一种用于单线软岩隧道的异形掘进机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及隧道施工设备的技术领域，具体涉及一种用于单线软岩隧道的异形掘进机设备。
【背景技术】
[0002]异形隧道在工程条件比较苛刻的情况下，可有效降低开挖土方，并实现隧道断面的合理化应用，同等开挖截面下，矩形隧道比圆形隧道更能有效利用地下空间，有效使用面积比圆形增加30%以上。异形隧道拥有隧道受力情况好、空间利用率高等优势。随着国家地下交通网络的发展，大断面异形盾构在城市轨道和交通隧道的建设将有较大的需求。异形隧道掘进机是一种采用断面法的集机械、电子、液压、激光和控制等技术于一体的高度机械化和自动化的开挖成套设备。
[0003]目前，马蹄形隧道开挖通常使用全断面钻爆法、台阶法、⑶法、CRD法、双侧壁导坑法等等，采用土压平衡的盾构模式开挖极为少见，如何有效的将马蹄形隧道全断面使用土压平衡盾构模式开挖是工程中亟待解决的难题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是针对上述现有技术的不足，提供一种用于单线软岩隧道的异形掘进机，能够根据地质情况实时调节扭矩和除渣量，所产生地表沉降较小。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:一种用于单线软岩隧道的异形掘进机，包括设置在前端的刀盘装置、相邻于刀盘装置的驱动系统、支撑整个设备的盾体结构、设置在刀盘装置后下部的螺旋输送机、异形断面管片拼装机和后配套系统，所述刀盘装置包括主刀盘和辅助刀盘，主刀盘包括两个上下分布的前主刀盘、两个左右分布的后主刀盘，辅助刀盘包括两个后辅助刀盘I和两个后辅助刀盘II，两个后辅助刀盘I设置在上方的前主刀盘左右两侧，两个后辅助刀盘II分布在下方的前主刀盘左右两侧，前主刀盘、后主刀盘、后辅助刀盘I和辅助刀盘II的驱动轴之间相互平行。
[0006]两个前主刀盘、两个后主刀盘的圆心为菱形的四个顶点。
[0007]两个后辅助刀盘I和两个后辅助刀盘II的圆心处于梯形的四个顶点上。
[0008]所述盾体结构的断面外形呈马蹄形或椭圆形。
[0009]所述驱动系统包含八组独立驱动装置。
[0010]刀盘装置的正面和盾体结构前端的切口周边方向上设置有切刀或超挖刀，刀盘装置背部安装有主动搅拌棒。
[0011]本实用新型施工效率高，开挖盲区小，采用土压平衡原理进行掘进，对地层扰动小；在开挖断面时能够很好调节掌子面与前盾的土压力平衡效果，有效地减少了地表沉降，拥有流畅的排渣能力，将原始渣土改良成拥有止水性、塑性、流动性的渣土，便于用螺旋输送机高效排渣，提高了排渣能力；且对配套设备要求低、操作控制方便安全，设备造价低廉、经济实用。
【附图说明】
[0012]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。
[0013]图1为本实用新型的结构示意图。
[0014]图2为图1中刀盘的结构示意图。
[0015]其中:1.刀盘装置，101.前主刀盘，102.后主刀盘，103.后辅助刀盘I，104.后辅助刀盘II，2.驱动系统，3.盾体结构，4.人舱，5.螺旋输送机，6.异形管片拼装机，7.推进油缸，8.后配套系统。
【具体实施方式】
[0016]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。
[0017]如图1和2所示，一种用于单线软岩隧道的异形掘进机，包括设置在前端的刀盘装置1、相邻于刀盘装置的驱动系统2、支撑整个设备的盾体结构3、设置在刀盘装置I后下部的螺旋输送机5、异形管片拼装机6和后配套系统8，所述刀盘装置I包括主刀盘和辅助刀盘，主刀盘包括两个上下分布的前主刀盘101、两个左右分布的后主刀盘102，辅助刀盘包括两个后辅助刀盘I 103和两个后辅助刀盘II 104，两个后辅助刀盘I 103设置在上方的前主刀盘101左右两侧，两个后辅助刀盘II 104分布在下方的前主刀盘101左右两侧，前主刀盘101、后主刀盘102、后辅助刀盘I 103和辅助刀盘II 104的驱动轴之间相互平行。
[0018]本实用新型中，刀盘装置包含了共八个辐条式刀盘，分别为:两个前主刀盘101、两个后主刀盘102、两个后辅助刀盘I 103和辅助刀盘II 104。每个辐条式刀盘的驱动轴之间平行。两个前主刀盘101、两个后主刀盘102的圆心为菱形的四个顶点。两个后辅助刀盘I 103和两个后辅助刀盘II 104的圆心处于梯形的四个顶点上。整个刀盘装置旋转切削半径所围成的截面为马蹄形或椭圆形。
[0019]每个辐条式刀盘由三个或四个主刀梁、设置在中心的中心鱼尾刀、分布在主刀梁上的刀具、连接主刀梁的横梁组成；主刀盘由两个在前同一平面上呈上下分布的和两个在后同一平面上呈左右分布的较大直径辐条式刀盘组成，即主刀盘整体呈菱形分布，而辅助刀盘由四个在后同一平面上呈梯形分布的较小直径辐条式刀盘组成。盾体结构3的断面外形呈马蹄形或椭圆形。
[0020]所述驱动系统2包含八组独立驱动装置，能够使得八个辐条式刀盘单独旋转或联动旋转。
[0021]刀盘装置I的正面和盾体结构3前端的切口周边方向上设置有切刀或超挖刀，刀盘装置I背部安装有主动搅拌棒。
[0022]本实用新型的工作流程如下:刀盘装置I由驱动系统2驱动后旋转切削土层或软岩，被切削下来的渣土经过设置在刀盘背部的主动搅拌棒搅拌均匀后，通过螺旋输送机5将渣土运送到后配套系统8上，再由后配套系统8运出。异形管片拼装机6将专用管片对马蹄形隧道进行支护，每支护一环完毕，推进油缸7以此为依托推进盾体结构3，同时刀盘装置I进行开挖掘进作业，当掘进过程中出现异常难题时可以通过人舱4进入土仓内查找原因。
[0023]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。
【主权项】
1.一种用于单线软岩隧道的异形掘进机，包括设置在前端的刀盘装置(I)、相邻于刀盘装置的驱动系统(2)、支撑整个设备的盾体结构(3)、设置在刀盘装置(I)后下部的螺旋输送机(5)、异形管片拼装机(6)和后配套系统，其特征在于:所述刀盘装置(I)包括主刀盘和辅助刀盘，主刀盘包括两个上下分布的前主刀盘(101)、两个左右分布的后主刀盘(102)，辅助刀盘包括两个后辅助刀盘1(103)和两个后辅助刀盘II (104)，两个后辅助刀盘1(103)设置在上方的前主刀盘(101)左右两侧，两个后辅助刀盘11(104)分布在下方的前主刀盘(101)左右两侧，前主刀盘(101)、后主刀盘(102)、后辅助刀盘1(103)和辅助刀盘11(104)的驱动轴之间相互平行。2.根据权利要求1所述的用于单线软岩隧道的异形掘进机，其特征在于:两个前主刀盘(101)、两个后主刀盘(102)的圆心为菱形的四个顶点。3.根据权利要求1所述的用于单线软岩隧道的异形掘进机，其特征在于:两个后辅助刀盘I (103)和两个后辅助刀盘II (104)的圆心处于梯形的四个顶点上。4.根据权利要求2或3所述的用于单线软岩隧道的异形掘进机，其特征在于:所述盾体结构(3)的断面外形呈马蹄形或椭圆形。5.根据权利要求4所述的用于单线软岩隧道的异形掘进机，其特征在于:所述驱动系统(2)包含八组独立驱动装置。6.根据权利要求5所述的用于单线软岩隧道的异形掘进机，其特征在于:刀盘装置(I)的正面和盾体结构(3)前端的切口周边方向上设置有切刀或超挖刀，刀盘装置(I)背部安装有主动搅拌棒。
【专利摘要】本实用新型提供一种用于单线软岩隧道的异形掘进机，包括刀盘装置、驱动系统、盾体结构、螺旋输送机、异形断面管片拼装机和后配套系统，刀盘装置包括主刀盘和辅助刀盘，主刀盘包括两个前主刀盘、两个后主刀盘，辅助刀盘包括两个后辅助刀盘I和两个后辅助刀盘II，前主刀盘、后主刀盘、后辅助刀盘I和辅助刀盘II的驱动轴之间相互平行。本实用新型施工效率高，开挖盲区小，对地层扰动小；在开挖断面时能够很好调节掌子面与前盾的土压力平衡效果，有效地减少了地表沉降，拥有流畅的排渣能力，将原始渣土改良成拥有止水性、塑性、流动性的渣土，提高了排渣能力；且配套设备要求低、操作控制方便安全，设备造价低廉、经济实用。
【IPC分类】E21D9/08
【公开号】CN204941556
【申请号】CN201520561033
【发明人】李建斌, 董艳萍, 于少辉, 王全胜, 李洋, 刘娇, 蒋鹏鹏, 陈世友
【申请人】中铁工程装备集团有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年7月29日