一种适用于复合地层的硬岩复合式TBM制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于复合地层的硬岩复合式TBM，包括位于盾体最前面的刀盘，与刀盘连接的前盾，以及与前盾连接的中盾，与中盾连接的尾盾，其特征在于：所述的刀盘为复合式刀盘，包括刀盘钢结构，在刀盘钢结构上焊接有耐磨面板以及保径刀及位于保径刀旁边的刀盘外围耐磨块，耐磨面板上设置有滚刀、边刮刀和刮刀，滚刀周围设置有滚刀保护块，满足刀盘双向旋转开挖的边刮刀和刮刀；刀盘背部设置有前盾搅拌棒，刀盘前部和后部布置有渣土改良端端口。本设备设备具有很强的地质适应性，尤其适用于市政地铁软、硬复杂地层施工，同时施工干扰小、控制方便，整机造价较硬岩掘进机大幅度降低。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于盾构及TBM工程
，主要涉及一种隧道施工工程机械，具体为一种既适用于软土、软岩、硬岩等单一地层，同时适用于软硬交替地层、过渡地层的硬岩复合式TBM施工装备。
技术介绍
在具有世界地质博物馆之称的中国，地层工程、水文地质复杂，对于许多地下市政工程，施工区间以一种地质为主，同时存在其他地层及复杂地层的地质。盾构应用技术大致可以分为三种地层，以上海、郑州为主要代表的软弱地层；以北京、广州为主要代表的沙层、 砂卵石地层及风化岩等软硬不均地层；以重庆、青岛、大连为代表的砂岩、板岩、花岗岩等硬岩地层。盾构及TBM对工程施工具有快速、优质、安全、经济、环保等诸多突出优点，是隧道建设中首选施工设备。EPB盾构在城市地铁软土及砂卵石地质中施工优势明显，造价低，但设备对硬岩地质不能适应。TBM在地质单一的硬岩地层中掘进效率占居优势，但设备总长过长，工筹难度大，造价昂贵、特别应用于城市地铁优势难以充分发挥。TBM通用缺点为遇到不良地质或软、硬岩交替地层，施工难度及风险急剧增大。针对国内市政地下工程地质中软土、软岩、软硬不均地层工程地质工况，这种只具有相对单一地层适应性的EPB盾构及TBM已不能满足复杂地层施工要求。如何利用性价比最优的隧道掘进机完成复杂地质工程项目建设的问题亟待解决，提供一种既能在软弱地层或围岩较差地层中掘进又兼具有硬岩掘进机性能的隧道施工装备，在地层地质变化时切换掘进模式，使一台设备具有软土、软岩、硬岩及交替地层广泛的地质适应性，同时对配套施工干扰小，降低工程风险，是隧道掘进机设计及施工中的一大难题，也是制约隧道掘进机使用范围的重要原因。专利
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本技术公开了一种既能适用于软土、软岩、硬岩等单一地层，同时兼具有适用于软硬交替地层、过渡地层具体为具体为淤、粘、粉、砂、卵石乐、风化岩地层的硬岩盾构施工装备,具体为一种适用于复合地层的硬岩复合式TBM,本设备可以实现两种掘进模式土压平衡掘进模式和敞开掘进模式。设备具有很强的地质适应性，尤其适用于市政地铁软、硬复杂地层施工，同时整机造价低廉，对配套施工干扰小、控制方便，设备造价低廉、经济实用。本技术的目的是这样实现的一种适用于复合地层的硬岩复合式TBM，包括位于盾体最前面的刀盘1，与刀盘I连接的前盾2，以及与前盾2连接的中盾6，与中盾6连接的尾盾8，其特征在于所述的刀盘I为复合式刀盘，包括刀盘钢结构20，在刀盘钢结构20上焊接有耐磨面板21以及保径刀24及位于保径刀24旁边的刀盘外围耐磨块25，耐磨面板21上设置有滚刀22、边刮刀23和刮刀28，滚刀22周围设置有滚刀保护块27，满足刀盘双向旋转开挖的边刮刀23和刮刀28 ;刀盘背部设置有前盾搅拌棒33，刀盘I前部和后部布置有渣土改良端端口，所述的渣土改良端端口为刀盘泡沫口(26)、膨润土口(29)、喷水口(36)；前盾2的前盾壳体30上设置有位于左上方与右上方的稳定器3,以及位于左下方与右下方的两组共计四个前盾摆动缸31 ;与前盾壳体30连接的隔板上还设置有超前注浆口、螺旋机前闸门32、膨润土 34、超前钻机预留口 35、喷水口 36、泡沫口 37、有工业空气口38、土压传感器39、前盾搅拌棒33，前盾搅拌棒33上加焊条网状耐磨焊条；中盾6的中盾壳体40内布置有推进油缸41，在推进油缸41的连接处间设置有超前注浆管42，以及位于左下方与右下 方的两组共计四个的中盾摆动缸15 ；所述的前盾I为锥形状，并在前部与刀盘I之间焊有切口耐磨层19 ；所述尾盾8内还设置有管片拼装机10，以及与管片拼装机10连接的超前钻机9 ；积极有益效果本技术所述的硬岩盾构，又称复合式TBM，是以传统的硬岩掘进机(TBM)为基础，吸取了土压平衡盾构的原理及优点的一种掘进机，适应于软土、硬岩、及软硬交替地层，具体为淤、粘、粉、砂、卵砾、风化岩地层的隧道施工工程机械。在软弱地层掘进时对控制掌子面稳定，地表沉降和保证施工安全时十分有利。硬岩盾构可根据地质及埋深情况采用开敞式、土压平衡模式两种模式互换施工，能同时适用于软土、软岩、硬岩、过渡地层及交替地的地下工程施工设备。本技术克服了传统土压平衡盾构硬岩地层使用受限及TBM在软土地层中不能使用等缺点，兼顾了硬岩、软土两种掘进模式的优点，集硬岩掘进机技术与软土盾构技术于一体硬岩盾构，既具有硬岩快速掘进功能，又具有开挖面平衡功能，使土压平衡盾构技术与TBM相互渗透、相互融合，拓展了设备的地质适应范围，使单台隧道掘进设备具有更广泛的地质适应性，适用于国内绝大多数市政地下工程施工。设备对配套施工干扰小，能有效降低施工风险，有同时设备造价低廉，控制方便，经济实用。附图说明图I为本技术的主机结构示意图；图2为是本技术的刀盘结构示意图；图3为本技术的主机前盾结构示意图；图4为本技术的中盾结构示意图；图中为刀盘I ;如盾2 ;稳定器3 ;驱动系统4 ;保压人仓系统5 ;中盾6 ;推进系统7 ;尾盾8 ;超前钻机9 ;管片拼装机10 ;管片11 ;螺旋输送机12 ;皮带输送机13 ;铰接油缸14 ;中盾摆动缸15 ;螺旋机前部筒体16 ;耐磨合金块17 ;中心回转接头18 ;切口耐磨层19 ;刀盘钢结构20 ;耐磨面板21 ;滚刀22 ;边刮刀23 ;保径刀24 ;刀盘外围耐磨块25 ;刀盘泡沫口 26 ;滚刀保护块27 ;刮刀28 ;膨润土口 29 ;前盾壳体30 ;前盾摆动缸31 ;螺机前闸门32 ;前盾搅拌棒33 ;膨润土口 34 ;超前钻机预留口 35 ;喷水口 36 ;泡沫口 37 ;工业空气口38 ;土压传感器39 ;中盾壳体40 ;推进油缸41 ;超前注浆管42 ;米字梁43。具体实施方式以下结合附图，对本技术作进一步的说明如图I、图2所不,一种适用于复合地层的硬岩复合式TBM,包括位于盾体最前面的刀盘1，与刀盘I连接的前盾2，以及与前盾2连接的中盾6，与中盾6连接的尾盾8，其特征在于所述的刀盘I为复合式刀盘，包括刀盘钢结构20，在刀盘钢结构20上焊接有耐磨面板21以及保径刀24及位于保径刀24旁边的刀盘外围耐磨块25，耐磨面板21上设置有滚刀22、边刮刀23和刮刀28，滚刀22周围设置有有滚刀保护块27，满足刀盘双向旋转开挖的边刮刀23和刮刀28 ;刀盘I背部设置有前盾搅拌棒33，刀盘I前部和后部布置有渣土改良端端口，所述的渣土改良端端口为刀盘泡沫口 26、膨润土口 29、喷水口 36 ；如图3所示，前盾2的前盾壳体30上设置有位于左上方与右上方的稳定器3，稳定器3具有在硬岩地质条件下均进具有吸收主机振动作用，在换刀时具有防振及稳定盾体功能；以及位于左下方与右下方的两组共计四个前盾摆动缸31 ;与前盾壳体30连接的隔板上还设置超前注浆口、螺旋机前闸门32、膨润土 34、超前钻机预留口 35、喷水口 36、泡沫口37、有工业空气口 38、土压传感器39、前盾搅拌棒33，前盾搅拌棒33上加焊条网状耐磨焊条；起到强制搅拌渣土和改良材料，增加渣土流动性，便于出渣；前盾2隔板上同时布置有膨润土 34、喷水口 36、泡沫口 37、有工业空气口 38，必要时起到改良渣土作用；前盾周围预留有超前注浆口，在硬岩地层中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于复合地层的硬岩复合式TBM，包括位于盾体最前面的刀盘(1)，与刀盘(I)连接的前盾(2)，以及与前盾(2)连接的中盾(6)，与中盾(6)连接的尾盾(8)，其特征在干所述的刀盘(I)为复合式刀盘，包括刀盘钢结构(20)，在刀盘钢结构(20)上焊接有耐磨面板(21)以及保径刀(24)及位于保径刀(24)旁边的刀盘外围耐磨块(25)，耐磨面板(21)上设置有滚刀(22)、边刮刀(23)和刮刀(28)，滚刀(22)周围设置有滚刀保护块(27)，满足刀盘双向旋转开挖的边刮刀(23)和刮刀(28);刀盘(I)背部设置有前盾搅拌棒(33)，刀盘(I)前部和后部布置有洛土改良端端ロ。2.根据权利要求I所述的ー种适用于复合地层的硬岩复合式TBM，其特征在于所述的渣土改良端端ロ为刀盘泡沫ロ(26)、膨润土ロ(29)、喷水口(36)。3.根据权利要求I所述的ー种适用于复合地层的硬岩复合式TBM，其特征在于所述的前盾(2)的前盾壳体(30)上设置有位于左上方与右上...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩亚丽，李建斌，
申请(专利权)人：中铁隧道装备制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：