申请/专利权人：中铁工程装备集团有限公司

申请日：2019-04-16

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN109869160B

主分类号：E21D9/06

分类号：E21D9/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2019.07.05#实质审查的生效;2019.06.11#公开

摘要：本发明提出了一种盾构机始发用装置，用以解决现有始发装置会造成负环浪费，负环的拼装和拆除时间较长的技术问题，本发明包括固定在竖井底部的始发架，始发架上放置有盾构机主机，所述盾构机主机内的推进油缸顶在适应环上，适应环与反力架固定连接，反力架滑动设置在始发架上，反力架四周固定有至少四组空心油缸支座，空心油缸支座上固定有空心油缸，空心油缸内设有传力杆，空心油缸后部的传力杆上设有锁紧机构；所述传力杆前部与主托架固定连接，主托架外部通过支撑结构固定在洞门上，主托架的前部通过密封支撑装置与洞门相连接。本发明避免了负环的反浪费，节约了始发时间，可以连续使用，利用率高。

主权项：1.一种盾构机始发用装置，包括固定在竖井底部的始发架（4），始发架（4）上滑动设有盾构机主机（1），其特征在于，所述盾构机主机（1）的尾部通过推进油缸（20）与适应环（7）相连接，适应环（7）与反力架（10）固定连接，反力架（10）滑动设置在始发架（4）上，反力架（10）四周固定有至少四组空心油缸支座（15），空心油缸支座（15）上固定有空心油缸（8），空心油缸（8）内设有传力杆（9），空心油缸（8）后部的传力杆（9）上设有锁紧机构（17）；所述传力杆（9）前部与主托架（3）固定连接，主托架（3）外部通过支撑结构（2）固定在洞门上，主托架（3）的前部通过密封支撑装置与洞门相连接。

全文数据：一种盾构机始发用装置技术领域本发明涉及隧道施工的技术领域，尤其涉及一种盾构机始发用装置。背景技术盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，具有开挖切削土体、岩石或复合地层、渣土输送、同步隧道衬砌和导向纠偏等功能，广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机始发时或二次始发时，盾构机主机需要放置在始发架上，并在主机后部设置有反力架，为盾构机向前掘进提供反力，在洞门处设计有洞门密封，可防止同步注浆时浆液外流，也可防止地下水外流，造成地边塌陷。盾构机在初始正常掘进时，需要在盾体内部安装管片即负环，负环与反力架接触，传递盾构机向前掘进的反力，在盾构机掘进到一定距离时，需要拆除负环和反力架。使用传统的固定式反力架和负环的掘进方式，造成了大量的负环浪费，并且拼装负环的时间及拆除时间较长，因此急需一种可节约负环的始发装置，解决负环浪费，始发时间长的问题。发明内容针对现有始发装置会造成负环浪费，负环的拼装和拆除时间较长的技术问题，本发明提出一种盾构机始发用装置，避免了负环的反浪费，节约了始发时间。为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种盾构机始发用装置，包括固定在竖井底部的始发架，始发架上放置有盾构机主机，所述盾构机主机内的推进油缸顶在适应环上，适应环与反力架固定连接，反力架滑动设置在在始发架上，反力架四周固定有至少四组空心油缸支座，空心油缸支座上固定有空心油缸，空心油缸内设有传力杆，空心油缸后部的传力杆上设有锁紧机构；所述传力杆前部与主托架固定连接，主托架外部通过支撑结构固定在洞门上，主托架的前部通过密封支撑装置与洞门相连接。所述密封支撑装置包括压紧密封环、连接环和密封支撑环，压紧密封环固定在洞门上，压紧密封环通过连接环与密封支撑环相连接，密封支撑环外部固定连接主托架。所述密封支撑环内固定有始发洞门密封系统，始发洞门密封系统包括指型密封和填充密封，指型密封固定在密封支撑环内，密封支撑环尾部固定有填充密封支撑，填充密封分别与密封支撑环、适应环和填充密封支撑紧配合。所述盾构机主机内部的拼装机将适应环拼装成整圆，适应环的一侧与反力架固定连接，推进油缸的伸出部顶在适应环另一侧上。所述适应环与推进油缸之间设有第一环管片，第一环管片与适应环固定连接，推进油缸的伸出部顶在第一环管片上。所述空心油缸与液压泵站相连接，液压泵站设置在竖井内部。所述空心油缸和反力架进行推进的方法为：在锁紧机构的支撑下，空心油缸伸出推动空心油缸支座、反力架和盾构机主机向前掘进，空心油缸的反力通过锁紧机构传递到传力杆上，然后将力传递到主托架上，最终通过主托架将力传递到洞门上；空心油缸推到一个行程后，回收伸出部，手动拆除锁紧机构并将其滑动到与空心油缸的伸出部相接触，手动将锁紧机构固定在传力杆上；空心油缸再次推进，循环上述步骤，直到反力架接近主托架。所述推进油缸推动盾构机主机向前掘进的方法是：推进油缸推到全部的行程，盾构机主机推进的反力通过推进油缸传递到适应环上，之后通过适应环传递到反力架上，之后再通过空心油缸、空心油缸支座和传力杆将力传递到主托架上，最终主托架将力传递到洞门上。本发明的有益效果：本发明节省了负环，节约了成本，减少了负环拼装时间，并且节省了负环、反力架拆除时间。本发明避免了负环的反浪费，节约了始发时间，可以连续使用，利用率高。附图说明为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明的结构示意图。图2为图1所示反力架的右视图。图3为本发明管片拼装模式的结构图。图4为本发明推进系统放入结构示意图。图5为本发明始发洞门密封的结构示意图。图6为盾构机开始正常掘进时的结构示意图。图中，1为盾构机主机，2为支撑结构，3为主托架，4为始发架，5为连接环，6为密封支撑环，7为适应环，8为空心油缸，9为传力杆，10为反力架，11为填充密封，12为压紧密封环，13为指型密封，14为填充密封支撑，15为空心油缸支座，16为拼装机，17为锁紧机构，18为液压泵站，19为第一环管片，20为推进油缸。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。如图1所示，一种盾构机始发用装置，包括固定在竖井底部的始发架4，始发架4上放置有盾构机主机1，始发架4放置在竖井的底板上，并且与底板固定，盾构机主机1置于始发架4上，盾构机主机1在外力作用下可相对始发架4向前移动，保证盾构机主机1的刀盘前部与掌子面有一定的距离。所述盾构机主机1内的推进油缸20顶在适应环7上，适应环7与反力架10固定连接，反力架10滑动设置在始发架4上，反力架10放置在始发架4上，并可以在始发架4上滑动，反力架10与盾构机主机1的后部有一定的距离。通过推动反力架10可带动适应环、盾构机主机1向前移动。如图2所示，反力架10四周固定有至少四组空心油缸支座15，空心油缸支座15上固定有空心油缸8，空心油缸8内设有传力杆9，传力杆9穿过空心油缸支座15和空心油缸8。空心油缸8后部的传力杆9上设有锁紧机构17，锁紧机构17用于支撑空心油缸8的尾部，从而将力通过空心油缸8传送至反力架10上。所述传力杆9前部与主托架3固定连接，利用传力杆9将主托架3与反力架10连接在一起。主托架3外部通过支撑结构2固定在洞门上，主托架3的前部通过密封支撑装置与洞门相连接。通过传力杆9将反作用力传送至主托架3和洞门上。如图2所示，空心油缸支座15的设置数量有14个，共有4组，每组均设有3或4个空心油缸支座15，共设有20个传力杆9，传力杆9沿反力架10和盾构机主机1的周向分布，保证空心油缸8将水平作用力均匀作用在反力架上，传力杆9将反作用力传递给洞门。所述密封支撑装置包括压紧密封环12、连接环5和密封支撑环6，压紧密封环12固定在洞门上，压紧密封环12通过连接环5与密封支撑环6相连接，密封支撑环6外部固定连接主托架3。盾构机主机1始发组装时，将压紧密封环12、连接环5与密封支撑环6安装在洞门上，将主托架3与密封支撑环6连接在一起，并通过支撑结构2将主托架3固定在洞门上。所述盾构机主机1内部的拼装机将适应环7拼装成整圆，适应环7的一侧与反力架10固定连接，推进油缸20的伸出部顶在适应环7另一侧上。如图3所示，所述适应环7与推进油缸20之间设有第一环管片19，第一环管片19与适应环7固定连接，推进油缸20的伸出部顶在第一环管片19上。将盾构机切换到管片拼装模式，利用推进油缸20和拼装机16，将第一环管片19逐块进行拼装，完成整环第一环管片19的拼装，并将推进油缸20顶推到第一环管片19的端面，保持推进油缸20的压力，防止推进油缸后退。通过第一环管片19将始发环7的作用力作用到推进油缸20上，从而实现盾构机主机1的向前移动。所述空心油缸8与液压泵站18相连接，液压泵站18设置在竖井内。如图4所示，盾构机向前掘进，利用空心油缸8与反力架10所组成的推进系统进行推进。所述空心油缸8和反力架10进行推进的方法为：在锁紧机构17的支撑下，空心油缸8伸出推动空心油缸支座15、反力架10和盾构机主机1向前掘进，空心油缸8的反力通过锁紧机构17传递到传力杆9上，然后将反力传递到主托架3上，最终通过主托架3将力传递到洞门上；空心油缸8推到一个行程后，回收伸出部，手动拆除锁紧机构7并将其滑动到与空心油缸8的伸出部相接触，手动将锁紧机构7固定在传力杆9上；空心油缸8再次推进，以此类推循环上述步骤，直到反力架10接近主托架3，最终保证反力架10与主托架3的距离。所述密封支撑环6内固定有始发洞门密封系统，如图5所示，始发洞门密封系统包括指型密封13和填充密封11，指型密封13固定在密封支撑环6的下部，密封支撑环6尾部固定有填充密封支撑14，填充密封11分别与密封支撑环6、适应环7和填充密封支撑14紧配合。填充密封支撑14用以支撑填充密封11，填充密封11作用后保证盾构机主机1尾部所注的浆液不会泄露，指型密封13和压紧密封环12作用后保证地层中的水土不会向后渗漏。盾构机主机1向前掘进时，同步注浆系统进行注浆，盾构机主机1开始进行正常掘进作业。启动正常掘进模式，盾构机主机1在此位置状态时，将填充密封14填充满后（如图5中所示），填充密封11压紧在适应环7和填充密封支撑14上，保证盾构机主机1尾部所注的浆液不会发生泄露。此时，盾构机可开始进行正常掘进作业，如图6所示。盾构机正常推进时，所述推进油缸20推动盾构机主机1向前掘进的方法是：推进油缸20推到全部的行程，盾构机主机1推进的反力通过推进油缸20传递到适应环7上，之后通过适应环7传递到反力架10上，之后再通过空心油缸8、空心油缸支座15和传力杆9将力传递到主托架3上，最终主托架3将力传递到洞门上。如图6所示，第一环管片19进入洞门内进行支护，始发环7的长度大于主托架3的长度，从而保证在反力架10的作用下第一环管片19进入洞门，始发环7与始发洞门密封系统相配合，保证后续注浆过程盾构机主机尾部所注的浆液不会泄露。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种盾构机始发用装置，包括固定在竖井底部的始发架（4），始发架（4）上滑动设有盾构机主机（1），其特征在于，所述盾构机主机（1）的尾部通过推进油缸（20）与适应环（7）相连接，适应环（7）与反力架（10）固定连接，反力架（10）滑动设置在始发架（4）上，反力架（10）四周固定有至少四组空心油缸支座（15），空心油缸支座（15）上固定有空心油缸（8），空心油缸（8）内设有传力杆（9），空心油缸（8）后部的传力杆（9）上设有锁紧机构（17）；所述传力杆（9）前部与主托架（3）固定连接，主托架（3）外部通过支撑结构（2）固定在洞门上，主托架（3）的前部通过密封支撑装置与洞门相连接。2.根据权利要求1所述的盾构机始发用装置，其特征在于，所述密封支撑装置包括压紧密封环（12）、连接环（5）和密封支撑环（6），压紧密封环（12）固定在洞门上，压紧密封环（12）通过连接环（5）与密封支撑环（6）相连接，密封支撑环（6）外部固定连接主托架（3）。3.根据权利要求2所述的盾构机始发用装置，其特征在于，所述密封支撑环（6）内固定有始发洞门密封系统，始发洞门密封系统包括指型密封（13）和填充密封（11），指型密封（13）固定在密封支撑环（6）内，密封支撑环（6）尾部固定有填充密封支撑（14），填充密封（11）分别与密封支撑环（6）、适应环（7）和填充密封支撑（14）紧配合。4.根据权利要求1所述的盾构机始发用装置，其特征在于，所述盾构机主机（1）内部的拼装机将适应环（7）拼装成整圆，适应环（7）的一侧与反力架（10）固定连接，推进油缸（20）的伸出部顶在适应环（7）另一侧上。5.根据权利要求1或4所述的盾构机始发用装置，其特征在于，所述适应环（7）与推进油缸（20）之间设有第一环管片（19），第一环管片（19）与适应环（7）固定连接，推进油缸（20）的伸出部顶在第一环管片（19）上。6.根据权利要求1所述的盾构机始发用装置，其特征在于，所述空心油缸（8）与液压泵站（18）相连接，液压泵站（18）设置在竖井内。7.根据权利要求1-4、6任意一项所述的盾构机始发用装置，其特征在于，所述空心油缸（8）和反力架（10）进行推进的方法为：在锁紧机构（17）的支撑下，空心油缸（8）伸出推动空心油缸支座（15）、反力架（10）和盾构机主机（1）向前掘进，空心油缸（8）的反力通过锁紧机构（17）传递到传力杆（9）上，然后将力传递到主托架（3）上，最终通过主托架（3）将力传递到洞门上；空心油缸（8）推到一个行程后，回收伸出部，手动拆除锁紧机构（7）并将其滑动到与空心油缸（8）的伸出部相接触，手动将锁紧机构（7）固定在传力杆（9）上；空心油缸（8）再次推进，循环上述步骤，直到反力架（10）接近主托架（3）。8.根据权利要求1-4、6任意一项所述的盾构机始发用装置，其特征在于，所述推进油缸（20）推动盾构机主机（1）向前掘进的方法是：推进油缸（20）推到全部的行程，盾构机主机（1）推进的反力通过推进油缸（20）传递到适应环（7）上，之后通过适应环（7）传递到反力架（10）上，之后再通过空心油缸（8）、空心油缸支座（15）和传力杆（9）将力传递到主托架（3）上，最终主托架（3）将力传递到洞门上。

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