用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置及盾构拼装机

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，具体涉及一种用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置及盾构拼装机。

背景技术

盾构法施工在当今的隧道工程中的应用日益增多，隧道施工势必扰动地层。注浆作为地层的补偿加固措施，可有效减小隧道施工引起的地表沉降。地面注浆存在设备噪音以及污水排放等问题，故特定条件下通过超前钻机进行超前注浆成为必须。超前注浆是指使用超前钻机在盾构机刀盘正前方及斜前方进行钻孔，然后通过钻好的孔将浆液加注到孔周围的地层中，浆液凝固后达到加固地层的目的。现有超前钻机没有调节自由度或者调节自由度少，由于制造加工和安装误差，可能存在超前钻机无法顺利与超前注浆孔对正的技术问题。且现有超前钻机安装繁琐，需要超前钻探时停机安装超前钻的时间过长，延误工期。

公开号为CN207999258U的中国专利公开了一种搭载式可移动超前钻机，其包括超前钻机和钻机梁，钻机梁设置在盾构机的拼装机搭梁与后配套拖车之间。现有的超前钻机存在以下问题：需要额外设置转动和平移装置，成本高；结构冗杂、体积和质量庞大，占用大量空间和推进动力；仅靠顶紧螺栓来实现摆动，幅度小、精度低、操作繁琐耗时；始终安装于盾构机。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置及盾构拼装机，以解决现有的超前钻机存在摆动幅度小、操作繁琐的问题。

为实现上述目的，提供一种用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置，包括：

用于可拆卸地安装管片拼装机的旋转环的两基座，两所述基座沿所述旋转环的圆周方向相对设置，一基座的顶部形成有斜坡面，所述斜坡面的下端朝向另一基座斜向下设置，所述斜坡面上安装有导轨，所述导轨沿所述斜坡面的成坡方向设置；

支墩，滑设于所述导轨；

起塔油缸，铰接连接于所述支墩和所述另一基座之间；

回转油压缸，安装于所述支墩，所述回转油压缸沿所述两基座的共线方向设置；

用于铰接超前钻机的前端的转接座，安装于所述回转油压缸的回转缸；

摇摆油缸，铰接于所述超前钻机的后端和所述转接座之间。

进一步的，所述导轨的数量为两根，两根导轨相对设置，两根所述导轨的相对侧形成有滑槽，所述支墩的相对两侧分别形成有滑行翼缘，所述滑行翼缘滑设于所述滑槽中。

进一步的，所述超前钻机的前端安装有第一支承板，所述第一支承板形成有相对设置的两第一耳板，所述转接座可活动地设置于所述两第一耳板之间，所述转接座通过第一铰接轴铰接于所述两第一耳板。

进一步的，所述超前钻机的后端安装有第二支承板，所述第二支承板形成有相对设置的第二耳板，所述摇摆油缸通过第二铰接轴铰接于所述两第二耳板。

进一步的，所述摇摆油缸具有一固定端和一活动端，所述摇摆油缸的固定端铰接于所述转接座，所述第二铰接轴连接于所述摇摆油缸的活动端。

进一步的，所述起塔油缸具有一固定端和一活动端，所述起塔油缸的固定端铰接于所述另一基座且支撑于所述超前钻机，所述起塔油缸的活动端铰接于所述支墩。

进一步的，所述回转油压缸可拆卸地连接于所述支墩。

本发明提供一种盾构拼装机，包括：

管片拼装机；

用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置，所述姿态调节装置的两基座可拆卸地安装所述管片拼装机的旋转环；

超前钻机，超前钻机的前端铰接的所述姿态调节装置的转接座，所述姿态调节装置的摇摆油缸铰接于所述超前钻机的后端和所述转接座之间。

本发明的有益效果在于，本发明的用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置及盾构拼装机，超前钻机通过姿态调节装置搭载在管片拼装机上，安装便捷、快速，可实现摇摆、俯仰、绕盾构轴线转动、三向平移，共六自由度，所有自由度以液压油缸为动力、遥控器操作，移动平滑、精度高、操作简单便捷。本发明的用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置，无需额外附加大型构件，适用于绝大部分盾构机，泛用性高。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置的结构示意图。

图2为本发明实施例的盾构拼装机的结构示意图。

图3为本发明实施例的用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置与超前钻机的连接状态示意图。

图4至图7为本发明实施例的用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置的四个自由度的示意图。

图8和图9为本发明实施例的用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置的安装步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1至图9所示，本发明提供了一种用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置，包括：基座1、支墩2、起塔油缸3、回转油压缸4、转接座5和摇摆油缸6。

具体的，基座1的数量为两个。基座1用于可拆卸地安装管片拼装机9的旋转环91。

参阅图图2和图4，两基座1固设于旋转环的外圆周面。两个基座1相对设置。两个基座1沿旋转环91的圆周方向。

一基座1的顶部形成有斜坡面10。一基座1的斜坡面10的下端朝向另一基座1斜向下设置。斜坡面10上安装有导轨11。导轨11沿斜坡面10的成坡方向设置。

支墩2滑设于导轨11。

起塔油缸3铰接连接于支墩2和另一基座1之间。

回转油压缸4安装于支墩2。回转油压缸4沿两基座1的共线方向设置。

转接座5安装于回转油压缸4的回转缸。转接座5用于铰接超前钻机7的前端。

摇摆油缸6铰接于超前钻机7的后端和转接座5之间。

作为一种较佳的实施方式，导轨11的数量为两根。两根导轨11相对设置。两根导轨11的相对侧形成有滑槽110。支墩2的相对两侧分别形成有滑行翼缘21。滑行翼缘21滑设于滑槽110中。

在本实施例中，旋转环91的外圆周面形成有两附环板。两基座的底部形成有缺口。两基座的缺口一一对应地套设于两附环板。管片拼装机的旋转环可滑动地安装于管片拼装机的平移梁93。管片拼装机的旋转环安装有提升油缸92。平移梁沿盾构机的轴向方向设置。

在本实施例中，超前钻机7的前端朝向盾构机的刀盘的前方设置。超前钻机7的前端安装有第一支承板71。第一支承板71形成有相对设置的两第一耳板。转接座5可活动地设置于两第一耳板之间。转接座5通过第一铰接轴51铰接于两第一耳板。

超前钻机7的后端安装有第二支承板72。第二支承板72形成有相对设置的第二耳板。摇摆油缸6通过第二铰接轴61铰接于两第二耳板。

在本实施例中，摇摆油缸6具有一固定端和一活动端。摇摆油缸6的固定端铰接于转接座5。第二铰接轴连接于摇摆油缸6的活动端。

起塔油缸3具有一固定端和一活动端。起塔油缸3的固定端铰接于另一基座1且支撑于超前钻机7。起塔油缸3的活动端铰接于支墩2。

作为一种较佳的实施方式，回转油压缸4可拆卸地连接于支墩2。

参阅图8和图9所示，在超前钻机安装之前，两基座安装于旋转环的外圆周面。超前钻机的前端和后端分别通过小车8进行转运和存储。在两基座安装后，通过小车将超前钻机运送至两个基座的下方，进而通过螺栓将回转油压缸可拆卸地连接于一基座上的支墩上。

在本实施例中，超前钻机通过本发明的自由度调节装置安装于管片拼装机的旋转环后，参阅图4至图7，超前钻机具有多个自由度。

具体的，参阅图4所示，超前钻机随管片拼装机的旋转环的转动而绕管片拼装机的中轴线转动。

参阅图5所示，在起塔油缸的伸出或收回时，超前钻机随支墩沿斜坡面的成坡方向上下移动。

参阅图6所示，在回转油压缸转动时，超前钻机绕回转油压缸的回转轴线转动，即俯仰动作。

参阅图7所示，在摇摆油缸伸出或收回时，超前钻机在其宽度方向上左右摇摆。

参阅图2所示，本发明提供一种盾构拼装机，包括管片拼装机、前述的用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置和超前钻机(附图中未显示)。其中，用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置的两基座可拆卸地安装管片拼装机的旋转环91。超前钻机的前端铰接的姿态调节装置的转接座5。姿态调节装置的摇摆油缸6铰接于超前钻机的后端和转接座5之间。

本发明的用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置，实现超前钻机便捷高效地搭载于盾构管片拼装机，在需要超前钻探注浆作业时，通过喂片机将存放的部分(即小车装载的部分结构)从后方车架运送至拼装机的旋转环的下方。通过对准支墩与回转油压缸的螺栓孔，用螺栓紧固连接，然后连接液压管路，即完成安装，可以开始超前钻探及注浆作业。

本发明的用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置，安装便捷、快速，可实现摇摆、俯仰、绕盾构轴线转动、三向平移，共六自由度，所有自由度以液压油缸为动力、遥控器操作，移动平滑、精度高、操作简单便捷。

本发明的用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置，无需额外附加大型构件，适用于绝大部分盾构机，泛用性高。

本发明的用于盾构拼装机超前钻机的姿态调节装置，相较于普通超前钻，成本低、实用价值高、经济性高。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。