城门洞型隧道掘进机及其施工方法与流程

文档序号:24881527发布日期:2021-04-30 13:00阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种城门洞型隧道掘进机,其特征在于,所述城门洞型隧道掘进机包括前盾(3),所述前盾(3)的一端设置有开挖出圆形的第一隧道断面(20)的主刀盘(1)和驱动所述主刀盘(1)转动的主驱动装置(4),所述主驱动装置(4)固定设置于所述前盾(3)的内部且与所述主刀盘(1)连接,所述前盾(3)的内部且位于所述主刀盘(1)的底部两侧分别设置有对所述第一隧道断面(20)的底部两侧的边角区域(30)进行开挖的辅助刀盘(2),以通过所述主刀盘(1)与两所述辅助刀盘(2)相配合开挖形成城门洞形的第二隧道断面(40);

所述主驱动装置(4)上固定设置有驱动两所述辅助刀盘(2)转动的两个辅助驱动装置(5),两所述辅助驱动装置(5)分别与对应的所述辅助刀盘(2)连接。

2.如权利要求1所述的城门洞型隧道掘进机,其特征在于,所述辅助刀盘(2)为由靠近所述辅助驱动装置(5)至远离所述辅助驱动装置(5)方向直径逐渐缩小的锥形结构,且所述辅助刀盘(2)的轴向与所述主刀盘(1)的轴向相垂直。

3.如权利要求2所述的城门洞型隧道掘进机,其特征在于,所述辅助刀盘(2)为外装刀结构。

4.如权利要求1所述的城门洞型隧道掘进机,其特征在于,所述城门洞型隧道掘进机还包括能固定于所述隧道内的支撑架(6),所述主驱动装置(4)与所述前盾(3)之间连接有多个筋板(12),所述支撑架(6)与所述前盾(3)之间设置有多个推进油缸(7),各所述推进油缸(7)的一端分别与对应的所述筋板(12)连接,各所述推进油缸(7)的另一端固定在所述支撑架(6)上。

5.如权利要求4所述的城门洞型隧道掘进机,其特征在于,各所述推进油缸(7)沿所述隧道的周向依次间隔分布。

6.如权利要求4所述的城门洞型隧道掘进机,其特征在于,所述支撑架(6)上设置有能将所述支撑架(6)固定于所述隧道内的多个撑靴油缸(8),所述撑靴油缸(8)的一端固定于所述支撑架(6)上,所述撑靴油缸(8)的另一端能伸出至与所述隧道的内壁相抵接。

7.如权利要求6所述的城门洞型隧道掘进机,其特征在于,各所述撑靴油缸(8)沿所述隧道的周向依次间隔分布。

8.如权利要求1所述的城门洞型隧道掘进机,其特征在于,所述城门洞型隧道掘进机还包括运送渣土的皮带机(9)和将位于所述隧道底部的渣土提升至所述皮带机(9)上的收渣装置(11),所述皮带机(9)设置于所述前盾(3)的中间位置。

9.如权利要求8所述的城门洞型隧道掘进机,其特征在于,所述收渣装置(11)包括在竖直平面内围合形成的环形传动链条(1101),所述传动链条(1101)套设于驱动链轮(1102)上,在所述传动链条(1101)的环形结构的外圈上沿所述传动链条(1101)的周向设置有多个刮板(1103),位于环形结构底部的所述传动链条(1101)上的所述刮板(1103)与所述隧道的底部接触,位于环形结构顶部的所述传动链条(1101)上的所述刮板(1103)位于所述皮带机(9)的上方。

10.如权利要求8所述的城门洞型隧道掘进机,其特征在于,所述前盾(3)的内部且位于所述辅助刀盘(2)的后方设置有集渣斗(10),所述集渣斗(10)为沿竖直设置的板状结构,所述集渣斗(10)的底部与所述隧道的底部相接触,所述集渣斗(10)朝向所述辅助刀盘(2)一侧的端面上形成有收集渣土的凹部。

11.如权利要求8所述的城门洞型隧道掘进机,其特征在于,所述城门洞型隧道掘进机还包括将所述皮带机(9)上的渣土运送至所述隧道外的后配套系统(13),所述皮带机(9)穿过所述后配套系统(13)延伸至所述隧道的外部。

12.如权利要求1所述的城门洞型隧道掘进机,其特征在于,所述主驱动装置(4)以及所述辅助驱动装置(5)均为驱动马达,所述主驱动装置(4)的输出轴与所述主刀盘(1)连接,所述辅助驱动装置(5)的输出轴与所述辅助刀盘(2)连接。

13.一种城门洞型隧道施工方法,其特征在于,所述城门洞型隧道施工方法包括如下步骤:

步骤s1:通过主驱动装置(4)带动主刀盘(1)旋转,以开挖形成圆形的第一隧道断面(20);

步骤s2:前盾(3)向掘进方向前移,并通过两辅助驱动装置(5)分别带动对应的辅助刀盘(2)对所述第一隧道断面(20)底部的两边角区域(30)进行开挖,两所述边角区域(30)与第一隧道断面(20)配合形成城门洞形的第二隧道断面(40);

步骤s3:对已开挖的隧道进行加固处理,一个掘进行程结束。

14.如权利要求13所述的城门洞型隧道施工方法,其特征在于,所述步骤s1中,所述主刀盘(1)切削所产生的渣土通过皮带机(9)运送至所述隧道的外部。

15.如权利要求14所述的城门洞型隧道施工方法,其特征在于,所述步骤s2中,所述辅助刀盘(2)切削所产生的渣土通过收渣装置(11)提升至所述皮带机(9)上,并随所述主刀盘(1)切削所产生的渣土一同运送至所述隧道的外部。

16.如权利要求13所述的城门洞型隧道施工方法,其特征在于,所述步骤s3中,在所述隧道的内部设置有支护设施或者在隧道的内壁上设置拼装管片,以对所述隧道进行加固。

17.如权利要求13所述的城门洞型隧道施工方法,其特征在于,所述对已开挖的隧道进行加固处理,一个掘进行程结束之后,还包括:

步骤s4:控制所述主刀盘(1)以及两所述辅助刀盘(2)停止转动,拖拽后配套系统(13)向掘进方向前移所述前盾(3)在一个掘进行程内所前移的距离;

步骤s5:依次进行所述步骤s1至所述步骤s4操作,以进入下一个掘进行程。


技术总结
本发明为一种城门洞型隧道掘进机及其施工方法,该城门洞型隧道掘进机包括前盾,前盾的一端设置有开挖出圆形的第一隧道断面的主刀盘和驱动主刀盘转动的主驱动装置,主驱动装置固定设置于前盾的内部且与主刀盘连接,前盾的内部且位于主刀盘的底部两侧分别设置有对第一隧道断面的底部两侧的边角区域进行开挖的辅助刀盘,以通过主刀盘与两辅助刀盘相配合开挖形成城门洞形的第二隧道断面;主驱动装置上固定设置有驱动两辅助刀盘转动的两个辅助驱动装置,两辅助驱动装置分别与对应的辅助刀盘连接。本发明解决了城门洞型隧道施工难度大、施工周期长的技术问题。

技术研发人员:贺飞;叶蕾;肖威;宋春晓;陈凯歌;邓飞;马永辉;赵子辉;宋德华;付玉龙;张恒;赵飞;齐志冲
受保护的技术使用者:中铁工程装备集团有限公司
技术研发日:2021.02.07
技术公布日:2021.04.30
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