[实用新型]一种用于铰接式盾体的防扭装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于隧道工程施工的盾构机，更具体地涉及用于盾构机的铰接式盾体防扭装置。 

背景技术

近年来，盾构施工以其对地面和地下环境影响小、掘进速度快、地表沉降小等特点，被广泛应用于地下隧道的建设。在隧道线路设计中往往会存在曲线段，这对盾构机的性能提出了更高的要求。铰接式盾体的灵敏度高，能适应较小的隧道转弯半径，因此被越来越多的应用到盾构设计中。 

图1显示了一种现有技术中的铰接式盾体的结构。如图所示，在中盾1上焊接有中盾铰接座2，而在盾尾5上焊接有盾尾铰接座4。中盾铰接座2和盾尾铰接座4通过铰接油缸3相连。通常，沿盾体的圆周布置了多个铰接油缸3，从而能以合适的作用力拖动盾尾5前进。 

图2显示了在转弯时中盾1相对盾尾5的状态图。当盾构机沿直线段行进时，铰接油缸3处于锁死状态。因此，各个铰接油缸的行程相同。当盾构机通过曲线段时，铰接油缸3的进出油口阀门打开，各个铰接油缸的行程发生变化，从而通过各个铰接油缸3的行程差来实现中盾1相对于盾尾5的转弯。如图所示，中盾1与盾尾5的轴线形成了夹角α。 

由于刀盘旋转反力矩的存在，中盾1和盾尾5之间存在相互转动。这种相互转动可能会导致铰接油缸3无法正常工作，甚至损坏铰接油缸3，从而使得盾尾5不能正常前进，影响盾构机的正常掘进。因此，为了防止中盾1和盾尾5之间的相互转动，需要设置防扭装置。 

图3显示了现有技术中的防扭装置，其为分体焊接式结构。如图所示，在中盾1的中盾后支撑环板6上焊接了防扭架7。该防扭架7的自由端由位于其两侧的一对挡板8限定。挡板8通常需在工地现场组装时，根据防扭架7的位置来定位，并焊接在盾尾连接环9上。由于挡板8限制了防扭架7的运动，实现了对中盾1和盾尾5之间的相互转动的抑制。因此，这种防扭装置能够防止中盾1和盾尾5之间的相互转动。 

然而，这种现有的防扭装置存在以下缺点。首先，防扭架7直接焊接在中盾后支撑环板6上，与中盾1形成为一体，导致拆装不方便。另外，防扭架7和挡板8占用了铰接油缸3的安装位置，导致铰接油缸3的数量减少，使得对盾尾5的拖拉力不足。此外，挡板8通常为厚度60mm以上的钢板，并且需要在现场组装时焊接。这便很容易引起盾尾连接环9的变形，导致盾尾5失圆。 

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型旨在提出一种新型的铰接式盾体的防扭装置，其能够在有效地防止盾体之间的相互转动的同时解决上述不足。 

根据本实用新型，提供了一种用于铰接式盾体的防扭装置。其中，铰接式盾体包括通过铰接油缸彼此相连的中盾和盾尾。中盾包括中盾后支撑环板、中盾支撑环和安装在中盾后支撑环板上的中盾铰接座。盾尾包括盾尾连接环和安装在盾尾连接环上的盾尾铰接座。铰接油缸连接在中盾铰接座和盾尾铰接座之间。该防扭装置包括：安装在中盾支撑环和中盾后支撑环板上的防扭架，其布置成处于铰接油缸的径向内侧，并且具有防扭端头；以及一体式形成在盾尾铰接座上的U形挡板，使得防扭端头容纳在挡板的内腔中。 

根据本实用新型的防扭装置，防扭架设置在铰接油缸的径向内侧。因此，防扭架不会占用铰接油缸的安装位置。在这种情况下，可以在中盾和盾尾之间设置更多的铰接油缸，从而为盾尾提供更大的拖拉力，保证盾构施工的顺利进行。 

此外，由于U形挡板一体式形成在盾尾铰接座上，因此与现有技术中的将挡板现场焊接在盾尾连接环上的情况相比，能够避免引起盾尾连接环变形的可能性。 

在一个实施例中，在挡板内腔的至少一个侧壁上还固定有垫板。具体地，可以根据防扭架中心线与挡板中心线之间的实际偏差以及防扭架与挡板之间的设定间隙来选择垫板的厚度。垫板的厚度通常比U形挡板侧壁的厚度小很多。因此，可以根据具体情况的需要选择垫板的厚度，从而保证防扭端头和挡板之间具有设 定的间隙。垫板例如可现场焊接于挡板的内侧壁上。由于垫板很薄，尤其是比挡板薄得多，因此该焊接不会引起盾尾连接环的变形。 

在一个优选的实施例中，防扭架的防扭端头构造为圆柱体。这样，防扭端头与挡板之间的接触为线接触，保证了有足够的防扭作用力。 

在一个优选的实施例中，防扭架具有一体式的T形结构，包括可拆式地固定在中盾支撑环上的基板，以及可拆式固定在中盾后支撑环板上的筋板。防扭端头设置在基板和筋板上。这种可拆式固定使得拆装非常方便。