[发明专利]一种复合式盾构机

说明书

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，尤其涉及一种复合式盾构机。

背景技术

盾构机是一种隧道掘进专用的工程机械，其中的复合式盾构机适用于在由粘土、砂性土、风化岩、砂砾卵石地层交互而成的软硬不均的复合地层中修建隧道，至少包括刀盘和盾体。盾体大体可分为前盾、中盾和尾盾三个部分，刀盘及其上面安装的各种刀具，位于盾构机中紧靠开挖面的最前端。在既有的复合式盾构机中，其刀盘上既装有适合软土切削的切割刀、刮刀，又装有适合硬岩破碎的盘形滚刀。这种复合式破岩切削系统遇到松软度较高的地层时，往往会出现盘形滚刀的滑动静摩擦力小于盘形滚刀的启动阻力，导致盘形滚刀无法滚动，形成偏磨。在富水松软地层中，渣土还会在刀圈上结成“泥饼”。从而影响盘形滚刀的破岩效果，缩短其使用寿命，增加换刀频率，降低施工效率。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，消除传统复合式盾构机对松软度较高的地层的不适应，本发明提出一种利用高压流体喷射切槽装置取代盘形滚刀的技术方案，安装有该高压流体喷射切槽装置的盾构机既可以在硬岩地层中施工，又可在软土地层中施工，是一种新型的复合式盾构机。

本发明提供一种复合式盾构机，包括盾体和设置在所述盾体前端的刀盘，所述复合式盾构机还包括高压流体喷射切槽装置，所述高压流体喷射切槽装置包括：

储液仓，所述储液仓容纳有喷射用流体；

用于对所述流体进行加压的加压机构，所述加压机构与所述储液仓连通，所述加压机构通过第一管路与中心回转接头连通；

多个设置于所述刀盘上的喷嘴，所述喷嘴通过第二管路与所述中心回转接头连通。

优选地，每个所述喷嘴设置于所述刀盘上的相邻两个刀具之间。

优选地，还包括护套，所述第二管路以及所述第二管路与所述喷嘴的连接处均由所述护套包裹。

优选地，所述加压机构包括增压器、换向阀以及与所述储液仓连通的泵；

所述换向阀与液压泵连通，所述液压泵与油箱连通；

所述增压器包括设置于活塞腔内的活塞，所述活塞将所述活塞腔分隔成第一活塞腔与第二活塞腔，第一柱塞将所述第一活塞腔与第一柱塞腔隔离开，第二柱塞将所述第二活塞腔与第二柱塞腔隔离开，所述第一柱塞连接于所述活塞一侧并且能够在所述第一柱塞腔内进行往复运动，所述第二柱塞连接于所述活塞的另一侧并且能够在所述第二柱塞腔内进行往复运动，所述第一活塞腔设有第一通口，所述第二活塞腔设有第二通口，所述第一柱塞腔设有第三通口，所述第二柱塞腔设有第四通口；

所述泵通过第一进液管路与所述第三通口连通，且所述第一进液管路上串联有第一单向阀，所述第一单向阀的安装方向允许流体从所述泵流向所述第三通口；

所述泵通过第二进液管路与所述第四通口连通，且所述第二进液管路上串联有第二单向阀，所述第二单向阀的安装方向允许流体从所述泵流向所述第四通口；

所述第三通口通过第三单向阀与所述第一管路连通，且所述第三单向阀的安装方向允许流体从所述第三通口流向所述第一管路；

所述第四通口通过第四单向阀与所述第一管路连通，且所述第四单向阀的安装方向允许流体从所述第四通口流向所述第一管路；

当所述换向阀位于第一工作位时，所述液压泵与所述第一通口连通，所述第二通口与所述油箱连通；当所述换向阀位于第二工作位时，所述液压泵与所述第二通口连通，所述第一通口与所述油箱连通。

优选地，还包括蓄能器，所述蓄能器设置于所述第一管路中。

优选地，所述加压机构包括多级增压器，所述多级增压器包括多个串联在一起的所述增压器，所述多级增压器与所述第一管路连通。

优选地，所述加压机构包括驱动电机以及与所述驱动电机连接的高压柱塞泵，所述高压柱塞泵的进液口与所述储液仓连通，所述高压柱塞泵的出液口与所述第一管路连通。

优选地，所述高压流体喷射切槽装置包括磨料混合式喷嘴以及与所述磨料混合式喷嘴连接的磨料供给装置，所述磨料混合式喷嘴包括混合室以及与所述混合室相通的节流孔，所述混合室通过所述节流孔与所述第二管路连通，且所述节流孔的孔径小于所述混合室的内径；所述磨料供给装置包括用于容纳磨料的磨料箱，所述磨料箱设置有与大气相通的气孔，所述磨料箱通过磨料吸管与所述混合室相通。

优选地，还包括设置于所述混合室与所述磨料箱之间的并与所述磨料吸管相通的磨料节流旋塞。