[发明专利]一种超大直径泥水平衡盾构机

说明书

本发明公开了一种超大直径泥水平衡盾构机，解决了现有技术中泥水平衡盾构的掘进效率低、刀具更换效率低、安全隐患严重等问题。本发明包括依次连接的掘进机构、后配套电气液集成系统、流体集成系统、泥浆管路延伸装置和拖动平台；所述掘进机构包括常压刀盘、护盾机构、主驱动系统和推进系统，常压刀盘位于护盾机构的前端，主驱动系统位于护盾机构的内部且均与常压刀盘相连接，护盾机构中设有中心舱、管片安装机和泥浆循环系统，中心舱位于主驱动系统的后方，管片安装机与护盾机构相连接，泥浆循环系统的排浆口位于护盾机构的下部。本发明可以实现超大直径隧道工程的一次性成型，有效提高施工效率，大幅降低施工成本。

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，特别是指一种超大直径泥水平衡盾构机。

背景技术

在目前隧道施工中，盾构技术以其自动化程度高、施工安全度高、施工进度快、污染小、成本低等优势，逐步得到广泛应用。其中，盾构机是一种采用盾构法的集机械、电子、液压、激光和控制等技术于一体的高度机械化和自动化的掘进衬砌成套设备。盾构一般分为泥水平衡盾构、土压平衡盾构、气压平衡盾构三类。

泥水平衡盾构因其独特的高工作压力、掌子面精确压力控制等优势广泛用于穿江、跨海、浅覆土等隧道工程中。小直径泥水盾构一般用于城市轨道交通、输水等小断面隧道施工中，但随着沿江沿海城市的建设发展，超大断面的公路、铁路隧道需求越来越多，多车道/双线一次施工成型的构想无疑是极具诱惑，无论在施工效率方面还是成本控制方面都是极具优势的，后续超大直泥水盾构需求量巨大。但是，采用超大直径泥水平衡盾构施工时，工程水土压力更高，地质情况复杂多变，工程施工中通常面临在高水土压力环境中频繁更换刀具问题，带来刀具更换效率低、换刀环境差、安全隐患严重的问题。

目前大直径公路隧道、铁路隧道越来越多，特别是穿江跨海的大直径隧道。盾构直径越大，要求的最小覆土也越大，导致隧道断面水土压力很高，如何实现超大断面隧道一次施工成型、高水压施工、高水压换刀等问题，提高超大直径泥水平衡盾构的掘进效率同时降低成本，是技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种超大直径泥水平衡盾构机，解决了现有技术中泥水平衡盾构的掘进效率低、成本高、刀具更换效率低、换刀环境差、安全隐患严重的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种超大直径泥水平衡盾构机，包括依次连接的掘进机构、后配套电气液集成系统、泥浆管路延伸装置和拖动平台；所述掘进机构包括常压刀盘、护盾机构、主驱动系统和推进系统，常压刀盘位于护盾机构的前端，主驱动系统位于护盾机构的内部且均与常压刀盘相连接，护盾机构中设有中心舱、管片安装机和泥浆循环系统，中心舱位于主驱动系统的后方，管片安装机与护盾机构相连接，泥浆循环系统的排浆口位于护盾机构的下部；所述后配套电气液集成系统包括后配套系统、液压系统、电气系统和流体集成系统，液压系统、电气系统和流体集成系统均集中在后配套系统上，后配套系统位于掘进机构的后方，后配套系统的后方依次连接有泥浆管路延伸装置和拖动平台。

所述常压刀盘为箱梁式刀盘，箱梁式刀盘包括一个中心块和若干个周边块，中心块和周边块上设有若干组常压滚刀装置、常压切刀装置和刮刀组件，中心块和周边块上均设有泥浆喷头，泥浆喷头与泥浆循环系统相连通，常压刀盘的内部设有刀盘舱，常压滚刀装置的后部设有刀盘在线检测装置。

所述护盾机构包括依次连接的前盾、中盾和尾盾，前盾、中盾和尾盾的直径依次较小。

所述护盾机构内设有人舱和材料舱；人舱和材料舱均设置在护盾机构的上半圆面内。

所述主驱动系统包括驱动箱总成，驱动箱总成通过摆动球结构与护盾机构相连接，驱动箱总成的内部沿周向均匀设有若干个驱动电机和若干个伸缩油缸，伸缩油缸位于驱动电机的外侧，伸缩油缸的一端与驱动箱总成相连接、另一端与护盾机构相连接，驱动箱总成的两侧对称设有反扭油缸。