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一种高效率的环形盾构机

阅读:935发布:2021-02-28

IPRDB可以提供一种高效率的环形盾构机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明是一种高效率的环形盾构机,本发明要解决的技术问题是,现有技术盾构机效率低下,本发明的技术方案是盾构机的刀盘是环形的,环形刀盘可以大幅降低土方削碎量,削碎量所占挖掘土方量的比例越小,其效率越高。,下面是一种高效率的环形盾构机专利的具体信息内容。

1.一种高效率的环形盾构机,其特征是:

环形刀盘由内刀盘(1)和外刀盘(3)组成,刀盘总宽度(5)为1米,其中内刀盘(1)宽度为

0.5米,外刀盘(3)宽度为0.5米,内刀盘(1)与外刀盘(3)的旋转方向是相反的,一个顺时针方向旋转,另一个反时针方向旋转;环形内空直径(6)一般为8~16米,环形内空直径(6)越大,削碎量所占挖掘土方的比例越小,其效率越高;

环形盾构机由盾构机机头(8)和圆形土方车(13)两大部分组成,盾构机机头(8)上有输出带(9)、圆形土方桶(11)、圆形土方出口(12),削碎土方由输出带(9)、输送带(10)输出,圆形土方经过圆形土方桶(11)从圆形土方出口(12)挤出;圆形土方车(13)是跟随著盾构机机头(8)同步前进的,在前进的同时圆形土方慢慢的挤压进入圆形车厢(14),当圆形土方挤入至挡泥板(16)时,这时盾构机机头(8)暂时停止运行,圆形土方车所有的车轮(15)是经过液压升降杆(20)之后与车身连接的,液压升降杆(20)上升0.1米,再下降0.2米,由于液压升降杆(20)的升降产生剪切力,使圆形车厢(14)的土方与圆形土方桶(11)的土方之间产生断裂,断裂之后圆形车厢(14)便可以把圆形土方拖运至隧道外面;圆形土方车(13)运输至隧道外面的时候,隧道挤压管(18)往隧道里挤压,使隧道挤压管(18)移动靠近盾构机机头(8)。

2.如权利要求2所述的隧道挤压管,其特征是:

隧道挤压管(18)符合四个条件,一、管道外表面(25)光滑,二、材料强度相当于钢材,三、材料密度比铝小,四、管道外表面(25)前端的角不是直角,是斜角(24)。其制造材料采用玻璃纤维增强塑料,管壁厚度(23)一般为6~10厘米;符合上述四个条件的隧道挤压管(18),可以整体圆管一节一节从隧道口往隧道内挤入。

说明书全文

一种高效率的环形盾构机

技术领域:

[0001] 本发明涉及山体隧道技术领域,特别涉及一种山体隧道使用的新型盾构机。背景技术:
[0002] 现有技术山体隧道施工主要两种方法,一种是由盾构机挖掘隧道,这种盾构机的最大缺点是要把隧道里的土壤和岩石全部削碎,由于隧道要挖掘的土方量大,因此这种全部削碎的方法需要消耗大量的能源,需要大型重量的盾构机,挖掘速度缓慢;另一种是爆破方法挖掘隧道,这种方法对山体有震动的副作用,隧道成型质量差。人们在发明锯子之前是用斧头对木材进行加工的,锯子之所以先进是因为削碎量少,斧头的削碎量大,削碎量越少其消耗的能量越小、设备越小、速度越快、效率越高。为了克服山体隧道施工的缺点,本发明公开一种消耗能量小、设备小、速度快、效率高、施工成本低的山体隧道盾构机。发明内容:
[0003] 本发明是一种高效率的环形盾构机,本发明要解决的技术问题是,现有技术盾构机效率低下,本发明的技术方案是:
[0004] 在山体隧道大小不变的条件下,盾构机刀盘削碎量越少其消耗的能量越小、设备体积越小、速度越快、效率越高;实际上刀盘的宽度不能无限制地缩小,当刀盘的宽度减少到少于1米时,刀盘驱动电机安装位置和削碎泥土输出变得困难;刀盘缩小后呈环形,因此把它称为环形刀盘,安装环形刀盘的盾构机称为环形盾构机;环形刀盘宽度可以多个不同尺寸,把标准环形刀盘的宽度设计为1米宽;
[0005] 环形刀盘由内刀盘和外刀盘组成,刀盘总宽度为1米,其中内刀盘宽度为0.5米,外刀盘宽度为0.5米,内刀盘与外刀盘的旋转方向是相反的,一个顺时针方向旋转,另一个反时针方向旋转;环形刀盘宽度的内空称为环形内空;经过刀盘削碎的土方称为削碎土方;环形内空没有经过刀盘削碎的泥土、碎泥土或者岩石、碎岩石称为圆形土方;环形内空直径一般为8~16米,环形内空直径越大,削碎量所占挖掘土方的比例越小,效率越高,因此本发明实用于大型山体隧道的建造;
[0006] 环形盾构机由盾构机机头和圆形土方车两大部分组成,盾构机机头上有输出带、圆形土方桶、圆形土方出口,削碎土方由输出带、输送带输出,圆形土方经过圆形土方桶从圆形土方出口挤出;圆形土方车是跟随著盾构机机头同步前进的,在前进的同时圆形土方慢慢的挤压进入圆形车厢,当圆形土方挤入至挡泥板时,这时盾构机机头暂时停止运行,圆形土方车所有的车轮是经过液压升降杆之后与车身连接的,液压升降杆上升0.1米,再下降0.2米,由于液压杆的升降产生剪切力,使圆形车厢的土方与圆形土方桶的土方之间产生断裂,圆形车厢便可以把圆形土方拖运至隧道外面;圆形土方车运输至隧道外面的时候,隧道挤压管往隧道里挤压,使隧道挤压管移动靠近盾构机机头。
[0007] 隧道挤压管的作用是,防止隧道内壁松散土方脱落、防止隧道塌落;隧道挤压管符合四个条件,一、管道外表面光滑,二、材料强度相当于钢材,三、材料密度比铝小,四、管道外表面前端的角不是直角,是斜角。其制造材料采用玻璃纤维增强塑料(GFRP)符合上述前面三个条件,管壁厚度一般为6~10厘米;符合上述四个条件的隧道挤压管,可以整体圆管一节一节从隧道口往隧道内挤入,大幅降低隧道工程量。
[0008] 在上述的的技术方案中,一直难以解决圆形土方在要求的长度时进行断裂问题,因为必须在断裂之后才能运走,在模拟实验之后表明,它的断裂是容易的,利用圆形土方自身的巨大质量就可以断裂,大部分隧道施工液压升降杆不用上升,直接下降0.1米就会出现断裂现象。圆形土方挤入圆形车厢内的方法,和圆形土方断裂方法是本发明的核心技术,这种技术大幅减少了隧道土方削碎量的工作,从而大幅降低工程建造成本。附图说明:
[0009] 图1是:环形刀盘平面图;
[0010] 图2是:环形盾构机图;
[0011] 图3是:隧道施工侧面图;
[0012] 图4是:图2中范围线7的放大图;
[0013] 图5是:图3中范围线21的截面放大图;
[0014] 图中数字代码:内刀盘1,内刀盘旋转方向2,外刀盘3,外刀盘旋转方向4,刀盘总宽度5,环形内空直径6,范围线7,盾构机机头8,输出带9,输送带10,圆形土方桶11,圆形土方出口12,圆形土方车13,圆形车厢14,车轮15,挡泥板16,发动机机房和驾驶室17,隧道挤压管18,隧道内空19,液压升降杆20,范围线21,隧道挤压管管壁22,管壁厚度23,斜角24,管道外表面25,管道内表面26。具体实施方式:
[0015] 根据附图对一种高效率的环形盾构机进行说明:
[0016] 图1所示,环形刀盘由内刀盘1和外刀盘3组成,刀盘总宽度5为1米,其中内刀盘1宽度为0.5米,外刀盘3宽度为0.5米,内刀盘1与外刀盘3的旋转方向是相反的,一个顺时针方向旋转,另一个反时针方向旋转;环形刀盘宽度的内空称为环形内空;经过刀盘削碎的土方称为削碎土方;环形内空没有经过刀盘削碎的泥土、碎泥土或者岩石、碎岩石称为圆形土方;环形内空直径6一般为8~16米,环形内空直径6越大,削碎量所占挖掘土方的比例越小,其效率越高,因此本发明实用于大型山体隧道的建造;
[0017] 图2所示,环形盾构机由盾构机机头8和圆形土方车13两大部分组成,盾构机机头8上有输出带9、圆形土方桶11、圆形土方出口12,削碎土方由输出带9、输送带10输出,圆形土方经过圆形土方桶11从圆形土方出口12挤出;圆形土方车13是跟随著盾构机机头8同步前进的,在前进的同时圆形土方慢慢的挤压进入圆形车厢14,当圆形土方挤入至挡泥板16时,这时盾构机机头8暂时停止运行,圆形土方车所有的车轮15是经过液压升降杆20之后与车身连接的,液压升降杆20上升0.1米,再下降0.2米,由于液压升降杆20的升降产生剪切力,使圆形车厢14的土方与圆形土方桶11的土方之间产生断裂,断裂之后圆形车厢14便可以把圆形土方拖运至隧道外面;圆形土方车13运输至隧道外面的时候,隧道挤压管18往隧道里挤压,使隧道挤压管18移动靠近盾构机机头8。
[0018] 隧道挤压管18的作用是,防止隧道内壁松散土方脱落、防止隧道塌落;隧道挤压管18符合四个条件,一、管道外表面25光滑,二、材料强度相当于钢材,三、材料密度比铝小,四、管道外表面25前端的角不是直角,是斜角24。其制造材料采用玻璃纤维增强塑料(GFRP)符合上述前面三个条件,管壁厚度23一般为6~10厘米;符合上述四个条件的隧道挤压管
18,可以整体圆管一节一节从隧道口往隧道内挤入,大幅降低隧道工程量。
[0019] 上述的本技术方案中,环形盾构机的环形内空直径6越大,削碎量所占挖掘土方量的比例越小,其效率越高,因此本发明实用于大型山体隧道工程,大幅降低工程成本;本技术方案山体隧道可用于大型南水北调山体隧道工程、藏水入疆地下调水工程、山区隧道交通线。
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