[发明专利]一种软土城市隧道施工装置及其工艺

说明书

本发明公开了一种软土城市隧道施工装置及其工艺，可以在传统软土层的掘进过程中对复合地层也进行有效掘进，具有良好的过载保护和破岩功能，其技术方案要点是包括刀盘、盾壳、螺旋输送机和控制系统，盾壳内设有位于刀盘后侧的土仓，螺旋输送机设置于盾壳内并用于输送土仓内的渣土，盾壳上还设有多个推进其运动的推进油缸，还包括：固定架、主轴、驱动装置、高压水破岩结构，驱动装置包括依次连接的电机、减速机和传动轴，驱动装置为多组且呈环向设置于主轴周侧，传动轴上还设有主动齿轮，主轴上设有与主动齿轮啮合的从动齿轮，减速机与传动轴之间还设有过载保护结构，刀盘上还设有高压水破岩结构，本发明适用于隧道施工技术领域。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，特指一种软土城市隧道施工装置及其工艺。

背景技术

随着城市化进程的加快，城市地下空间的进一步利用，对环境保护和施工质量要求相对较高的城市隧道的需求越来越大，为了满足这一需求，我国开始大规模地引进、应用国际先进的掘进机施工技术和设备。同时，国内许多企业开展了掘进机设备的研制和相关技术的开发，自行设计和开发了适用的掘进机和相关的施工技术，制造了多种形式的掘进机，但目前的掘进机仅能适用于周围环境要求不高和地质条件单一的地区，不适合地质条件复杂的地区。

现有的施工装置，在城市软土层掘进过程中，如遇到硬岩层与软土层交叉的复合地层时，刀盘承受巨大的切削扭矩变化，极易造成刀盘卡死，进而导致电机卡死而损伤电机和刀盘状况。因此在实际挖掘工程中，由于盾构机刀盘电机烧毁的情况非常频繁，导致挖掘成本高居不下、挖掘效率也较为低下，因此需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种软土城市隧道施工装置及其工艺，可以在传统软土层的掘进过程中对复合地层也进行有效掘进，具有良好的过载保护和破岩功能。

本发明的目的是这样实现的：一种软土城市隧道施工装置，包括刀盘、盾壳、螺旋输送机和控制系统，刀盘设置于盾壳的前端，盾壳内还设有用于驱动刀盘旋转的驱动装置，盾壳内设有位于刀盘后侧的土仓，螺旋输送机设置于盾壳内并用于输送土仓内的渣土，盾壳上还设有多个推进其运动的推进油缸，控制系统用于控制驱动装置、推进油缸和螺旋输送机的运行状态，其特征在于：还包括：

固定架，安装于盾壳内部；

主轴，主轴可旋转的安装于固定架上，且主轴与刀盘固定连接；

驱动装置，安装于固定架上并用于驱动主轴的旋转；

高压水破岩结构，安装于刀盘上用于利用高压水进行破岩；

其中，所述盾壳内设有固定架，固定架上设有安装轴孔，刀盘包括主轴，主轴设置于安装轴孔内，驱动装置包括依次连接的电机、减速机和传动轴，驱动装置为多组且呈环向设置于主轴周侧，传动轴上还设有主动齿轮，主轴上设有与主动齿轮啮合的从动齿轮，减速机与传动轴之间还设有过载保护结构。

本发明进一步设置为：所述高压水破岩结构包括设置于主轴中心设有通水孔，刀盘上设有若干喷射口，喷射口与通水孔的一端之间通过水管相连接，通水孔的另一端连接有高压泵和控制阀。

本发明进一步设置为：所述过载保护结构包括传动杆和离合套，离合套的两端分别为封闭端和开口端，传动杆的一端与减速机的输出轴相连接，传动杆的另一端伸入于开口端内，传动轴的一端设有导套，离合套的封闭端安装于导套内，封闭端与导套之间形成调压腔，调压腔内设有缓冲弹簧，离合套的外壁上还设有用于与导套周向旋转限位的键齿，离合套的开口端上设有呈波浪状凹凸起伏的第一端面凸轮，传动上设有与端面凸轮适配的第二端面凸轮，传动杆上位于离合套内的端部还设有限位块，离合套的开口端内还设有套于传动杆上的堵套，且传动杆上还套设有置于堵套与限位块之间的预紧弹簧。