盾构机的制作方法

本发明涉及掘进设备，尤其涉及一种盾构机。

背景技术：

1、随着城市化进程的不断发展，大量的地下隧道被规划建设。作为隧道建设主流工法之一的盾构法，因其具备安全、环保、高效等施工优势，而被较广的应用于地下隧道建设工程中，但受限于地质条件、周边环境等影响，很多隧道线路穿越的地层也越趋复杂多变，并且，部分隧道还存在较小转弯曲线的要求，这些均对施工装备提出了新的要求与挑战。

2、其中，盾构机在掘进过程中，依靠刀盘的转动实现对开挖面渣土的切削开挖，在此过程中，刀盘会受到岩土介质施加的与刀盘转动方向相反的扭矩，如果盾体自身无法提供足够的扭矩抵抗，该扭矩就会使盾体在掘进过程中产生旋转，严重时会影响盾体的正常工作，甚至产生安全隐患。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供一种盾构机，通过在前盾上设置前防扭总成，在前盾和设备盾之间后防扭总成，并将前盾和设备盾分别与伸缩连接单元铰接，可使盾构机具有适应不同工况的多种防扭模式，从而稳定设备掘进姿态，此外，通过伸缩连接单元和后防扭总成的相互配合，可实现小转弯半径施工，有效扩大了作业地层适应性。

2、本发明提供一种盾构机，包括：盾构主机，包括前盾、设备盾和伸缩连接单元，所述前盾和所述设备盾沿所述盾构机的轴向从前向后依次布置，所述伸缩连接单元的两端分别与所述前盾和所述设备盾铰接；前防扭总成，包括第一防扭板和防扭驱动件，所述第一防扭板可转动地与所述前盾连接，所述防扭驱动件与所述第一防扭板传动连接，以驱动所述第一防扭板在第一位置和第二位置之间移动，其中，在所述第一位置时，所述第一防扭板伸出所述前盾并嵌入隧洞地层，在所述第二位置时，所述第一防扭板缩回所述前盾；后防扭总成，包括防扭座和第二防扭板，所述防扭座和所述第二防扭板中的一个设于所述前盾，另一个设于所述设备盾，所述防扭座限定出扭动空间，所述第二防扭板配置为随所述前盾和所述设备盾的相对扭转而在所述扭动空间内扭动。

3、根据本发明的盾构机，通过在前盾上设置前防扭总成，在前盾和设备盾之间设置后防扭总成，并将前盾和设备盾分别与伸缩连接单元铰接，使得盾构机可以根据掘进地层的地质工况来切换前防扭总成或者后防扭总成，可使盾构机具有适应不同地层工况的多种防扭模式，从而稳定设备掘进姿态，确保掘进作业的安全性，整体结构简单，可靠性高，实用性好。此外，通过伸缩连接单元和后防扭总成的相互配合，可实现小转弯半径施工，有效扩大了作业地层适应性。

4、在一些实施例中，所述前盾具有沿径向的外端敞开的安装空间，所述第一防扭板设于所述安装空间，所述第一防扭板沿自身长度方向的一端设有第一枢转轴，所述第一防扭板通过所述第一枢转轴与所述安装空间的内壁可转动连接，所述前防扭总成还包括：传动连杆，所述传动连杆的一端与所述第一枢转轴固定连接，另一端与所述防扭驱动件铰接。

5、在一些实施例中，所述前防扭总成还包括：防扭箱体，所述防扭箱体设于所述安装空间内，并限定出外端敞开的安装腔，所述第一防扭板位于所述安装腔，所述第一枢转轴穿设于所述防扭箱体的侧壁；所述传动连杆与所述防扭驱动件均设于所述防扭箱体的外侧。

6、在一些实施例中，所述防扭箱体具有顶壁和沿所述前盾的轴向相对的两侧侧壁，所述第一防扭板具有配合面和限位面，所述配合面位于所述第一防扭板在自身转动方向的远离地面的一侧，所述限位面位于所述第一防扭板的前端，其中，在所述第一防扭板处于所述第一位置时，所述限位面与所述防扭箱体沿所述前盾的轴向的其中一侧侧壁抵接；在所述第一防扭板处于所述第二位置时，所述配合面与所述防扭箱体的顶壁平行且抵接。

7、在一些实施例中，所述第一防扭板在自身转动方向的朝向地面的一侧设有鄂齿，所述鄂齿为多个，多个所述鄂齿分为并排布置的至少两组，每组均包括若干个间隔布置的所述鄂齿，相邻两组内的所述鄂齿交错布置。

8、在一些实施例中，所述防扭座包括两个座板，两个座板均沿所述前盾的轴向延伸且沿竖向间隔布置，两个座板的后端均与所述设备盾固定连接，两个所述座板之间限定出所述扭动空间，所述第二防扭板包括：板主体和固定块，所述固定块连接所述板主体与所述前盾，所述板主体的至少部分结构处于所述扭动空间内，以与所述座板扭动配合。

9、在一些实施例中，所述板主体包括沿所述前盾的轴向且从前向后依次布置的固定段、过渡段和防扭段，所述固定块设于所述固定段沿竖向的两侧，所述防扭段沿竖向的两侧分别具有凸出于所述过渡段的扭动弧面，所述扭动弧面适于相对所述扭动空间的内壁摆动。

10、在一些实施例中，所述前盾的后隔板设有沿自身的周向间隔布置的多个第一铰接座，所述设备盾的前隔板设有与所述第一铰接座一一对应的第二铰接座，所述伸缩连接单元包括：多个伸缩缸，所述伸缩缸与所述第一铰接座一一对应，所述伸缩缸的一端与所述第一铰接座铰接，另一端与所述第二铰接座铰接，多个所述伸缩缸中的任意一个被配置为相对其他所述伸缩缸独立运动。

11、在一些实施例中，所述后防扭总成配置为在所述伸缩连接单元进行伸缩运动时，所述第二防扭板相对所述防扭座扭动。

12、在一些实施例中，所述前盾的后端还具有第一连接筒，所述设备盾的前端设有第二连接筒，所述第二连接筒插设于所述第一连接筒的内侧，所述第一连接筒和所述第二连接筒之间具有扭动间隙，所述盾构主机还包括密封件，所述密封件设于扭动间隙内，以密封所述扭动间隙。

技术特征：

1.一种盾构机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的盾构机，其特征在于，所述前盾具有沿径向的外端敞开的安装空间，

3.根据权利要求2所述的盾构机，其特征在于，所述前防扭总成还包括：防扭箱体，所述防扭箱体设于所述安装空间内，并限定出外端敞开的安装腔，所述第一防扭板位于所述安装腔，所述第一枢转轴穿设于所述防扭箱体的侧壁；

4.根据权利要求3所述的盾构机，其特征在于，所述防扭箱体具有顶壁和沿所述前盾的轴向相对的两侧侧壁，

5.根据权利要求1-4中任一项所述的盾构机，其特征在于，所述第一防扭板在自身转动方向的朝向地面的一侧设有鄂齿，所述鄂齿为多个，多个所述鄂齿分为并排布置的至少两组，每组均包括若干个间隔布置的所述鄂齿，相邻两组内的所述鄂齿交错布置。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的盾构机，其特征在于，所述防扭座包括两个座板，两个座板均沿所述前盾的轴向延伸且沿竖向间隔布置，两个座板的后端均与所述设备盾固定连接，两个所述座板之间限定出所述扭动空间，

7.根据权利要求6所述的盾构机，其特征在于，所述板主体包括沿所述前盾的轴向且从前向后依次布置的固定段、过渡段和防扭段，所述固定块设于所述固定段沿竖向的两侧，所述防扭段沿竖向的两侧分别具有凸出于所述过渡段的扭动弧面，所述扭动弧面适于相对所述扭动空间的内壁摆动。

8.根据权利要求6所述的盾构机，其特征在于，所述前盾的后隔板设有沿自身的周向间隔布置的多个第一铰接座，所述设备盾的前隔板设有与所述第一铰接座一一对应的第二铰接座，

9.根据权利要求8所述的盾构机，其特征在于，所述后防扭总成配置为在所述伸缩连接单元进行伸缩运动时，所述第二防扭板相对所述防扭座扭动。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的盾构机，其特征在于，所述前盾的后端还具有第一连接筒，所述设备盾的前端设有第二连接筒，所述第二连接筒插设于所述第一连接筒的内侧，所述第一连接筒和所述第二连接筒之间具有扭动间隙，

技术总结
本发明提供一种盾构机，包括：盾构主机，包括前盾、设备盾和伸缩连接单元，前盾和设备盾沿盾构机的轴向从前向后依次布置，伸缩连接单元的两端分别与前盾和设备盾铰接；前防扭总成，包括第一防扭板和防扭驱动件，第一防扭板可转动地与前盾连接，防扭驱动件与第一防扭板传动连接；后防扭总成，包括防扭座和第二防扭板，防扭座和第二防扭板中的一个设于前盾，另一个设于设备盾，防扭座限定出扭动空间，第二防扭板配置为随前盾和设备盾的相对扭转而在扭动空间内扭动。根据本发明的盾构机，具有适应不同地层工况的多种防扭模式，还可实现小转弯半径施工，有效扩大了地层适应性。

技术研发人员：田金坤,熊晨君,范瑞强,余亚根,杨运健,董城作
受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16