TBMEPB双模式盾构机.pdf

本发明涉及盾构技术领域，具体涉及TBM-EPB双模式盾构机，包括有机壳，所述机壳前端设置有刀盘，所述机壳内部设置有承压隔板，所述承压隔板与所述刀盘之间形成土仓，所述机壳内还可拆卸的设置有用于盾构机在TBM模式下进行出料工作的带式输送机，所述带式输送机的进料端沿所述刀盘转动的中心轴线穿过所述承压隔板伸入到所述土仓内，所述机壳内还可拆卸的设置有用于盾构机在EPB模式下进行出料工作的螺旋输送机，所述螺旋输送机的进料端位于所述土仓的下部。本申请的双模式盾构机，实现在两种模式情况下的正常掘进，不仅节省了大量的人力物力，而且还极大的缩短的施工工期。

1.  TBM-EPB双模式盾构机，包括有机壳，所述机壳前端设置有刀盘，所述机壳内部设置有承压隔板，所述承压隔板与所述刀盘之间形成土仓，其特征在于，所述机壳内还可拆卸的设置有用于盾构机在TBM模式下进行出料工作的带式输送机，所述带式输送机的进料端沿所述刀盘转动的中心轴线穿过所述承压隔板伸入到所述土仓内，所述机壳内还可拆卸的设置有用于盾构机在EPB模式下进行出料工作的螺旋输送机，所述螺旋输送机的进料端位于所述土仓的下部。

2.  根据权利要求1所述的TBM-EPB双模式盾构机，其特征在于，在TBM模式下，所述刀盘朝向所述土仓的端面上还可拆卸的间隔设置有若干刮料板，每一个所述刮料板沿所述刀盘的径向布置，在EPB模式下，拆除所述刮料板。

3.  根据权利要求2所述的TBM-EPB双模式盾构机，其特征在于，每一个所述刮料板由多个刮料板组件拼接而成。

4.  根据权利要求1所述的TBM-EPB双模式盾构机，其特征在于，所述承压隔板为开合式结构，在TBM模式下，所述承压隔板为开启状态，所述带式输送机的进料端从所述承压隔板的开启处伸入到所述土仓内，在EPB模式下，所述承压隔板为闭合状态。

5.  根据权利要求4所述的TBM-EPB双模式盾构机，其特征在于，所述承压隔板包括有环状封板，所述环状封板内侧可拆卸的设置有中心回转接头，当所述中心回转接头与所述环状封板配合时，所述承压隔板为闭合状态，当所述中心回转接头从所述环状封板上拆除时，所述承压隔板为开启状态。

6.  根据权利要求5所述的TBM-EPB双模式盾构机，其特征在于，所述中心回转接头上设置有压力检测装置。

7.  根据权利要求6所述的TBM-EPB双模式盾构机，其特征在于，所述中心回转接头位于所述土仓内的端部上还设置有搅拌棒，所述搅拌棒呈L形。

8.  根据权利要求7所述的TBM-EPB双模式盾构机，其特征在于，所述中心回转接头位于所述土仓内的端部上还设置有用于注入泡沫和添加剂的注入头。

9.  根据权利要求8所述的TBM-EPB双模式盾构机，其特征在于，所述注入头设置在所述搅拌棒上远离所述中心回转接头的端部。

10.  根据权利要求1-9任意一项所述的TBM-EPB双模式盾构机，其特征在于，所述螺旋输送机上还间隔设置有用于注入泡沫和添加剂的注入头。

TBM-EPB双模式盾构机
技术领域
本发明涉及盾构施工领域，具体涉及TBM-EPB双模式盾构机。
背景技术
盾构是一种应用于隧道工程施工的大型机械设备，其集破岩、出渣、衬砌、支护等于一体，具有自动化程度高、速度快和安全高效等优点，近年来，在隧道项目上得到了广泛应用。
在隧道施工中，通常会涉及到对不同地质情况的地层进行施工，就采用盾构施工而言，需要按照地层的硬度划分为硬岩地层和软岩地层，而盾构按照地层的硬度划分也相对应的划分为两种掘进模式，一种是适用于硬岩地层的TMB掘进模式，另一种是适用于软岩地层的EPB掘进模式。
而在实际隧道施工过程中，硬岩地层和软岩地层通常是交替出现，所以需要通过更换不同模式的盾构以实现在不同地层中的掘进，如此在施工过程中频繁更换不同模式的盾构，不仅需要较高的施工成本，而且还需要较长施工工期，显然是不适合目前高效施工的需要。
所以，目前亟需一种即适用于硬岩地层，又适用于软岩地层的双模式盾构机。
发明内容
本发明的目的在于：针对目前在硬岩地层和软岩地层交替出现的隧道施工中，采用单一模式的盾构机而造成施工成本高，施工工期长的不足，提供一种即适用于硬岩地层，又适用于软岩地层的双模式盾构机。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
TBM-EPB双模式盾构机，包括有机壳，所述机壳前端设置有刀盘，所述机壳内部设置有承压隔板，所述承压隔板与所述刀盘之间形成土仓，所述机壳内还可拆卸的设置有用于盾构机在TBM模式下进行出料工作的带式输送机，所述带式输送机的进料端沿所述刀盘转动的中心轴线穿过所述承压隔板伸入到所述土仓内，所述机壳内还可拆卸的设置有用于盾构机在EPB模式下进行出料工作的螺旋输送机，所述螺旋输送机的进料端位于所述土仓的下部。本申请的双模式盾构机，在进行硬岩地层掘进时，转换为TBM模式，采用带式输送机运出渣土，而将螺旋输送机拆除；在进行软岩地层掘进时，转换为EPB模式，拆除带式输送机，并且安装上螺旋输送机，采用螺旋输送机运出渣土，如此，实现在两种模式情况下的正常掘进，即，能够在软硬地层的交界面处进行掘进模式的转换，以此适应与不同地层的要求，这种掘进模式的转换较传统更换不同掘进模式的盾构而言，不仅节省了大量的人力物力，而且还极大的缩短的施工工期。
作为优选，在TBM模式下，所述刀盘朝向所述土仓的端面上还可拆卸的间隔设置有若干刮料板，每一个所述刮料板沿所述刀盘的径向布置，在EPB模式下，拆除所述刮料板。本申请的双模式盾构机，其施工环境是在于硬岩地层和软岩地层，在硬岩地层掘进中，采用TBM模式，由于硬岩地层在被刀盘压碎之后呈松散的离散状态堆积在土仓内，所以设置刮料板随着刀盘旋转，从土仓底部刮起碎石土到高处，然后碎石掉落到伸出的带式输送机上，运送出土仓；而在软岩地层掘进中，采用EPB模式，切削下的土体呈塑性松弛状，对土仓产生压力，土体填满土仓，如果继续采用刮料板，刮料板会与土体产生非常大的阻力，增加盾构机动力装置的负担，甚至会超出动力装置的最大扭矩损坏动力装置，所以，在EPB模式下，需要将刮料板拆除。
作为优选，每一个所述刮料板由多个刮料板组件拼接而成。由于盾构机内部空间有限，用多个刮料板组件拼接成刮料板，在拆除或者安装刮料板时，方便刮料板进入或者移除土仓。
作为优选，所述承压隔板为开合式结构，在TBM模式下，所述承压隔板为开启状态，所述带式输送机的进料端从所述承压隔板的开启处伸入到所述土仓内，在EPB模式下，所述承压隔板为闭合状态。在实际工程施工中，本申请的发明人发现，对于TBM模式，开挖面为自固性较好的脆性岩石，作为盾构的承压面，所以此时承压隔板不承担压力，进而使承压隔板呈开启状态，方便被刮料板刮起的碎石料落到带式输送机上，而在EPB模式下，由于开挖面为较软的软岩地层，不能够作为盾构的承压面，所以，此时将承压隔板闭合，达到承担压力的作用。
作为优选，所述承压隔板包括有环状封板，所述环状封板内侧可拆卸的设置有中心回转接头，当所述中心回转接头与所述环状封板配合时，所述承压隔板为闭合状态，当所述中心回转接头从所述环状封板上拆除时，所述承压隔板为开启状态。
作为优选，所述中心回转接头上设置有压力检测装置。通过在中心回转接头上设置压力检测装置，在EPB模式下，实时的检测土仓内渣土的压力，方便控制出料装置的出料速度，以使土仓内的压力满足承压隔板处的压力要求。
作为优选，所述中心回转接头位于所述土仓内的端部上还设置有搅拌棒，所述搅拌棒呈L形。通过设置搅拌棒，在掘进过程中，搅拌棒搅动土仓内的渣土，增加渣土流动性，避免出现泥饼或者泥块，进而使渣土能够顺畅的从螺旋输送机排出。
作为优选，所述中心回转接头位于所述土仓内的端部上还设置有用于注入泡沫和添加剂的注入头。通过设置注入头，进一步的改善土仓内渣土的性质，使渣土能够顺畅的从螺旋输送机排出。
作为优选，所述注入头设置在所述搅拌棒上远离所述中心回转接头的端部。将注入头设置在搅拌棒上，随搅拌棒的搅拌而同步注入泡沫和添加剂，使得泡沫以及添加剂能够良好的与渣土融合，能够良好的改善渣土的性质。
作为优选，所述螺旋输送机上还间隔设置有用于注入泡沫和添加剂的注入头。在螺旋输送机上也设置注入头，保障渣土不会因为压力过大而在螺旋输送机内部结块，保障能够顺畅的排出。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
在进行掘进模式转换时不需要对掘进掌子面进行加固，在保证施工安全的前提下，直接减少人力物力的投入，而且还节约了工期。
附图说明
图1为本发明的盾构机EPB模式的结构示意图；
图2为本发明的盾构机TBM模式的结构示意图，
图中标记：1-机壳，2-刀盘，3-承压隔板，4-土仓，5-带式输送机，6-螺旋输送机，7-刮料板，8-动力装置，9-环状封板，10-中心回转接头，11-压力检测装置，12-搅拌棒,13-注入头。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图所示，TBM-EPB双模式盾构机，包括有机壳1，所述机壳1前端设置有刀盘2，所述机壳1内部设置有承压隔板3，所述承压隔板3与所述刀盘2之间形成土仓4，所述机壳1内还可拆卸的设置有用于盾构机在TBM模式下进行出料工作的带式输送机5，所述带式输送机5的进料端沿所述刀盘2转动的中心轴线穿过所述承压隔板3伸入到所述土仓4内，所述机壳1内还可拆卸的设置有用于盾构机在EPB模式下进行出料工作的螺旋输送机6，所述螺旋输送机6的进料端位于所述土仓4的下部。本申请的双模式盾构机，在进行硬岩地层掘进时，转换为TBM模式，采用带式输送机5运出渣土，而将螺旋输送机6拆除；在进行软岩地层掘进时，转换为EPB模式，拆除带式输送机5，并且安装上螺旋输送机6，采用螺旋输送机6运出渣土，如此，实现在两种模式情况下的正常掘进，即，能够在软硬地层的交界面处进行掘进模式的转换，以此适应与不同地层的要求，这种掘进模式的转换较传统更换不同掘进模式的盾构而言，不仅节省了大量的人力物力，而且还极大的缩短的施工工期。
作为优选，在TBM模式下，所述刀盘2朝向所述土仓4的端面上还可拆卸的间隔设置有若干刮料板7，每一个所述刮料板7沿所述刀盘2的径向布置，在EPB模式下，拆除所述刮料板7。本申请的双模式盾构机，其施工环境是在于硬岩地层和软岩地层，在硬岩地层掘进中，采用TBM模式，由于硬岩地层在被刀盘2压碎之后呈松散的离散状态堆积在土仓4内，所以设置刮料板7随着刀盘2旋转，从土仓4底部刮起碎石土到高处，然后碎石掉落到伸入的带式输送机6上，运送出土仓4；而在软岩地层掘进中，采用EPB模式，切削下的土体呈塑性松弛状，对土仓4产生压力，土体填满土仓4，如果继续采用刮料板7，刮料板7会与土体产生非常大的阻力，增加盾构机动力装置8的负担，甚至会超出动力装置8的最大扭矩损坏动力装置8，所以，在EPB模式下，需要将刮料板7拆除。
作为优选，每一个所述刮料板7由多个刮料板组件（图中未标示）拼接而成。由于盾构机内部空间有限，用多个刮料板组件拼接成刮料板7，在拆除或者安装刮料板7时，方便刮料板7进入或者移除土仓4。
作为优选，所述承压隔板3为开合式结构，在TBM模式下，所述承压隔板3为开启状态，所述带式输送机5的进料端从所述承压隔板3的开启处伸入到所述土仓4内，在EPB模式下，所述承压隔板3为闭合状态。在实际工程施工中，本申请的发明人发现，对于TBM模式，开挖面为自固性较好的脆性岩石，作为盾构的承压面，所以此时承压隔板3不承担压力，进而使承压隔板3呈开启状态，给带式输送机5提供安装空间，方便被刮料板7刮起的碎石料落到带式输送机5上，而在EPB模式下，由于开挖面为较软的软岩地层，不能够作为盾构的承压面，所以，此时将承压隔板3闭合，达到承担压力的作用。
作为优选，所述承压隔板3包括有环状封板9，所述环状封板9内侧可拆卸的设置有中心回转接头10，当所述中心回转接头10与所述环状封板9配合时，所述承压隔板3为闭合状态，当所述中心回转接头10从所述环状封板9上拆除时，所述承压隔板3为开启状态。
作为优选，所述中心回转接头10上设置有压力检测装置11。通过在中心回转接头10上设置压力检测装置11，在EPB模式下，实时的检测土仓4内渣土的压力，方便控制出料装置的出料速度，以使土仓4内的压力满足承压隔板3处的压力要求。
作为优选，所述中心回转接头10位于所述土仓4内的端部上还设置有搅拌棒12，所述搅拌棒12呈L形。通过设置搅拌棒12，在掘进过程中，搅拌棒12搅动土仓4内的渣土，增加渣土流动性，避免出现泥饼或者泥块，进而使渣土能够顺畅的从螺旋输送机6排出。
作为优选，所述中心回转接头10位于所述土仓4内的端部上还设置有用于注入泡沫和添加剂的注入头13。通过设置注入头13，进一步的改善土仓4内渣土的性质，使渣土能够顺畅的从螺旋输送6机排出。
作为优选，所述注入头13设置在所述搅拌棒12上远离所述中心回转接头10的端部。将注入头13设置在搅拌棒12上，随搅拌棒12的搅拌而同步注入泡沫和添加剂，使得泡沫以及添加剂能够良好的与渣土融合，能够良好的改善渣土的性质。
作为优选，所述螺旋输送机6上还间隔设置有用于注入泡沫和添加剂的注入头13。在螺旋输送机6上也设置注入头13，保障渣土不会因为压力过大而在螺旋输送机6内部结块，保障能够顺畅的排出。
凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。