TBM喷混反弹料清理装置、喷混系统及TBM的制作方法

tbm喷混反弹料清理装置、喷混系统及tbm
技术领域
1.本发明涉及隧道全断面掘进机领域，特别是涉及到了一种tbm喷混反弹料清理装置、喷混系统及tbm。


背景技术：

2.敞开式tbm在隧道施工时，一般需要进行初期锚喷支护稳定围岩，从而使tbm能够顺利通过破碎围岩带。初期锚喷支护的一项重要工作是向隧道洞壁喷混凝土支护，在进行喷射混凝土作业时，当喷头与洞壁距离过近、喷射方向不垂直于洞壁、混凝土料配比不合适时，经常会产生大量反弹料，隧洞正上方区域的反弹料掉落在喷浆桥防尘罩上，最终被工作人员清理到隧道两侧底部，喷浆桥防尘罩未挡住的反弹料则会直接掉落在隧道两侧底部区域，大量反弹料堆积在隧道底部，如果不及时清理，反弹料就会凝结固化，影响后续工序的进行。但在进行喷浆作业时，为了保证人员安全，喷浆桥下方两侧禁止人员进入，因此想要清理掉落在隧道底部两侧的反弹料只能等待喷浆作业结束，此时加有速凝剂的反弹料混凝土已经凝固。传统的作业过程中，多采用在tbm尾部人工清理凝固反弹料，人工成本高、效率低，且费时费力，清理效果也不甚理想。
3.针对上述问题，本技术人的授权公告号为cn215672254u、授权公告日为2022年1月28日的中国实用新型专利提供了一种混凝土反弹料收集清理平台、混喷支护设备及敞开式tbm。其中所述的混凝土反弹料收集清理装置包括连接架，连接架底部设有人行走台，在人行走台的两侧设有翼式的收集台板，收集台板与人行走台铰接，当需要进行喷混作业时，通过驱动机构使收集台板展开，已接收反弹料，喷混作业结束后，通过驱动机构驱使收集台板合拢，将收集到的混凝土聚拢至人行走台上，而后通过人工用推车清理。
4.上述装置虽然能够实现对反弹料的收集，但是在使用过程中发现其有以下问题较为突出：
①
由于是在喷混作业后才对收集台板上的混凝土进行处理，仍旧难免混凝土固结的情况出现，导致收集台板较难清理；
②
通过人工清理混凝土料存在工作效率低、劳动强度大的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种tbm喷混反弹料清理装置，以解决现有tbm混喷反弹料收集装置由于混凝土易固结而导致的反弹料处理效率低的问题。
6.同时，本发明的目的还在于提供使用了上述tbm喷混反弹料清理装置的喷混系统及tbm，以解决tbm施工过程中混凝土反弹料收集效率低的问题。
7.为了解决上述问题，本发明的tbm喷混反弹料清理装置采用以下技术方案：tbm喷混反弹料清理装置，包括支撑架，所述支撑架上安装有翼式的接渣板，在所述接渣板上设置有用于驱使接渣板上的物料下滑的赶料装置，在所述支撑架上设有用于接收所述接渣板上滑下的物料的集渣斗。
8.有益效果：本发明对现有的tbm喷混反弹料清理装置进行了改进，具体是在其接渣
板上设置了赶料装置，通过赶料装置可以实时的驱使接渣板上接到的反弹混凝土下滑，而后通过在支撑架上设置集渣斗来接收下滑的混凝土料，赶料装置与集渣斗配合，能够实现对接收到的反弹混凝土及时进行清理和收集，从而可解决现有tbm混喷反弹料收集装置由于混凝土易固结而导致的反弹料处理效率低的问题。
9.更进一步地，所述赶料装置为冲击式赶料装置。冲击式赶料装置相对于刮板等类型的赶料装置来说，更加容易布置，并且更加容易实现连续工作。
10.更进一步地，所述赶料装置包括设于所述接渣板上的冲击水喷头。冲击水喷头可通过喷水对接渣板上的混凝土进行驱赶，并且水能够进一步起到防止混凝土在接渣板和集渣斗中凝固的作用。
11.更进一步地，所述冲击水喷头为摆动式喷头。摆动式喷头一方面可以有更大的作用面积，另一方面也可以借助摆动形成更高的冲击效果。
12.更进一步地，所述赶料装置还包括设于所述接渣板上的激振器。激振器通过激振接渣板，可以促进接渣板上的混凝土快速并且充分滑下。
13.更进一步地，所述支撑架上设有物料吊运装置，所述物料吊运装置具有可沿前后方向活动的吊运小车。物料吊运装置可更加方便的实现对集渣斗接收到的混凝土的转移，提高施工效率，降低施工劳动强度。
14.更进一步地，所述吊运小车所配置的轨道包括固定轨道和设于所述固定轨道一端处的旋转轨道，所述旋转轨道与所述固定轨道对接。固定轨道与旋转轨道对接可实现吊运小车的“跨轨”，从而可通过固定轨道对吊运小车进行前后导向，通过旋转轨道将吊运小车转移至侧边，方便对吊运物的接收。
15.更进一步地，所述集渣斗可拆的安装在所述的支撑架上。集渣斗可拆安装于支撑架上时，可通过吊运小车直接吊走，以用于转移收集到的混凝土，省却了混凝土从集渣斗到转运料斗的转移，能够进一步提高工作效率，降低劳动强度。
16.本发明的喷混系统采用以下技术方案：喷混系统，包括喷混反弹料清理装置，所述喷混反弹料清理装置包括支撑架，所述支撑架上安装有翼式的接渣板，在所述接渣板上设置有用于驱使接渣板上的物料下滑的赶料装置，在所述支撑架上设有用于接收所述接渣板上滑下的物料的集渣斗。
17.有益效果：本发明对现有混喷系统中的喷混反弹料清理装置进行了改进，具体是在其接渣板上设置了赶料装置，通过赶料装置可以实时的驱使接渣板上接到的反弹混凝土下滑，而后通过在支撑架上设置集渣斗来接收下滑的混凝土料，赶料装置与集渣斗配合，能够实现对接收到的反弹混凝土及时进行清理和收集，从而可解决现有tbm混喷反弹料收集装置由于混凝土易固结而导致的反弹料处理效率低的问题。
18.更进一步地，所述赶料装置为冲击式赶料装置。冲击式赶料装置相对于刮板等类型的赶料装置来说，更加容易布置，并且更加容易实现连续工作。
19.更进一步地，所述赶料装置包括设于所述接渣板上的冲击水喷头。冲击水喷头可通过喷水对接渣板上的混凝土进行驱赶，并且水能够进一步起到防止混凝土在接渣板和集渣斗中凝固的作用。
20.更进一步地，所述冲击水喷头为摆动式喷头。摆动式喷头一方面可以有更大的作用面积，另一方面也可以借助摆动形成更高的冲击效果。
21.更进一步地，所述赶料装置还包括设于所述接渣板上的激振器。激振器通过激振接渣板，可以促进接渣板上的混凝土快速并且充分滑下。
22.更进一步地，所述支撑架上设有物料吊运装置，所述物料吊运装置具有可沿前后方向活动的吊运小车。物料吊运装置可更加方便的实现对集渣斗接收到的混凝土的转移，提高施工效率，降低施工劳动强度。
23.更进一步地，所述吊运小车所配置的轨道包括固定轨道和设于所述固定轨道一端处的旋转轨道，所述旋转轨道与所述固定轨道对接。固定轨道与旋转轨道对接可实现吊运小车的“跨轨”，从而可通过固定轨道对吊运小车进行前后导向，通过旋转轨道将吊运小车转移至侧边，方便对吊运物的接收。
24.更进一步地，所述集渣斗可拆的安装在所述的支撑架上。集渣斗可拆安装于支撑架上时，可通过吊运小车直接吊走，以用于转移收集到的混凝土，省却了混凝土从集渣斗到转运料斗的转移，能够进一步提高工作效率，降低劳动强度。
25.本发明的喷混系统采用以下技术方案：
26.tbm，包括喷混系统，所述喷混系统喷混系统，包括喷混反弹料清理装置，所述喷混反弹料清理装置包括支撑架，所述支撑架上安装有翼式的接渣板，在所述接渣板上设置有用于驱使接渣板上的物料下滑的赶料装置，在所述支撑架上设有用于接收所述接渣板上滑下的物料的集渣斗。
27.有益效果：本发明对现有tbm混喷系统中的喷混反弹料清理装置进行了改进，具体是在其接渣板上设置了赶料装置，通过赶料装置可以实时的驱使接渣板上接到的反弹混凝土下滑，而后通过在支撑架上设置集渣斗来接收下滑的混凝土料，赶料装置与集渣斗配合，能够实现对接收到的反弹混凝土及时进行清理和收集，从而可解决现有tbm混喷反弹料收集装置由于混凝土易固结而导致的反弹料处理效率低的问题。
28.更进一步地，所述赶料装置为冲击式赶料装置。冲击式赶料装置相对于刮板等类型的赶料装置来说，更加容易布置，并且更加容易实现连续工作。
29.更进一步地，所述赶料装置包括设于所述接渣板上的冲击水喷头。冲击水喷头可通过喷水对接渣板上的混凝土进行驱赶，并且水能够进一步起到防止混凝土在接渣板和集渣斗中凝固的作用。
30.更进一步地，所述冲击水喷头为摆动式喷头。摆动式喷头一方面可以有更大的作用面积，另一方面也可以借助摆动形成更高的冲击效果。
31.更进一步地，所述赶料装置还包括设于所述接渣板上的激振器。激振器通过激振接渣板，可以促进接渣板上的混凝土快速并且充分滑下。
32.更进一步地，所述支撑架上设有物料吊运装置，所述物料吊运装置具有可沿前后方向活动的吊运小车。物料吊运装置可更加方便的实现对集渣斗接收到的混凝土的转移，提高施工效率，降低施工劳动强度。
33.更进一步地，所述吊运小车所配置的轨道包括固定轨道和设于所述固定轨道一端处的旋转轨道，所述旋转轨道与所述固定轨道对接。固定轨道与旋转轨道对接可实现吊运小车的“跨轨”，从而可通过固定轨道对吊运小车进行前后导向，通过旋转轨道将吊运小车转移至侧边，方便对吊运物的接收。
34.更进一步地，所述集渣斗可拆的安装在所述的支撑架上。集渣斗可拆安装于支撑
架上时，可通过吊运小车直接吊走，以用于转移收集到的混凝土，省却了混凝土从集渣斗到转运料斗的转移，能够进一步提高工作效率，降低劳动强度。
附图说明
35.图1是本发明的tbm喷混反弹料清理装置的实施例1的使用状态主视图，同时也是本发明的喷混系统的实施例1的主视图；
36.图2是图1的左视图；
37.图3是接渣板与支撑架的配合示意图；
38.图4是支撑架的主视图；
39.图5是图4的a向视图；
40.图6是图5的b向视图；
41.图7是接渣板的结构示意图；
42.图8是图7的c向视图；
43.图9是反弹料的转运过程示意图。
44.图中：101、支撑架；11、固定轨道；12、吊运小车；13、旋转轨道；102、接渣板；21、接渣板主框架；22、翻板；23、冲洗水喷头；24、激振器；25、连接油缸；26、连接环链；103、集渣斗；104、喷浆桥；105、喷浆机械手；106、平板车。
具体实施方式
45.本发明的tbm喷混反弹料清理装置的实施例1：
46.如图1-9所示，该tbm喷混反弹料清理装置包括支撑架101、接渣板102和集料斗103。如图1、2、4、5所示，支撑架101采用框架式结构，在使用时可以固定在喷混系统的喷浆桥104上，以随喷浆桥104移动，并且保持与喷浆机械手105基本固定的相对位置。支撑架101的上部设置了固定轨道11，固定轨道11上安装了吊运小车12，通过吊运小车12沿固定轨道11移动，能够实现对物料的吊运转移，在支撑架101的一端处还设置有旋转轨道13，旋转轨道13与固定轨道11对接形成整体轨道，因此吊运小车能够从固定轨道11移动至旋转轨道13上，也可以从旋转轨道13上移动至固定轨道11上，旋转轨道13的可旋转角度为90
°
，可实现将不同区域的集渣斗103转运至一侧平板车106上的功能。
47.接渣板102的结构如图7、8所示，包括接渣板主框架21、翻板22、冲洗水喷头23、激振器24。其中接渣板主框架21上表面布置有钢板，主要用于喷混反弹料的收集，钢板上铺设风筒布，以减轻喷混反弹料和钢板的粘接性。在接渣板主框架21外侧边缘设置有挡渣板，防止反弹料在清理过程中掉落至接渣板102外，接渣板102通过铰接销轴及连接机构与支撑架101相连，连接机构包括连接油缸25及连接环链26，其中连接油缸25为调整接渣板102展开角度提供动力，连接环链26主要起到拉持接渣板102的作用；翻板22通过销轴合页与接渣板主框架21相连，在进行喷浆作业时翻板22打开贴在钢拱架表面，以扩大喷混反弹料的收集范围；激振器24连接在接渣板主框架21上，通过振动减缓喷混反弹料的凝结以及反弹料和集渣钢板的粘接；冲洗水喷头23的冲洗角度及水压均可调整，在进行喷浆作业时开启，通过高压水冲洗掉落在钢板表面的喷混反弹料，将反弹料冲入支撑架101上的集渣斗103内。每套接渣板102上均布置有数组冲洗水喷头及激振器，可以覆盖整个接渣板清理范围。
48.在本实施例中，每个支撑架配置了4个集渣斗103，可分别收集不同喷浆区域的反弹料,在集渣斗103上设置带有挡渣板的盖板，该盖板通过合页销轴连接在集渣斗103上，盖板两侧边缘设置有挡渣板，为反弹料流入集渣斗提供导向作用，并防止反弹料扩散到集渣斗收集范围之外。
49.本发明的装置使用方法如下：该装置可配置遥控器遥控操作，如图1所示，在进行喷浆作业前，首先控制连接油缸25伸出将接渣板102展开，根据施工现场实际的拱架位置调整好接渣板102展开的角度，再展开接渣板102最外侧的翻板22，使翻板22紧贴钢拱架。然后打开接渣板102端部的冲洗水喷头23以及接渣板下方的激振器24，待冲洗水喷头流量稳定后便可开始喷浆作业。
50.如图7-9所示，喷浆作业过程中产生的反弹料会掉落在接渣板102上，在高压水的冲洗下沿着接渣板表面滑落至支撑架架上的集渣斗103内，待集渣斗103积累一定体积的喷混反弹料后，可采用吊运小车12将集渣斗103抬起，通过固定轨道11水平运输至旋转轨道13区域，固定轨道11与旋转轨道13交接面为斜切面，正常状态下固定轨道和旋转轨道处在同一条直线上，当吊运小车12从固定轨道11移动至旋转轨道13区域后，旋转轨道13可以朝着隧道中心侧摆动(摆动范围为0-90
°
)，从而将集渣斗103运送至平板车106，平板车106收集的反弹料可用于回填等二次利用。装满反弹料的集渣斗被运走后可重新放置新的集渣斗，集渣斗可循环利用。
51.喷浆作业结束后，高压水冲洗可再持续一段时间，将接渣板上的反弹料残渣冲洗干净后关闭高压水及激振器，然后将连接油缸收回，使接渣板退回安全线以内，如果有需要也可将接渣板完全收回至竖直状态，待进行下一次喷浆作业时再重复上述步骤。
52.本发明的tbm喷混反弹料清理装置的实施例2：
53.在本发明的tbm喷混反弹料清理装置的实施例1中，是以冲洗水喷头和激振器等冲击式赶料装置来驱使接渣板上的混泥土流向集渣斗。与实施例1不同的是，在本实施例中，赶料装置采用的是刮板，通过刮板的往复运动来驱使接渣板上的混凝土流向集渣斗，刮板可设计为到底部后升起复位至顶部，然后再下降以刮除接渣板上的混凝土的结构。
54.本发明的tbm喷混反弹料清理装置的实施例3：
55.在本发明的tbm喷混反弹料清理装置的实施例1中，是以冲洗水喷头和激振器等冲击式赶料装置来驱使接渣板上的混泥土流向集渣斗。与实施例1不同的是，在本实施例中，仅采用了冲洗水喷头和激振器中的一个作为冲击式赶料装置来驱使接渣板上的混泥土流向集渣斗。
56.本发明的tbm喷混反弹料清理装置的实施例4：
57.在本发明的tbm喷混反弹料清理装置的实施例1中，集渣斗与支撑架之间为可拆结构。与实施例1不同的是，在本实施例中，集渣斗不可拆，当转移收集的混凝土时，可将集渣斗内收集的混凝土先转移至吊斗中，而后进行转移。
58.本发明的tbm喷混反弹料清理装置的实施例5：
59.在本发明的tbm喷混反弹料清理装置的实施例1中，支撑架上的轨道采用了固定轨道与旋转轨道结合的结构。与实施例1不同的是，在本实施例中，支撑架上的轨道为弯曲轨道，能够直接将吊运小车引导至侧边处。
60.本发明的喷混系统的实施例：
61.与现有技术相比，本发明的喷混系统的特点在于其喷混反弹料清理装置，其中喷混反弹料清理装置采用的是本发明的tbm喷混反弹料清理装置，此处不予赘述。
62.本发明的tbm的实施例：
63.与现有技术相比，本发明的tbm的特点在于其喷混系统，其中喷混系统采用的是本发明的喷混系统，此处不予赘述。