一种超前掘进释放地质应力的双刀盘TBM的制作方法

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别是指一种超前掘进释放地质应力的双刀盘TBM。

背景技术：

TBM（全断面岩石隧道掘进机）由于其安全、高效、环保等优势被广泛应用于隧道施工。TBM隧道施工环境极其恶劣，尤其是在深埋长隧环境下，由于高地应力、软弱围岩大变形等不良地质，采用TBM施工面临TBM卡机、岩爆等工程挑战，严重影响施工安全和效率。因此，设计一种能提前释放地质应力的TBM具有较大意义。

技术实现要素：

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种超前掘进释放地质应力的双刀盘TBM，解决了现有技术中TBM在深埋长隧环境下高地应力、软弱围岩大变形等不良地质开挖过程中开挖效率低、安全性差的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种超前掘进释放地质应力的双刀盘TBM，包括盾体，盾体前端设有掘进系统，盾体内设有主驱动和主大梁，主大梁上设有推进系统和后支撑，所述掘进系统包括一级刀盘和二级刀盘，一级刀盘位于二级刀盘前方且通过传动机构与二级刀盘相连接，二级刀盘与主驱动相连接；所述传动机构处设有排渣机构，排渣机构与出渣机构相对应。

所述传动机构为防护套筒，防护套筒的一端与一级刀盘可拆卸固定连接、另一端与二级刀盘可拆卸固定连接，防护套筒的中心轴线分别与一级刀盘的中心轴线、二级刀盘的中心轴线相重合。

所述一级刀盘的直径不大于二级刀盘的直径，一级刀盘和二级刀盘上均设有进渣口和出渣口。

所述排渣机构为螺旋排渣机构，螺旋排渣机构包括螺旋叶片，螺旋叶片与传动机构的内壁固定连接，螺旋叶片的前端与一级刀盘的出渣口相对应。

所述排渣机构为螺旋排渣机构，螺旋排渣机构包括螺旋叶片，螺旋叶片与传动机构的外壁固定连接，螺旋叶片的前端与一级刀盘的出渣口相对应。

所述排渣机构为刮板排渣机构，刮板排渣机构包括驱动机构和支撑板，驱动机构的输出端连接有链条，链条上等间距设有刮板，链条位于支撑板的上方，支撑板的一端与主大梁连接、另一端穿过传动机构，链条的一端与一级刀盘的出渣口相对应、另一端与二级刀盘的进渣口相对应。

所述支撑板的底部对称设有两行支撑轮，支撑轮与传动机构内切使传动机构相对支撑板转动。

所述出渣机构为皮带输送机，皮带输送机的进渣端与二级刀盘的出渣口相对应。

本实用新型为双刀盘式TBM，一级刀盘伸出二级刀盘2~5m，开挖过程中，通过一级刀盘先行掘进，进行开挖，开挖岩渣通过排渣机构运送至二级刀盘，随二级刀盘产生的渣土一起经出渣机构排出。一级刀盘开挖后，提前释放了岩石应力，避免了TBM卡机事故和岩爆风险；同时一级刀盘开挖面为二级刀盘提供了破岩临空面，提高了二级刀盘破岩效率。本实用新型设计巧妙，双刀盘设计和逐级排渣系统配合使用，大大提高了开挖效率，同时提高了施工安全系数，具有较高的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为实施例1中本实用新型排渣机构示意图。

图3为实施例2中本实用新型排渣机构示意图。

图4为实施例3中本实用新型排渣机构示意图。

图5为实施例3中排渣机构侧视示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和2所示，实施例1，一种超前掘进释放地质应力的双刀盘TBM，包括盾体10，盾体10前端设有掘进系统，盾体10内设有主驱动5和主大梁6，主大梁为设备的主支撑机构，主大梁6上设有推进系统7和后支撑8，主驱动5为掘进系统的刀盘提供动力，推进系统7为掘进系统的向前推进提供动力。后支撑8用于支撑主大梁。所述掘进系统包括一级刀盘1和二级刀盘4，一级刀盘1为超前掘进小刀盘，二级刀盘4为后开挖大刀盘。一级刀盘1位于二级刀盘4前方且通过传动机构2与二级刀盘4相连接，一级刀盘通过传动机构随二级刀盘进行同步转动。二级刀盘4与主驱动5相连接，主驱动为二级刀盘的转动提供动力。所述传动机构2处设有排渣机构3，排渣机构用于排出一级刀盘开挖下的渣土。排渣机构3与设置在盾体10内的出渣机构9相对应。所述出渣机构9为皮带输送机，皮带输送机的进渣端与排渣机构3的出渣口相对应。出渣机构9用于排出一级刀盘和二级刀盘开挖出的渣土。本双刀盘TBM采用大小刀盘前后两级布置形式，一级刀盘前置于二级大刀盘2~5m，两级级刀盘通过传动机构同步转动。一级刀盘开挖提前释放岩石应力，减少了二级刀盘开挖卡机和岩爆风险，同时为二级刀盘提供破岩临空面，提高了破岩效率。

进一步，所述传动机构2为防护套筒，即为中空的筒套结构，便于人员维护作业。防护套筒的一端与一级刀盘1可拆卸固定连接、另一端与二级刀盘4可拆卸固定连接，可拆卸固定连接即采用螺栓连接，一级刀盘和排渣机构可以拆卸，使二级刀盘可以单独掘进。防护套筒的中心轴线分别与一级刀盘1的中心轴线、二级刀盘4的中心轴线相重合，使渣土在排渣机构的作用下顺利排到二级刀盘处。一级刀盘1的直径不大于二级刀盘4的直径，一级刀盘的开挖面为二级刀盘提供破岩临空面，提高了破岩效率。一级刀盘1和二级刀盘4上均设有进渣口和出渣口，便于渣土的输送。

进一步，所述排渣机构3为螺旋排渣机构，螺旋排渣机构包括螺旋叶片3b，螺旋叶片3b与传动机构2的外壁固定连接，即可采用焊接也可采用螺纹固定连接，螺旋叶片与传动机构进行同步转动。螺旋叶片3b的前端与一级刀盘1的出渣口相对应、另一端对准二级刀盘4内部。在螺旋叶片的旋转作用下，将一级刀盘开挖下的渣土运至二级刀盘处，再经出渣机构排出。

如图3所示，实施例2，一种超前掘进释放地质应力的双刀盘TBM，所述排渣机构3为螺旋排渣机构，螺旋排渣机构包括螺旋叶片3a，螺旋叶片3a与传动机构2固定连接，即可采用焊接也可采用螺纹固定连接，螺旋叶片与传动机构进行同步转动。螺旋叶片3a的前端与一级刀盘1的出渣口相对应、另一端与出渣机构9的进渣口相对应。在螺旋叶片的旋转作用下，将一级刀盘开挖下的渣土运至二级刀盘处，再经出渣机构排出。

其他结构与实施例1相同。

如图4和5所示，实施例3，一种超前掘进释放地质应力的双刀盘TBM，所述排渣机构3为刮板排渣机构，刮板排渣机构包括驱动机构3-1和支撑板3-2，驱动机构3-1设置在支撑板3-2上。驱动机构3-1的输出端设有主动链轮，支撑板上设有从动链轮，主动链轮和从动链轮上连接有链条3-3，链条3-3上等间距设有刮板3-4，链条3-3位于支撑板3-2的上方，刮板与支撑板相接触，驱动机构带动链条转动，将落在支撑板上的渣土运至出渣机构。支撑板3-2的一端与主大梁6连接、另一端穿过传动机构2，链条3-3的一端与一级刀盘1的出渣口相对应、另一端与出渣机构9的进渣口相对应。一级刀盘转动，将渣土从上向下落至支撑板上，刮板在链条的作用下将渣土刮送至二级刀盘，再经出渣机构排出。

进一步，所述支撑板3-2水平设置在传动机构的下半圆内，支撑板3-2的底部对称设有两行支撑轮3-5，支撑轮在传动机构转动的过程中可自转。支撑轮3-5与传动机构2内切使传动机构2相对支撑板3-2转动，避免支撑板随传动机构旋转，确保支撑板处于水平状态。一级刀盘开挖渣石通过刮板间隙掉落到支撑板上，下部刮板在链条驱动下将支撑板上渣石向后刮运至二级刀盘内部。

其他结构与实施例2相同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。