一种盾构机结构的制作方法

本申请涉及工程机械技术领域，更具体地说，特别涉及一种盾构机结构。

背景技术：

盾构机具有高安全性、经济性等特点，近年来，盾构机广泛应用于城市地下空间的发展，特别是越来越多的地下隧道等工程高速发展。

现有的盾构机盾构工法是盾构推进系统的推进油缸伸出作用在管片上形成反力，并拼装预制的混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。掘进过程中，盾构机主要依靠推进油缸提供掘进的推力，推进油缸需要顶在已拼好的管片上，才能提供掘进的反作用力。拼装管片时，若盾构机推进油缸同时全部回缩，在开挖面土舱压力的作用下盾构机会后退，开挖面将失稳，容易发生严重的施工事故。

实施管片拼装工法时，交替回缩拼装部位的推进油缸时，其它部分的油缸顶推在管片上。若此时推进，会因为管片受力不均匀，与推进油缸撑靴面接触的管片受到过大的压强，超过管片的许可强度，管片容易碎裂，还可能引发其它施工或设备的严重安全事故。在管片拼装过程中，盾构机需要不断转换拼装模式，完成一环管片的拼装工作以后，才能重新向前掘进。基于前文所述的施工技术水平，若想提高盾构机的工作效率，产生更高的经济性，且适用范围广，就迫切需要一种具有高速掘进技术与具有其的盾构机。

因此，提供一种盾构机结构，既能实现掘进与管片拼装同步作业，又能适用于通用型管片及其它类型管片，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本申请提供一种盾构机结构，既能实现掘进与管片拼装同步作业，又能适用于通用型管片及其它类型管片。

本申请提供的技术方案如下：

一种盾构机结构，包括：前盾；与前盾连接的中盾；与中盾连接的铰接油缸；与铰接油缸连接的中折盾；与中折盾固定连接的盾尾；固定于中折盾上，用于顶推管片的推进油缸。

进一步地，在本实用新型一种优选的方式中，铰接油缸设置于中盾和中折盾之间具体为，铰接油缸沿着中盾及中折盾的内圈行圆周布置。

进一步地，在本实用新型一种优选的方式中，中盾上设有第一铰接座，第一铰接座通过第一铰接销与铰接油缸的一端相连接。

进一步地，在本实用新型一种优选的方式中，中折盾上设有第二铰接座，第二铰接座通过第二铰接销与铰接油缸的另一端相连接。

进一步地，在本实用新型一种优选的方式中，固定于中折盾上，用于顶推管片的推进油缸具体为，推进油缸与铰接油缸交叉布置。

进一步地，在本实用新型一种优选的方式中，设置于所述中折盾上的所述推进油缸的数量具体为28～36个。

更进一步地，在本实用新型一种优选的方式中，设置于所述中折盾上的所述推进油缸的数量具体为30～34个。

更进一步地，在本实用新型一种优选的方式中，设置于中折盾上的推进油缸的数量具体为32个，具体数量可根据盾构所需总推力进行调整。

进一步地，在本实用新型一种优选的方式中，盾尾后部设置有用于拼装管片的管片拼装机。

本实用新型提供一种盾构机结构，与现有技术相比，前盾的前端设置有开挖机构，前盾的后端与中盾相连；中盾与中折盾之间设有铰接油缸，中折盾上固定有用于顶推管片的推进油缸。掘进机推进时，铰接油缸伸长，为掘进机提供所需的推力。推进动作完成之后，开始进行管片拼装，此时所有管片都属于被顶推的状态，拼装过程中，工位上推进油缸收缩，处于非顶推状态，并留出工位上管片安装的位置，管片拼装机拼装该管片，拼装好之后该工位的推进油缸伸长，顶推管片。当该整环管片都拼装完成，推进油缸均处于顶推状态，实现掘进与管片拼装同步作业。接着进行换步操作，所有铰接油缸泄压，推进油缸伸长。恢复到铰接油缸推进动作前的状态。本实用新型提供的盾构机结构既实现了掘进与管片拼装同步作业，又能适用于通用型管片及其它类型管片的拼装，加快了盾构机的掘进效率。

附图说明

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申请的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的盾构机结构示意图；

图2为管片拼装过程的示意图；

图3为管片拼装过程的另一种示意图；

图4为完成一环管片拼装后，铰接油缸与推进油缸的状态示意图；

图5为铰接油缸与中盾的连接示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本申请可实施的范畴。

具体请如图1至5所示，本申请实施例提供一种盾构机结构，包括：前盾1，与前盾1固定连接的中盾2，与中盾2连接的铰接油缸3，与铰接油缸3连接的用于协助铰接油缸3进行整体推进的中折盾4，与中折盾4固定连接的盾尾5，固定于中折盾4上的用于顶推管片6的推进油缸7。

本实用新型实施例提供的盾构机结构，与现有技术相比，前盾1的前端设置有开挖机构，前盾1的后端与中盾2相连；中盾2与中折盾之间设有铰接油缸3，中折盾4上固定有用于顶推已拼接管片的推进油缸7。掘进机推进时，铰接油缸3伸长，为掘进机提供所需的推力。推进动作完成之后，开始进行管片拼装，此时所有管片都属于被顶推的状态，应用过程中，工位上推进油缸7收缩，处于非顶推状态，并留出工位上管片安装的位置，管片拼装机拼装该管片，拼装好之后该工位的推进油缸伸长，顶推管片。当该整环管片都拼装完成，推进油缸均处于顶推状态，实现掘进与管片拼装同步作业。接着进行换步操作，所有铰接油缸3泄压，推进油缸7伸长。恢复到铰接油缸3推进动作前的状态。本实用新型提供的盾构机结构既实现了掘进与管片拼装同步作业，又能适用于通用型管片及其它类型管片的拼装，很好地促进了掘进机构推进工作的开展。

具体地，在本实用新型实施例中，铰接油缸3设置于中盾2和中折盾4之间具体为，铰接油缸3沿着中盾2及中折盾4的内圈进行圆周布置。

具体地，在本实用新型实施例中，中盾2上设有第一铰接座8，第一铰接座8通过第一铰接销33与铰接油缸3的一端相连接。

具体地，在本实用新型实施例中，中折盾4上设有第二铰接座10，第二铰接座10通过第二铰接销34与铰接油缸3的另一端相连接。

具体地，在本实用新型实施例中，固定于中折盾4上，用于顶推管片的推进油缸7具体为，推进油缸7与铰接油缸3交叉布置。

具体地，在本实用新型实施例中，设置于所述中折盾4上的推进油缸7的数量具体为28～36个。

更进一步地，在本实用新型一种优选的方式中，设置于中折盾4上的推进油缸7的数量具体为30～34个。

更进一步地，在本实用新型一种优选的方式中，设置于中折盾4上的推进油缸7的数量具体为32个，具体数量可根据盾构所需总推力进行调整。

具体地，在本实用新型实施例中，设置于中折盾4上的推进油缸7的数量具体为32个，具体可根据盾构所需总推力进行调整。

具体地，在本实用新型实施例中，盾尾后面设置有用于拼装管片的管片拼装机。

本实用新型实施例提供的盾构机结构，其中，前盾1的前端设置有开挖机构，前盾1的后端与中盾2相连；中盾2与中折盾4之间设有铰接油缸3，中折盾4上固定有用于顶推管片6的推进油缸7。掘进机推进时，铰接油缸3伸长，为掘进机提供所需的推力。推进动作完成之后，开始进行管片6拼装，此时所有管片6都属于被顶推的状态，第一步，A工位上推进油缸7收缩，处于非顶推状态，并留出A工位上管片6安装的位置，管片拼装机9拼装该管片6，拼装好之后该工位的推进油缸7伸长，顶推管片6。管片拼装遵循“先标准块，再邻接块，后封顶块”的原则。若为其他类型管片，则遵循管片具体的拼装顺序要求进行管片的拼装。当该整环管片都拼装完成，推进油缸7均处于顶推状态。接着进行换步操作，所有铰接油缸3泄压，推进油缸7伸长。恢复到铰接油缸3推进动作前的状态。此盾构机结构既实现了掘进与管片拼装同步作业，又能适用于通用型管片及其它类型管片的拼装。

此外，本实用新型实施例还提供一种涉及到本申请提供的盾构机结构的高速掘进方法，具体包括如下步骤：

步骤一：提供上述盾构机和用于衬砌作业的通用型管片及其它类型管片，若为通用型管片，以下步骤二、三中的拼装顺序遵循“先标准块，再邻接块，后封顶块”的原则；若为其他类型管片，则按管片具体的拼装顺序要求进行拼装。

步骤二：掘进机推进，如图1所示，铰接油缸3伸长，提供掘进机所需的推力。如图2所示，推进油缸7对整圈除去其中一片管片A外的所有管片进行顶推，剩余的一片非顶推管片A进行管片拼装；

步骤三：如图3所示，按照步骤一的管片拼装顺序原则，拼装下一片管片B；循环步骤二，逐块释放顶推，实现掘进与管片拼装同步作业。

步骤四：如图4所示，完成一环管片的拼装工作后，所有铰接油缸3泄压，所有推进油缸7伸长，换步，开始下一环管片的拼装。

具体如图1所示，本实用新型实施例提供的铰接油缸3，其前端通过第一铰接座8与中盾2连接，后端通过第二铰接座10与中折盾4连接。中盾2与前盾1进行刚性连接，中折盾4与盾尾5进行刚性连接。

具体如图5所示，图5为铰接油缸3与中盾2的连接示意图，具体涉及有前端铰接耳31，铰接销33，安装螺栓34，挡板35，铰接座耳板81；其中，铰接销33穿过铰接油缸3的前端铰接耳31与铰接座34连接，铰接座34焊接在中盾2上，铰接油缸3与中盾2连接。类似地，铰接油缸3与中折盾4连接。

在盾构机掘进的过程中，铰接油缸3提供盾构机掘进的推力，推动中盾2及前盾1往前掘进。同时，推进油缸7顶在管片6上，提供反作用力；回缩拼装部位的推进油缸，管片拼装机再拼装管片6；完成一环管片的拼装工作后，回缩铰接油缸3，伸长推进油缸7，换步；然后开始下一环管片的拼装和下一个行程的步进，依次循环。

本实用新型实施例提供的盾构机结构，实现了盾构机在隧道施工中，向前掘进的同时可以拼装管片，突破了盾构机的技术难点，提高了设备性能，推动了技术革新，为施工单位带来较高的经济性应用；

此外，本申请实施例提供的盾构机，其铰接油缸能在盾构机掘进过程中纠偏盾构机姿态，包含了可以在曲线段调整其姿态；本实施例涉及的铰接密封系统，具有长距离滑动密封适应性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。