敞口式盾构的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种敞口式盾构机，其包括盾体，盾体的前端设置有半封闭的支护网格，支护网格与盾体的上壁面连接，支护网格包括由若干隔板相连形成的多个沿盾体轴向延伸的网格，并且支护网格的开口朝向盾体的前方；支护网格的每一个网格均对应设置有一个第一螺旋输送机；支护网格的下方设置有挡土板，挡土板后方设置有主输送机。本实用新型的敞口式盾构机在盾体前端设置半封闭式的支护网格，能够在开挖面处形成压力平衡，尤其是在掌子面上半部分形成压力平衡，有效避免挖掘过程中因掌子面上半部分塌方而引起大量渣土涌入盾体内，从而提高施工效率，并且能有效降低发生地面沉降或隧道坍塌等安全事故的几率。
【专利说明】敞口式盾构机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种敞口式盾构机。
【背景技术】
[0002]盾构机是一种隧道掘进的工程机械，被广泛用于地铁、铁路和公路等的修建。盾构机主要包括土压平衡盾构机、泥水平衡盾构机和敞口式盾构机。在盾构法施工中，需要根据地质条件、造价等因素选择合适的盾构机。
[0003]对于敞口式盾构机而言，其盾体前部设置有挡板，支撑上方部分的开挖面，然后对下部的开挖面进行挖掘，这种盾构机的开挖面呈敞开状态，能高效处理任意尺寸的卵砾石、勘探未明的地下桩基等障碍，有效解决土压平衡盾构机和泥水平衡盾构机等密闭式盾构机在面对巨大卵砾石时难以掘进的困境，并且敞口式盾构机不受圆形刀盘的限制，其端面可以设计为任意合适的形状，如圆形、矩形、马蹄形等。此外，相比土压平衡盾构机和泥水平衡盾构机，敞口式盾构机的制造成本也大大降低。
[0004]但是，由于敞口式盾构机的开挖面是敞开的，无法像土压平衡或泥水平衡盾构机那样保持开挖面处压力平衡，适用于开挖面有一定自稳能力、含水率低或无水的各种围岩，或者以洪积层的砂、砂砾、固结粉砂、黏土和卵砾为主的地层。如果在有水地层进行挖掘，则需要采用降低地下水位的措施。尽管如此，敞口式盾构机在进行挖掘施工时仍难免遇到自稳性较差的地质条件，如经过降水处理的中粗砂地层，掘进时稍有扰动就会引起掌子面上半部分塌方，使得推进系统上半部分建立不起压力，而下半部分压力急剧增加，同时会有大量渣土进入盾体内，轻则导致推进阻力大大增加，出土量过大，影响施工效率，重则引起地面沉降或隧道坍塌，造成施工安全事故。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型提出一种敞口式盾构机，能够解决掌子面上半部分塌方引发的施工效率降低、以及施工安全事故等问题。
[0006]一方面，本实用新型提供了一种敞口式盾构机，包括盾体，所述盾体的前端设置有半封闭的支护网格，所述支护网格与所述盾体的上壁面连接，所述支护网格包括由若干隔板相连形成的多个沿所述盾体轴向延伸的网格，并且所述支护网格的开口朝向所述盾体的前方；
[0007]所述支护网格的每一个网格均对应设置有一个第一螺旋输送机；
[0008]所述支护网格的下方设置有挡土板，所述挡土板后方设置有主输送机。
[0009]进一步地，所述第一螺旋输送机具有用于调节所述第一螺旋输送机转速的速度控制器。
[0010]进一步地，所述挡土板的位置位于所述第一螺旋输送机落土位置的后方。
[0011]进一步地，所述主输送机为第二螺旋输送机或刮板链输送机。
[0012]进一步地，所述主输送机前端设置有倾斜的导向板。
[0013]进一步地，所述隔板包括网格侧板、网格底板和网格后侧板；
[0014]所述第一螺旋输送机穿过所述网格后侧板设置在所述网格底板上。
[0015]进一步地，所述隔板之间相互可拆卸连接或焊接；
[0016]和/或，所述支护网格与所述盾体之间可拆卸连接或焊接。
[0017]进一步地，所述支护网格包括一层共三个网格。
[0018]进一步地，所述支护网格包括至少两层竖直间隔设置的所述网格底板，形成至少两层所述网格。
[0019]进一步地，所述网格后侧板为一体式结构。
[0020]本实用新型的敞口式盾构机针对现有的敞口式盾构机做出改进，在盾体前端设置半封闭式的支护网格，能够在开挖面处形成压力平衡，尤其是在掌子面上半部分形成压力平衡，有效避免挖掘过程中因掌子面上半部分塌方而引起大量渣土涌入盾体内，从而提高施工效率，并且能有效降低发生地面沉降或隧道坍塌等安全事故的几率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0022]图1为本实用新型实施例提供的一种敞口式盾构机的结构示意图；
[0023]图2为图1所示敞口式盾构机的侧视示意图；
[0024]图3为图1所示敞口式盾构机的后视示意图。
[0025]附图标记说明
[0026]10-盾体；20_支护网格；21_网格侧板；22_网格底板；23_网格后侧板；30_第一螺旋输送机；40_主输送机；41_导向板；50_挡土板。
【具体实施方式】
[0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0028]图1为本实用新型实施例提供的一种敞口式盾构机的结构示意图；图2为图1所示敞口式盾构机的侧视示意图；图3为图1所示敞口式盾构机的后视示意图；需要说明的是，为了便于描绘，本实用新型的附图中仅示出了敞口式盾构机的前盾部分，而且各附图中对支护网格中相应的隔板进行重点描绘，以使其结构更容易被理解。
[0029]结合图1、图2和图3所示，该敞口式盾构机包括盾体10 (图中所示为盾体的前盾部分)，盾体10的前端设置有半封闭的支护网格20，该支护网格20与盾体10的上壁面连接，支护网格包括若干隔板相连形成的多个沿盾体10轴向延伸的网格，并且支护网格20的开口朝向盾体10的前方；支护网格20的每一个网格均对应设置有一个第一螺旋输送机30 ;支护网格20的下方设置有挡土板50，挡土板50后方设置有主输送机40。
[0030]该实施例中的敞口式盾构机的盾体10前部设置有半封闭的支护网格20，在敞口式盾构机开挖掌子面或向前推进时，渣土落入支护网格20内，并在支护网格20内堆积，从而使支护网格20形成局部保压仓，而支护网格20对应设置的第一螺旋输送机30可以在需要时将支护网格20内的渣土运出，因而，本实用新型的具有支护网格作为保压仓的敞口式盾构机能够在其前方的开挖面处形成压力平衡，尤其是在掌子面上半部分形成压力平衡，避免挖掘过程中掌子面上半部分塌方，进而防止大量渣土涌入盾体内影响施工效率，并能有效降低发生地面沉降或隧道坍塌等安全事故的几率。
[0031]结合图1和图2所示，该实施例中的支护网格20与盾体10的上壁面采用可拆卸连接，其隔板包括网格侧板21、网格底板22和网格后侧板23，三者之间优选也采用可拆卸连接，例如在相互连接的两个隔板的连接处，一个隔板设置凹槽，另一个隔板设置凸起，采用类似榫卯结构进行可拆卸卡接，使支护网格20形成一层共三个网格。支护网格20与盾体10之间、支护网格20的各个隔板之间的可拆卸连接使支护网格20能够根据施工条件自由取用，并且允许支护网格20能够灵活组合使用。优选地，该实施例中的网格后侧板23可以是一体式结构的整块钢板。该实施例中支护网格20的网格底板22之间有角度，使支护网格20的底部轮廓呈折线形，这种形状可以在盾体10内的中部留出挖掘所用的空间，同时使支护网格20能够更多的覆盖到盾体10的边缘位置。
[0032]当然，在其他实施例中，支护网格20的结构也可以做出修改，采用其他连接形式或结构形式实现，例如，在其他实施例中，支护网格20与盾体10之间，或者各个隔板之间可以采用焊接固定连接；在其他实施例中，网格后侧板23也可以是分体式的，即对应每个网格设置一块独立的小型后侧板；在其他实施例中，支护网格20的各网格底板22也可以为水平且在同一水平线上，使得支护网格20具有整体水平的底部；更进一步地，在其他实施例中，根据土质条件的不同以及开挖面的大小不同，支护网格20的隔板可以包括两层或更多层竖直间隔设置的网格底板22，使支护网格20形成两层或更多层网格。本实用新型对此均不做限定，只要保证支护网格20的半封闭式结构，能够实现保压支护的作用，即属于本实用新型的保护范围。
[0033]第一螺旋输送机30用于将支护网格20内堆积的渣土运出，以便盾体10顺利向前推进。如图1和图2所示，三个第一螺旋输送机30分别对应一个网格设置，且第一螺旋输送机30穿过网格后侧板23设置在网格底板22上。作为优选，该实施例中的第一螺旋输送机30具有用于调节其转速的速度控制器(图中未示出)，以便可以根据网格内堆积的渣土量来调节第一螺旋输送机30的转速，从而调节出土速度，以实现网格内渣土的压力和敞口式盾构机推进系统上部压力的动态平衡。
[0034]第一螺旋输送机30出土时在网格后侧板23的后侧落土，落土位置在网格后侧板23的后侧，并且如图2所示，挡土板50的位置位于第一螺旋输送机30落土位置的后方，使得第一螺旋输送机30的落土由位于支护网格下方的主输送机40向后运出。该实施例中，主输送机40优选为螺旋运输机，其前端设置有倾斜设置的导向板41，形成斜坡，既能减少盾体10向前推进时的阻力，又便于渣土向主输送机40聚集，方便将渣土运出。在其他实施例中，主输送机40可以采用刮板链运输机，或者采用螺旋运输机和刮板链运输机的组合。
[0035]与现有的敞口式盾构机相比，本实用新型的敞口式盾构机设置有支护网格形式的保压仓，有助于在开挖面处形成压力平衡，并且针对支护网格的独立网格分别设置螺旋输送机用来出土，便于形成动态压力平衡，因此，本实用新型的敞口式盾构机特别适用于自稳能力相对较差的土质结构中进行开挖作业，能够在开挖面处形成压力平衡，避免掌子面上半部分塌方，防止大量渣土瞬间涌入到盾体内影响施工效率，并有效降低因掌子面塌方而引发地面沉降或隧道坍塌等安全事故的几率。本实用新型的敞口式盾构机的支护网格采用可拆卸式的隔板，方便根据地质条件的不同来自由使用支护网格，以及灵活组合支护网格，结构简单，方便实用，且实施成本低。
[0036]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。
【权利要求】
1.一种敞口式盾构机，其特征在于，包括盾体(10)，所述盾体(10)的前端设置有半封闭的支护网格(20)，所述支护网格(20)与所述盾体(10)的上壁面连接，所述支护网格(20)包括由若干隔板相连形成的多个沿所述盾体(10)轴向延伸的网格，并且所述支护网格(20)的开口朝向所述盾体(10)的前方； 所述支护网格(20)的每一个网格均对应设置有一个第一螺旋输送机(30)； 所述支护网格(20)的下方设置有挡土板(50)，所述挡土板(50)后方设置有主输送机(40)。
2.根据权利要求1所述的敞口式盾构机，其特征在于，所述第一螺旋输送机(30)具有用于调节所述第一螺旋输送机(30)转速的速度控制器。
3.根据权利要求1所述的敞口式盾构机，其特征在于，所述挡土板(50)的位置位于所述第一螺旋输送机(30)落土位置的后方。
4.根据权利要求1所述的敞口式盾构机，其特征在于，所述主输送机(40)为第二螺旋输送机或刮板链输送机。
5.根据权利要求4所述的敞口式盾构机，其特征在于，所述主输送机(40)前端设置有倾斜的导向板(41)。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的敞口式盾构机，其特征在于，所述隔板包括网格侧板(21)、网格底板(22)和网格后侧板(23)； 所述第一螺旋输送机(30)穿过所述网格后侧板(23)设置在所述网格底板(22)上。
7.根据权利要求6所述的敞口式盾构机，其特征在于，所述隔板之间相互可拆卸连接或焊接； 和/或，所述支护网格(20)与所述盾体(10)之间可拆卸连接或焊接。
8.根据权利要求7所述的敞口式盾构机，其特征在于，所述支护网格(20)包括一层共三个网格。
9.根据权利要求7所述的敞口式盾构机，其特征在于，所述支护网格(20)包括至少两层竖直间隔设置的所述网格底板(22)，形成至少两层所述网格。
10.根据权利要求6所述的敞口式盾构机，其特征在于，所述网格后侧板(23)为一体式结构。
【文档编号】E21D9/06GK203948101SQ201420323221
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】王建辉, 杨海涛, 温彦生 申请人:北京市三一重机有限公司