间注入有油脂。
[0029]优选的，所述扩径前盾与所述扩径尾盾之间设置有铰接密封。
[0030]优选的，所述扩径边块通过连接件与所述刀盘可拆卸连接。
[0031]一种顶盾式可变径掘进机的施工方法，其包括如下步骤：
[0032]掘进准备：提供如上述中任一项所述的顶盾式可变径掘进机，将所述扩径盾体设置于所述盾体外周，并将所述扩径边块设置于所述刀盘外周，同时将所述顶管推进装置设置于始发工作井内；
[0033]大直径顶管始发掘进：通过所述主驱动带动所述刀盘开挖土体，并通过所述排渣系统进行排渣，同时在始发工作井内安装管节，并通过所述顶管推进装置抵住所述管节推进，所述管节将所述顶管推进装置的推进力传递至所述扩径盾体，带动整机推进；
[0034]缩径准备：将所述扩径盾体与所述盾体分离，将所述扩径边块与所述刀盘分离；
[0035]小直径盾构机掘进：通过所述主驱动带动所述刀盘开挖土体，并通过所述排渣系统进行排渣，同时通过所述推进装置顶住管片提供推进力，带动整机推进，使所述盾构机主体脱离所述扩径盾体，继续向前掘进。
[0036]优选的，在所述掘进准备步骤中，通过所述扩径盾体中的盾体连接装置将所述扩径盾体与所述盾体连接；通过连接件将所述扩径边块与所述刀盘连接；
[0037]在所述缩径准备步骤中，通过拆除所述扩径盾体中的所述盾体连接装置，以使所述扩径盾体从所述盾体上分离；通过拆除所述扩径边块上的所述连接件，以使所述扩径边块从所述刀盘上分离。
[0038]与现有技术相比，本专利技术提供的顶盾式可变径掘进机，其包括盾构机主体、扩径盾体、扩径边块；所述盾构机主体包括盾体、主驱动、刀盘、推进装置、管片拼装系统、排渣系统；所述主驱动设置于所述盾体内部；所述刀盘设置于所述主驱动上，并位于所述盾体前端；所述推进装置设置于所述盾体内部，以推动所述盾体移动；所述管片拼装系统设置于所述盾体内部，以拼装管片；所述排渣系统设置于所述盾体内部，以向外输送掘进过程中所挖出的土石；所述扩径盾体可拆卸设置于所述盾体外周，以扩充所述盾体的直径，且用以在所述掘进机以大直径状态运行时，将顶管推进装置传递至管节上的推进力传递至所述盾体；
所述扩径边块可拆卸设置于所述刀盘外周，以扩充所述刀盘的开挖直径。所述顶盾式可变径掘进机在所述盾体外周可以安装所述扩径盾体，在所述刀盘外周可以安装所述扩径边块，从而具有大直径状态以及小直径状态。在所述顶盾式可变径掘进机以大直径状态运行时，能通过后侧的顶管推进装置向所述扩径盾体施加向前的推进力，从而整机以顶管模式向前掘进。在所述顶盾式可变径掘进机以小直径状态运行时，能通过所述推进装置抵靠管片施加向前的推进力，从而整机以盾构模式向前掘进。通过不同工作模式来适应不同隧道区间施工，能够实现正线区间隧道和站台隧道一次施工，设备在洞内原地即可实现快速变径，大幅度变径，站台隧道采用顶管模式，正线隧道采用盾构模式，可适应各种复杂地层。并且通过所述扩径盾体安装于所述盾体外周实现盾体的扩径，通过所述扩径边块安装于所述刀盘外周实现刀盘的扩径，变径过程简单，安装方便，可以有效的提高施工效率。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顶盾式可变径掘进机，其特征在于，包括盾构机主体、扩径盾体、扩径边块；所述盾构机主体包括盾体、主驱动、刀盘、推进装置、管片拼装系统、排渣系统；所述主驱动设置于所述盾体内部；所述刀盘设置于所述主驱动上，并位于所述盾体前端；所述推进装置设置于所述盾体内部，以推动所述盾体移动；所述管片拼装系统设置于所述盾体内部，以拼装管片；所述排渣系统设置于所述盾体内部，以向外输送掘进过程中所挖出的土石；所述扩径盾体可拆卸设置于所述盾体外周，以扩充所述盾体的直径，且用以在所述掘进机以大直径状态运行时，将顶管推进装置传递至管节上的推进力传递至所述盾体；所述扩径边块可拆卸设置于所述刀盘外周，以扩充所述刀盘的开挖直径。2.根据权利要求1所述的顶盾式可变径掘进机，其特征在于，所述扩径盾体包括扩径盾体本体及推进转接环；所述扩径盾体本体可拆卸设置于所述盾体外周，以扩充所述盾体的直径；所述推进转接环设置于所述扩径盾体本体尾部，用以在所述掘进机以大直径状态运行时，将顶管推进装置传递至管节上的推进力传递至所述扩径盾体本体。3.根据权利要求2所述的顶盾式可变径掘进机，其特征在于，所述盾体包括前盾、中盾及尾盾；所述中盾设置于所述前盾尾部；所述尾盾设置于所述中盾尾部；所述扩径盾体本体包括扩径前盾、扩径尾盾及盾体连接装置；所述扩径前盾位于所述前盾外周，且所述扩径前盾通过所述盾体连接装置与所述前盾可拆卸连接；所述扩径尾盾设置于所述扩径前盾尾部，且所述扩径尾盾位于所述中盾与所述尾盾外周；所述推进转接环设置于所述扩径尾盾尾部。4.根据权利要求3所述的顶盾式可变径掘进机，其特征在于，所述扩径盾体本体还包括盾体前端密封装置；所述盾体前端密封装置设置于所述扩径前盾与所述前盾之间，以密封所述扩径前盾与所述前盾之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭正阳，姚满，刘学，陈亮，刘任丰，申鹏飞，
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：