[实用新型]一种开敞式TBM仰拱混凝土喷射装置

说明书

技术领域

本实用新型属于混凝土工程施工技术领域，具体为一种开敞式TBM仰拱混凝土喷射装置。

背景技术

TBM全称为隧洞掘进机，是一种用于全断面隧道开挖的新型、先进、复杂的施工机械，在半个多世纪的时间内已逐步在国内外的地下工程中得到广泛和成功的应用。开敞式TBM在掘进支护施工中的难点和重点之一就是仰拱施工，及时进行仰拱施工对隧洞安全、工程质量、施工工期和经济效益具有重要意义。如图1所示，需要在100°的范围内进行混凝土布置，但是由于开敞式TBM受施工空间和设备功能限制，在仰拱施工方式的选择上受到较大局限，大大增加了仰拱施工的困难和投入；同时，目前开敞式TBM仰拱混凝土施工要采用多组装置分多次来完成对仰拱的喷射作业，设备多，装置繁杂，再上作业的影响范围大，作业空间狭窄；导致实施起来困难较大，施工工期长，经济效益差。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种能够与TBM的掘进同步实现操作，一次完成仰拱施工，复制性高，通用性强的开敞式TBM仰拱混凝土喷射装置。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种开敞式TBM仰拱混凝土喷射装置，包括设置在TBM后配套台车轨道末端的轨道平板车体，分别设置在轨道平板车体上的湿喷机械臂和控制箱，以及分别设置在TBM后配套台车上的速凝剂供应系统，混凝土供应系统和供风系统；轨道平板车体的后端与TBM后配套台车连接，前部上方设置湿喷机械臂；湿喷机械臂的自由端设置喷嘴；速凝剂供应系统的速凝剂输送管路的输出端，混凝土供应系统的混凝土输送管路的输出端和供风系统的压缩空气管路的输出端分别通过管道混合器与喷嘴连接。

优选的，湿喷机械臂底部设置工作平台；工作平台包括与轨道平板车体固定连接的滑动轨道，以及固定连接在湿喷机械臂底部的基座；基座沿与轨道垂直的方向滑动连接在滑动轨道上，基座运动方向上的一侧连接用于提供动力的横向油缸。

进一步，横向油缸的油路分别通过三通与机械臂工作油缸的油路连通。

优选的，速凝剂供应系统包括速凝剂桶和设置在速凝剂桶出口的速凝剂泵；速凝剂桶和速凝剂泵分别安装在TBM后配套台车上靠近轨道平板车体的一端，速凝剂泵的出口端连接速凝剂输送管路的输入端。

优选的，混凝土输送系统包括设置有混凝土入料斗和混凝土泵的混凝土罐，混凝土泵的出口端连接混凝土输送管路的输入端。

进一步，混凝土输送系统采用TBM机载混凝土灌浆系统，其混凝土输出端通过分路的喷混软管连接混凝土输送管路的输入端。

优选的，供风系统包括连接在TBM机载空压机输出端的储气罐，以及设置在压缩空气管路上的风控阀；储气罐的出口端连接混凝土输送管路的输入端。

优选的，管道混合器的高速流体入口连接混凝土供应系统的混凝土输送管路的输出端，两个低速流体入口分别连接速凝剂供应系统的速凝剂输送管路的输出端，以及供风系统的压缩空气管路的输出端。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型通过设置在TBM后配套台车轨道末端的轨道平板车体实现对湿喷机械臂的安装和定位，能够使机械臂所覆盖的施工范围中避免轨道干扰，与TBM的掘进同步进行仰拱的喷混作业；利用控制箱完成对湿喷机械臂的电气和液压操作；利用管道混合器对混凝土和速凝剂进行充分的混合，并通过加入的压缩空气进行进一步的加压，并提高两者混合的均匀性，保证了喷混动力的同时提高了两者混合的速度和均匀程度，提高了喷混的质量和效率，结构简单，设计合理，施工灵活方便、安全可靠，适用范围广，大大提高了TBM掘进和支护施工工效。

进一步的，通过滑动轨道和基座的设置，能够使得湿喷机械臂在垂直于隧洞轴线的方向进行移动，不仅能够覆盖更大的作业面积，而且能够在不进行仰拱喷混施工时留出中间通道，方便材料运输。

进一步的，利用横向油缸与机械臂工作油缸的油路并联，能够充分利用油路的分布和设置，降低了安装和使用维护的难度。

进一步的，将速凝剂泵和速凝剂桶设置在TBM后配套台车上靠近轨道平板车体的一端，与湿喷射机械臂较近，能够方便仰拱施工人员及时对速凝剂供给进行控制和调整，减少速凝剂的浪费。

进一步的，通过将混凝土输送系统安装在TBM后配套台车上，从而能够利用机载吊机方便装卸水泥或混凝土罐，从而解决了混凝土输入泵的供料问题；更好的能够直接利用TBM机载混凝土灌浆系统，能够降低设备消耗，提高设备利用率，并且只需要通过软管进行分接后就能够满足喷混的操作需求。