盾构机以及尾刷环更换方法与流程

本申请涉及盾构领域，特别涉及一种盾构机以及尾刷环更换方法。

背景技术：

1、盾构机由于其安全性高、适应性强、掘进速度快等优势被广泛应用于地下空间建设工程中。盾构机采用盾壳支撑周围土体，采用多种密封措施防止外部沙石泥土涌入到盾体内部。在盾体尾部，一般由尾刷以及填充油脂来实现盾体的密封功能。尾刷一般采用钢丝打曲后蓬松形成。

2、在盾构机的掘进过程中尾刷长时间与管片挤压、摩擦，尾刷会发生磨损，当尾刷磨损严重后，其密封能力也会随之减弱。另外，由于盾体的外部环境复杂，尾刷可能会发生异常损坏，这也会导致尾刷的密封能力减弱。尾刷密封能力的减弱，会使盾体出现渗漏的危险。

3、为了保证盾体的内部安全，在尾刷磨损或损坏严重时，需要对破损的尾刷进行更换。在相关技术中，在更换尾刷时，需要先调整推进油缸到指定位置，以使位于前面的若干个尾刷漏出，然后将该若干个尾刷拆除并重新安装新的尾刷。使用该更换方法只能对前几个尾刷进行更换，而对于受损最严重的最后一个尾刷无法更换。

4、在此需要说明的是，该背景技术部分的陈述仅提供与本申请有关的背景技术，并不必然构成现有技术。

技术实现思路

1、本申请提供一种盾构机以及尾刷环更换方法，以实现对最后一个尾刷环的更换。

2、本申请第一方面提供一种盾构机，包括：

3、尾盾；

4、定位环，固定设置在尾盾的内壁上；

5、限位环，可拆卸地设置在尾盾的内壁上，限位环位于定位环的轴向后侧；

6、多个尾刷环，设置在尾盾的内侧，且多个尾刷环依次位于限位环的轴向后侧，多个尾刷环中位于最前端的尾刷环与限位环抵接，盾构机具有作业状态和尾刷环更换状态，在作业状态，限位环连接在尾盾上以对多个尾刷环进行限位；在尾刷环更换状态，限位环被配置为从尾盾上拆下。

7、在一些实施例中，盾构机还包括位于尾盾的内腔的推进油缸，在尾刷环更换状态，推进油缸被配置为缩回以留出拆除限位环的空间。

8、在一些实施例中，盾构机还包括管片拼装机，在限位环被拆卸且新的尾刷环被安装到限位环的原位置后，管片拼装机被配置为继续拼装新的管片且推进油缸顶推新的管片以将尾盾向前推进。

9、在一些实施例中，盾构机还包括用于对位于最后端的尾刷环进行限位的锁定装置，在锁定状态，锁定装置连接最后端的尾刷环；在解锁状态，锁定装置解锁以使最后端的尾刷环脱开。

10、在一些实施例中，锁定装置包括设置在尾盾上的锁定杆，锁定杆相对于尾盾在径向方向上可动地设置以在锁定状态和解锁状态之间切换，在锁定状态，锁定杆伸出以连接最后端的尾刷环；在解锁状态，锁定杆缩回以使最后端的尾刷环脱开。

11、在一些实施例中，多个尾刷环中每个尾刷环均包括锁定槽，在锁定状态，锁定杆插入到位于最后端的尾刷环的锁定槽内以连接位于最后端的尾刷环。

12、在一些实施例中，尾盾的内壁设置有沿轴向方向延伸的导向条，其中，限位环包括与导向条配合的定位槽；和/或，尾刷环包括与导向条配合的导向槽。

13、在一些实施例中，限位环包括在周向方向上设置的多个限位分环，每个限位分环可拆卸地连接在尾盾上。

14、在一些实施例中，限位分环包括环本体和设置在环本体的外壁上的定位槽，定位槽沿轴向方向延伸，尾盾的内壁设置有多个沿轴向方向延伸的导向条，定位槽与导向条凹凸配合。

15、在一些实施例中，尾刷环包括在周向方向上设置的多个尾刷分环，尾刷分环包括尾刷环本体和设置在尾刷环本体内壁上的尾刷。

16、在一些实施例中，尾刷环本体的外壁上设置有沿轴向方向延伸的导向槽，尾盾的内壁设置有多个沿轴向方向延伸的导向条，导向槽与导向条凹凸配合。

17、在一些实施例中，尾刷环本体的外壁设置有在周向方向上延伸的密封槽，盾构机还包括设置在密封槽内的密封件。

18、本申请第二方面提供一种基于上述盾构机的尾刷环更换方法，包括如下步骤：

19、拆下限位环；

20、在限位环的原位置安装新的尾刷环；

21、继续拼装管片并控制尾盾向前推进；以及

22、位于最后端的尾刷环脱离。

23、在一些实施例中，尾刷环更换方法还包括：在安装新的尾刷环后，控制锁定杆缩回以切换到解锁状态。

24、在一些实施例中，尾刷环更换方法还包括：在控制尾盾向前推进以使得倒数第二个尾刷环到达最后端的尾刷环的原位置后，控制锁定杆切换到锁定状态以连接倒数第二个尾刷环。

25、在一些实施例中，在最后端的尾刷环脱离后，重新安装限位环。

26、基于本申请提供的技术方案，盾构机包括尾盾、定位环、限位环以及多个尾刷环，定位环固定设置在尾盾的内壁上；限位环可拆卸地设置在尾盾的内壁上。限位环位于定位环的轴向后侧。多个尾刷环设置在尾盾的内侧，且多个尾刷环依次位于限位环的轴向后侧，多个尾刷环中位于最前端的尾刷环与限位环抵接，盾构机具有作业状态和尾刷环更换状态，在作业状态，限位环连接在尾盾上以对多个尾刷环进行限位；在尾刷环更换状态，限位环被配置为从尾盾上拆下。本申请实施例的盾构机通过在尾盾的内壁上设置限位环，这样在作业状态，限位环设置在定位环和多个尾刷环之间以对尾刷环的位置进行限位。在需要更换最后一道尾刷环时，也就是说在尾刷环更换状态，将限位环从尾盾上拆下，进而留下安装新的尾刷环的空间，然后盾构机进行正常的推进和拼装管片，这样最后一道尾刷环就在摩擦力的作用下向后移动并脱离，倒数第二道尾刷环成为新的最后一道尾刷环，从而完成了最后一道尾刷环的更换。本申请实施例的盾构机通过设置限位环实现了采用递推式方法使最后一道尾刷环脱落，实现更换磨损最严重的最后一道尾刷环的目的，工作量小。而且本申请实施例在更换尾刷环时只更换最后一道尾刷环，因此磨损不严重的其他尾刷环还可以继续使用，减少了对物料的浪费，降低成本。

27、通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

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，所述盾构机还包括位于所述尾盾(1)的内腔的推进油缸(15)，在所述尾刷环更换状态，所述推进油缸(15)被配置为缩回以留出拆除所述限位环(2)的空间。

3.根据权利要求2所述的盾构机，其特征在于，所述盾构机还包括管片拼装机，在所述限位环(2)被拆卸且新的尾刷环被安装到所述限位环(2)的原位置后，所述管片拼装机被配置为继续拼装新的管片且所述推进油缸(15)顶推新的管片以将所述尾盾(1)向前推进。

4.根据权利要求1所述的盾构机，其特征在于，所述盾构机还包括用于对位于最后端的尾刷环进行限位的锁定装置，在锁定状态，所述锁定装置连接最后端的尾刷环；在解锁状态，所述锁定装置解锁以使最后端的尾刷环脱开。

5.根据权利要求4所述的盾构机，其特征在于，所述锁定装置包括设置在所述尾盾(1)上的锁定杆(14)，所述锁定杆(14)相对于所述尾盾(1)在径向方向上可动地设置以在锁定状态和解锁状态之间切换，在所述锁定状态，所述锁定杆(14)伸出以连接最后端的尾刷环；在所述解锁状态，所述锁定杆(14)缩回以使最后端的尾刷环脱开。

6.根据权利要求5所述的盾构机，其特征在于，所述多个尾刷环中每个尾刷环(3)均包括锁定槽(33)，在所述锁定状态，所述锁定杆(14)插入到位于最后端的尾刷环的锁定槽(33)内以连接位于最后端的尾刷环。

7.根据权利要求1所述的盾构机，其特征在于，所述尾盾(1)的内壁设置有沿所述轴向方向延伸的导向条(13)，其中，所述限位环(2)包括与所述导向条(13)配合的定位槽(22)；和/或，所述尾刷环(3)包括与所述导向条(13)配合的导向槽(34)。

8.根据权利要求1所述的盾构机，其特征在于，所述限位环(2)包括在周向方向上设置的多个限位分环，每个所述限位分环可拆卸地连接在所述尾盾(1)上。

9.根据权利要求8所述的盾构机，其特征在于，所述限位分环包括环本体(20)和设置在所述环本体(20)的外壁上的定位槽(22)，所述定位槽(22)沿所述轴向方向延伸，所述尾盾(1)的内壁设置有多个沿所述轴向方向延伸的导向条(13)，所述定位槽(22)与所述导向条(13)凹凸配合。

10.根据权利要求1所述的盾构机，其特征在于，所述尾刷环(3)包括在周向方向上设置的多个尾刷分环，所述尾刷分环包括尾刷环本体(31)和设置在所述尾刷环本体(31)内壁上的尾刷(36)。

11.根据权利要求10所述的盾构机，其特征在于，所述尾刷环本体(31)的外壁上设置有沿所述轴向方向延伸的导向槽(34)，所述尾盾(1)的内壁设置有多个沿所述轴向方向延伸的导向条(13)，所述导向槽(34)与所述导向条(13)凹凸配合。

12.根据权利要求10所述的盾构机，其特征在于，所述尾刷环本体(31)的外壁设置有在周向方向上延伸的密封槽(35)，所述盾构机还包括设置在所述密封槽(35)内的密封件。

13.一种基于权利要求1所述的盾构机的尾刷环更换方法，其特征在于，包括如下步骤：

14.根据权利要求13所述的盾构机的尾刷环更换方法，所述盾构机还包括锁定杆(14)，所述锁定杆(14)设置在所述尾盾(1)上且相对于所述尾盾(1)在径向方向上可动地设置以在锁定状态和锁定状态解锁状态之间切换，在所述锁定状态，所述锁定杆(14)伸出以连接尾刷环；在所述锁定状态解锁状态，所述锁定杆(14)缩回以使尾刷环脱开，其特征在于，所述尾刷环更换方法还包括：在安装新的尾刷环后，控制所述锁定杆(14)缩回以切换到所述解锁状态。

15.根据权利要求14所述的盾构机的尾刷环更换方法，其特征在于，所述尾刷环更换方法还包括：在控制所述尾盾(1)向前推进以使得倒数第二个尾刷环到达最后端的尾刷环的原位置后，控制所述锁定杆(14)切换到锁定状态以连接倒数第二个尾刷环。

16.根据权利要求13所述的盾构机的尾刷环更换方法，其特征在于，在最后端的尾刷环脱离后，重新安装限位环。

技术总结
本申请公开了一种盾构机以及尾刷环更换方法。盾构机包括尾盾、定位环、限位环以及多个尾刷环，定位环固定设置在尾盾的内壁上；限位环可拆卸地设置在尾盾的内壁上。限位环位于定位环的轴向后侧。多个尾刷环设置在尾盾的内侧，且多个尾刷环依次位于限位环的轴向后侧，多个尾刷环中位于最前端的尾刷环与限位环抵接，盾构机具有作业状态和尾刷环更换状态，在作业状态，限位环连接在尾盾上以对多个尾刷环进行限位；在尾刷环更换状态，限位环被配置为从尾盾上拆下。本申请实施例的盾构机通过设置限位环实现了采用递推式方法使最后一道尾刷环脱落，磨损不严重的其他尾刷环还可以继续使用，减少了对物料的浪费，降低成本。

技术研发人员：李建斌,白岩龙,王静,叶超,曹若彦,张鹏豪
受保护的技术使用者：中铁工程装备集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4