一种适应于既有隧道开挖的盾构机的制作方法

本实用新型涉及隧道施工，特别是指一种适应于既有隧道开挖的盾构机。

背景技术：

目前，土压平衡式盾构是一种用于城市地下公路通道建设施工的掘进设备，在设备投入成本、施工成本、对施工环境影响、安全等均具有优势，具有越来越广阔的应用前景，是一种新型高效掘进设备。

近年来，地铁、电缆以及排水等隧道数量及规模越来越庞大，已经施工好的各种隧道在运营后受到大型地震破坏或者年久失修致使质量严重下降，或原有隧道设计尺寸不能满足日益快速增长的使用需求时，我们需要对原有隧道进行维护或者重新规划施工新隧道线路，这样维修进行二次衬砌会造成既有隧道净空缩小，而重新规划线路则会造成施工成本大大增加且存在施工风险较大，因此可在既有隧道的基础上进行隧道扩挖，既可以提高隧道利用率，又能降低施工风险。

因此设计一种可以满足在既有隧道基础上进行扩挖的盾构，不但为既有隧道扩挖也为盾构一百年寿命后提供了一种新思路，是一项具有长远意义的课题。

技术实现要素：

本实用新型提出一种适应于既有隧道开挖的盾构机，解决了现有技术中对原有隧道进行维护会造成净空缩小或者重新规划施工新隧道线路会增加施工成本提高施工风险的问题。既有地铁、电缆以及排水等隧道在通常使用管片或者喷射混凝土等工艺进行支护，保证隧道安全性。本实用新型在保证整个隧道扩挖安全的前提下，通过扩挖盾构刀盘直接将既有隧道管片或者喷射混凝土衬砌层切削开挖掉，切削下来的渣土通过螺旋机和后配套皮带机排出洞外。而本实用新型通过在既有管片内部设计一套钢套筒，通过牵引车提供拖拉力向前移动，钢套筒外侧设计有密封系统，使掌子面与既有管片隧道压力隔绝，保证掌子面压力平衡。钢套筒内圈设计有支撑系统，可通过液压油缸控制将支撑系统顶紧既有管片内壁，提供掌子面的反力。在盾构掘进时，可根据掘进速度调整牵引车速度，保证开挖仓内部压力稳定。本设备适用于管片强度较低的隧道，通过刀盘直接将既有管片切削开挖掉，整机结构相对简单，提高了扩挖隧道的施工效率。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种适应于既有隧道开挖的盾构机，包括前方的保压系统和后方的主机系统，所述的保压系统包括牵引车、保压组件和钢套筒，牵引车与钢套筒的前端铰接，若干组的保压组件依次设在钢套筒的侧壁上，每组保压组件包括密封系统、支撑系统和油脂注入口，密封系统位于油脂注入口的前方，支撑系统位于油脂注入口的后方。

所述的牵引车通过连接销与钢套筒铰接。

所述的主机系统包括盾体、扩挖刀盘、主驱动、推进油缸、管片安装机、螺旋输送机和隔板，隔板安装在盾体的前端，隔板上设有主驱动，主驱动驱动盾体前方的扩挖刀盘，推进油缸安装在盾体的上方，管片安装机安装在盾体的中部，螺旋输送机安装在盾体的下方。

所述的扩挖刀盘为弧形刀盘。

所述的盾体的尾部设有盾尾刷。

本实用新型解决了现有既有隧道扩挖的难题，为隧道扩挖提供了一种新型设备，既保证了隧道施工安全，又提高了隧道利用率，节省大量施工成本。

a.在盾构机推进时，刀盘直接切削既有管片或者喷射的混凝土衬砌层，工序简单，提高了隧道掘进效率。

b．通过在既有隧道内部设计一套钢套筒，使得掌子面压力与既有隧道内部隔绝开，保证掌子面压力平衡，使盾构施工更安全；

c.钢套筒可以撑紧既有隧道内壁，提供掌子面产生的反作用力，保证开挖仓压力不失稳。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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为本实用新型结构示意图。

图中：牵引车-1、既有管片-2、连接销-3、密封系统-4、支撑系统-5、油脂注入口-6、钢套筒-7、扩挖刀盘-8、主驱动-9、推进油缸-10、扩挖管片-11、管片安装机-12、螺旋输送机-13、隔板-14、开挖仓-15。

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所示，一种适应于既有隧道开挖的盾构机，包括前方的保压系统和后方的主机系统，所述的保压系统包括牵引车1、保压组件和钢套筒7，牵引车1与钢套筒7的前端铰接，若干组的保压组件依次设在钢套筒7的侧壁上，每组保压组件包括密封系统4、支撑系统5和油脂注入口6，密封系统4位于油脂注入口6的前方，支撑系统5位于油脂注入口6的后方。

所述的牵引车1通过连接销3与钢套筒7铰接。

所述的主机系统包括盾体、扩挖刀盘8、主驱动9、推进油缸10、管片安装机12、螺旋输送机13和隔板14，隔板14安装在盾体的前端，隔板14上设有主驱动9，主驱动9驱动盾体前方的扩挖刀盘8，推进油缸10安装在盾体的上方，管片安装机12安装在盾体的中部，螺旋输送机13安装在盾体的下方。

所述的扩挖刀盘8为弧形刀盘。

所述的盾体的尾部设有盾尾刷。

本实用新型包括牵引车、既有管片2、连接销、密封系统、支撑系统、油脂注入口、钢套筒、扩挖刀盘、主驱动、推进油缸、扩挖管片11、管片安装机、螺旋输送机、前盾隔板和开挖仓。

盾构机通过推进油缸顶紧扩径管片11向前掘进，扩挖刀盘通过主驱动驱动旋转，直接切削既有管片和地层，钢套筒和隔板形成带有压力的开挖仓15，切削下来的渣土流入开挖仓15，通过螺旋输送机将渣土排至洞外。在盾构步进一个循环后，通过管片安装机将扩挖管片拼装至尾盾内，完成扩挖管片的整环拼装。

由于盾构在掘进时开挖仓15内需要建立一定压力，该压力会产生一个推动钢套筒的作用力，因此钢套筒内部设计支撑系统，在盾构掘进时，支撑系统通过油缸控制顶紧既有隧道管片内壁，保证钢套筒在盾构掘进时不向前移动，使开挖仓不发生失压风险。在掘进一定距离后可通过牵引车拖拉钢套筒迁移。

为保证开挖仓15和既有隧道压力隔绝，钢套筒外侧设计设计有密封系统，通过油脂注入口持续向密封系统环腔内注入油脂，保证整个开挖仓内部压力不泄漏。

以上进行完成一环管片后方可进行下一个循环。

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。