一种顶管盾构双模结构

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，具体为一种顶管盾构双模结构。

背景技术

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建(铺设)隧道之“盾”(指支撑性管片)，盾构机根据工作原理一般分为手掘式盾构，挤压式盾构，半机械式盾构(局部气压、全局气压)，机械式盾构(开胸式切削盾构，气压式盾构，泥水加压盾构，土压平衡盾构，混合型盾构，异型盾构)；

盾构机包括前部的刀盘、前盾和后盾，前盾和后盾采用焊接的方式相互固定，在刀盘掘进后在进行移动，随后后方的工作人员才可以对隧道管片进行铺设，完成对隧道的施工建造。

而盾构机的刀盘、前盾和后盾是相互连接且同步移动，导致盾构机只能在刀盘掘进并带动前盾和后盾移动后才可以对隧道管片进行铺设，影响隧道管片的铺设效率；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种顶管盾构双模结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种顶管盾构双模结构，以解决上述背景技术中提出的盾构机的刀盘、前盾和后盾是相互连接且同步移动，导致盾构机只能在刀盘掘进并带动前盾和后盾移动后才可以对隧道管片进行铺设，影响隧道管片的铺设效率等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种顶管盾构双模结构，包括盾构机前盾，所述盾构机前盾的前端设置有盾构机刀盘，所述盾构机前盾的后端设置有盾构机后盾，所述盾构机后盾的中间设置有后端连接座，所述后端连接座的前表面设置有两个定位安装块，所述后端连接座与盾构机刀盘的中间设置有刀盘和前盾移动机构；

所述刀盘和前盾移动机构包括两个第二推进油缸，所述第二推进油缸的前端与盾构机刀盘连接，所述第二推进油缸的另一端贯穿滑动设置有导向杆，所述导向杆位于第二推进油缸内部的端部外侧设置有防磨损活塞头，所述导向杆的另一端与定位安装块连接且端部贯穿设置有组装销钉，所述导向杆与定位安装块通过组装销钉连接，所述第二推进油缸靠近后端连接座的端部与导向杆的中间设置有密封导向套，所述第二推进油缸的两端外侧均设置有液压油连接管；

两个所述第二推进油缸的中间设置有两个第一液压推进油缸，所述第一液压推进油缸的前端外侧设置有刀盘连接块，所述刀盘连接块与盾构机刀盘固定连接并且中间贯穿设置有螺栓或销钉，所述螺栓或销钉从第一液压推进油缸的前端中间穿过，所述第一液压推进油缸的后端端面固定设置有推进油缸连接块，所述推进油缸连接块的外侧设置有和其通过销钉连接的后盾连接座连接块，所述后盾连接座连接块固定在后端连接座的前表面；

还包括用于推动轨道管片的千斤顶。

优选的，所述第二推进油缸的外侧设置有支撑套管，所述支撑套管的外侧与盾构机前盾的内壁中间设置有密封圈，所述密封圈的外壁卡接在盾构机前盾的内壁中。

优选的，所述密封圈的两端均设置有压环，所述压环提高螺钉固定在支撑套管的外壁上，所述密封圈采用橡胶材质制成。

优选的，所述盾构机刀盘包括刀盘主体，所述刀盘主体的中间设置有中心滚刀总成，所述中心滚刀总成的中间安装有五个滚刀，所述中心滚刀总成的外壁上设置有三个等角度分布的侧边刮刀总成，三个所述侧边刮刀总成与中心滚刀总成的中间均设置有三个正面刮刀总成。

优选的，所述侧边刮刀总成和正面刮刀总成的中间均安装刮刀，三个所述正面刮刀总成在侧边刮刀总成和中心滚刀总成的中间等间距分布。

优选的，三个所述侧边刮刀总成的中间总共安装有十个表面滚刀总成，十个所述表面滚刀总成的安装位置不规则分布，其中五个滚刀安装在刀盘主体的边缘处，另外五个表面滚刀总成安装在刀盘主体的表面上。

优选的，位于刀盘主体边缘处的五个所述表面滚刀总成与刀盘表面之间存在倾斜角度的夹角，五个所述表面滚刀总成与刀盘主体之间的倾斜角度更不相同。

优选的，十个所述表面滚刀总成的对中间均设置有滚刀，其中两个表面滚刀总成的中间安装的滚刀为单刃滚刀，另外八个表面滚刀总成中间安装的滚刀为双刃滚刀。

优选的，所述盾构机后盾的中间安装有拼装机，所述拼装机的中间安装有泥土输送机，所述泥土输送机包括泥土抽取管，所述泥土抽取管的前端靠近盾构机刀盘，所述泥土抽取管的后端从拼装机的中间穿过并且端部设置有出料弯管，所述泥土抽取管的中间活动设置有抽取螺杆，所述抽取螺杆的一端延伸至出料弯管的中间，所述出料弯管的另一端设置有闸门固定端管，所述闸门固定端管和出料弯管的中间设置有控制闸门。

优选的，所述出料弯管的中间设置有螺杆驱动套管，所述抽取螺杆延伸至螺杆驱动套管中间的部分与螺杆驱动套管固定连接，所述螺杆驱动套管的外侧设置有驱动齿轮环，所述驱动齿轮环的一侧设置有和其你和的驱动齿轮，所述出料弯管的外侧而设置有液压马达，所述液压马达的输出轴插接在出料弯管的内部并与驱动齿轮通过固定销连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过前盾和后端采用非固定方式进行连接，且在刀盘、前端和后盾的中间设置有推动作用的推进油缸，在针对不同硬度的土层情况下，可以采取刀盘掘进或者利用推进油缸推动刀盘和前端直接前进的方式对土层破碎，刀盘和前端移动时后方的工作人员可以在后盾无需移动的情况下直接对隧道管片进行铺设，不受后盾移动的影响有效的提高工作效率，以完成盾构；在土层较软的土层情况下，通过千斤顶推动已铺设在后盾内的隧道管片带动刀盘、前盾和后盾同步前进，实现顶管操作。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明刀盘的结构示意图；

图3为本发明泥土输送机的局部结构示意图；

图4为本发明图1中A处的结构放大图；

图5为本发明图1中B处的结构放大图；

图6为本发明图1中C处的结构放大图。

图中：1、盾构机前盾；2、盾构机后盾；3、盾构机刀盘；301、中心滚刀总成；302、表面滚刀总成；303、侧边刮刀总成；304、正面刮刀总成；4、泥土输送机；401、泥土抽取管；402、抽取螺杆；403、闸门固定端管；404、出料弯管；405、控制闸门；406、螺杆驱动套管；5、刀盘和前盾移动机构；501、第一液压推进油缸；502、防磨损活塞头；503、刀盘连接块；504、推进油缸连接块；505、后盾连接座连接块；506、第二推进油缸；507、导向杆；508、密封导向套；6、后端连接座；7、定位安装块；8、组装销钉；9、液压油连接管；10、拼装机；11、支撑套管；12、密封圈；13、千斤顶。

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。

请参阅图1至图6，本发明提供的一种实施例：一种顶管盾构双模结构，包括盾构机前盾1，盾构机前盾1的前端设置有盾构机刀盘3，盾构机前盾1的后端设置有盾构机后盾2，盾构机后盾2的中间设置有后端连接座6，后端连接座6的前表面设置有两个定位安装块7，后端连接座6与盾构机刀盘3的中间设置有刀盘和前盾移动机构5；

刀盘和前盾移动机构5包括两个第二推进油缸506，第二推进油缸506的前端与盾构机刀盘3连接，第二推进油缸506的另一端贯穿滑动设置有导向杆507，导向杆507位于第二推进油缸506内部的端部外侧设置有防磨损活塞头502，导向杆507的另一端与定位安装块7连接且端部贯穿设置有组装销钉8，导向杆507与定位安装块7通过组装销钉8连接，第二推进油缸506靠近后端连接座6的端部与导向杆507的中间设置有密封导向套508，第二推进油缸506的两端外侧均设置有液压油连接管9；

两个第二推进油缸506的中间设置有两个第一液压推进油缸501，第一液压推进油缸501的前端外侧设置有刀盘连接块503，刀盘连接块503与盾构机刀盘3固定连接并且中间贯穿设置有螺栓或销钉，螺栓或销钉从第一液压推进油缸501的前端中间穿过，第一液压推进油缸501的后端端面固定设置有推进油缸连接块504，推进油缸连接块504的外侧设置有和其通过销钉连接的后盾连接座连接块505，后盾连接座连接块505固定在后端连接座6的前表面；

还包括用于推动轨道管片的千斤顶13。

盾构机刀盘3包括刀盘主体，刀盘主体的中间设置有中心滚刀总成301，中心滚刀总成301的中间安装有五个滚刀，中心滚刀总成301的外壁上设置有三个等角度分布的侧边刮刀总成303，三个侧边刮刀总成303与中心滚刀总成301的中间均设置有三个正面刮刀总成304，侧边刮刀总成303和正面刮刀总成304的中间均安装刮刀，三个正面刮刀总成304在侧边刮刀总成303和中心滚刀总成301的中间等间距分布。

出料弯管404的中间设置有螺杆驱动套管406，抽取螺杆402延伸至螺杆驱动套管406中间的部分与螺杆驱动套管406固定连接，螺杆驱动套管406的外侧设置有驱动齿轮环，驱动齿轮环的一侧设置有和其你和的驱动齿轮，出料弯管404的外侧而设置有液压马达，液压马达的输出轴插接在出料弯管404的内部并与驱动齿轮通过固定销连接。

其中，三个侧边刮刀总成303的中间总共安装有十个表面滚刀总成302，十个表面滚刀总成302的安装位置不规则分布，其中五个滚刀安装在刀盘主体的边缘处，另外五个表面滚刀总成302安装在刀盘主体的表面上，位于刀盘主体边缘处的五个表面滚刀总成302与刀盘表面之间存在倾斜角度的夹角，五个表面滚刀总成302与刀盘主体之间的倾斜角度更不相同。

通过采用上述技术方案，通过不同倾斜角度和不规则分布的表面滚刀总成302，使得滚刀活动的轨迹相互之间不重合，更加高效、全面的对土层进行破碎。

其中，十个表面滚刀总成302的对中间均设置有滚刀，其中两个表面滚刀总成302的中间安装的滚刀为单刃滚刀，另外八个表面滚刀总成302中间安装的滚刀为双刃滚刀。

通过采用上述技术方案，通过不同刃数的滚刀可以不同程度的对土层进行破碎，更好的进行掘进作业、提高掘进效率。

其中，出料弯管404的中间设置有螺杆驱动套管406，抽取螺杆402延伸至螺杆驱动套管406中间的部分与螺杆驱动套管406固定连接，螺杆驱动套管406的外侧设置有驱动齿轮环，驱动齿轮环的一侧设置有和其你和的驱动齿轮，出料弯管404的外侧而设置有液压马达，液压马达的输出轴插接在出料弯管404的内部并与驱动齿轮通过固定销连接。

通过采用上述技术方案，通过后方开口的泥土输送机4可以快速且大量对破碎后的泥土进行运输，且后方出料不会造成泥土输送机4内部被堵塞。

其中，第二推进油缸506的外侧设置有支撑套管11，支撑套管11的外侧与盾构机前盾1的内壁中间设置有密封圈12，密封圈12的外壁卡接在盾构机前盾1的内壁中，密封圈12的两端均设置有压环，压环提高螺钉固定在支撑套管11的外壁上，密封圈12采用橡胶材质制成。

通过采用上述技术方案，对第二推进油缸506和盾构机前盾1内壁中间的密封性进行保证，使得盾构机前盾1移动后不会有泥水伸入盾构机中。

工作原理：使用时，在针对不同硬度的土层盾构机在进行工作时可以采用不同的移动方式，在针对土层硬度低、土质较软的土层时，可以通过盾构机前端的盾构机刀盘3工作对土层进行破碎并掘进，随后盾构机前盾1和盾构机刀盘3进行移动，在盾构机前盾1和盾构机刀盘3移动后工作人员对隧道管片进行铺设即可，在对于土层硬度较硬时，可以通过两个第一液压推进油缸501启动后直接通过盾构机刀盘3和盾构机前盾1向前移动，通过第一液压推进油缸501推动盾构机刀盘3对土层进行直接破碎，第一液压推进油缸501推动盾构机刀盘3时导向杆507和第二推进油缸506会随着第一液压推进油缸501的动作而进行伸缩调整，保证盾构机后盾2不会移动，在盾构机刀盘3和盾构机前盾1移动时后方的工作人员可以盾构机前盾1移动后直接对隧道管片进行铺设，在盾构机刀盘3启动至最前端后盾构机后盾2再在导向杆507的拉动下进行前移，无需等待盾构机后盾2移动后便可以进行工作，不受后盾移动的影响，减少等待后盾移动的时间，有效的提高工作效率；在土层较软的土层情况下，通过千斤顶13推动已铺设在后盾内的隧道管片带动刀盘3、前盾1和后盾2同步前进，实现顶管操作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。