盾构机的旋压扩径装置.pdf

一种盾构机的旋压扩径装置，其特征是在盾构机的刀盘(1)上通过支架(6)连接有倾斜安装的旋压辊(2)，每个旋压辊(2)的前端直径小于后端直径。旋压辊(2)围绕刀盘(1)的圆周间隔设置。相邻的两个旋压辊(2)之间设有护板(3)。旋压辊对土体的挤压作用能使洞壁土体密实，增强洞壁的强度，扩大洞内直径，同时还能减小衬砌管片的厚度，节约大量的钢筋、水泥，降低材料成本。采用本装置可适用于大、中、小口径的地下隧道、管洞的施工，并且具有出土量少、掘进效率高、施工周期短、施工成本低等优点。

1、  一种盾构机的旋压扩径装置，其特征是在盾构机的刀盘(1)上通过支架(6)连接有倾斜安装的旋压辊(2)，每个旋压辊(2)的前端直径小于后端直径。

2、  如权利要求1所述的盾构机的旋压扩径装置，其特征是旋压辊(2)围绕刀盘(1)的圆周间隔等距离设置。

3、  如权利要求1所述的盾构机的旋压扩径装置，其特征是相邻的两个旋压辊(2)之间设有护板(3)。

4、  如权利要求1所述的盾构机的旋压扩径装置，其特征是支架(6)与刀盘(1)固定连接，支架(6)通过轴承座及中轴支撑着旋压辊(2)。

5、  如权利要求1所述的盾构机的旋压扩径装置，其特征是旋压辊(2)的中轴线与盾构机机体(5)的轴线倾斜设置。

6、  如权利要求1或2所述的盾构机的旋压扩径装置，其特征是旋压辊(2)为偶数个对称或奇数个均匀间隔围绕在刀盘(1)的圆周上。

7、  如权利要求1所述的盾构机的旋压扩径装置，其特征是每个旋压辊(2)为前端直径小于后端直径的圆锥台形状。

盾构机的旋压扩径装置
技术领域
本实用新型涉及一种隧道掘进盾构机，尤其是一种盾构机的旋压扩径装置。
背景技术
现在在地铁、地下隧道、管洞等的建设中已大量使用盾构机来进行施工，这样可以在不开挖地面的情况下使隧道贯通。然而现有盾构机转动刀盘的直径与盾构机机体的直径几乎相同，刀盘直径即为隧道直径，掘进后要在隧道内壁衬砌约40-80CM厚的钢筋混凝土管片，以增强隧道的整体强度。这种结构的盾构机最大的不足是出土量大，它要将与隧道等体积的土体全部排出，仅这一项就严重限制了盾构机的工作效率，施工周期长，也使施工成本居高不下。由于地下情况的不同，有些在掘进过后的松软土体中会出现坍塌或部分坍塌，这也给施工造成了极大的困难。还有，因为刀盘直径等于隧道直径，所以在掘进过程中一旦前端的刀盘出现什么问题后操作人员是很难对刀盘处进行处理的，直接影响着施工进度。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是为克服现有技术中存在的不足，提供一种能在掘进的同时对隧道壁的土体进行旋转挤压并使其密实而扩大洞内直径、且可减少出土量、提高施工效率的盾构机的旋压扩径装置。
本实用新型的技术解决方案在于：
这种盾构机的旋压扩径装置主要是在盾构机的刀盘上通过支架连接有倾斜安装的旋压辊，每个旋压辊的前端直径小于后端直径。
本实用新型的进一步技术解决方案在于：
旋压辊围绕刀盘的圆周间隔设置。
相邻的两个旋压辊之间设有护板。
支架与刀盘固定连接，支架通过轴承座及中轴支撑着旋压辊。
旋压辊的中轴线与盾构机机体的轴线倾斜设置。
旋压辊为偶数个对称或奇数个均匀间隔等距离围绕在转动刀盘的圆周上。
每个旋压辊为前端直径小于后端直径的圆锥台形状。
本实用新型所产生的积极效果在于：
1、刀盘直径小于隧道或管洞直径，在同样动力的情况下减小了切削面即可提高掘进效率。
2、由于刀盘直径的缩小，能够大大降低出土量，进而减少了工作量，所以可提高施工效率，减低施工成本。
3、旋压辊对土体的挤压作用能使洞壁土体密实，增强洞壁的强度，同时还能减小衬砌管片的厚度，节约大量的钢筋、水泥，降低材料成本。
4、因为隧道直径大于刀盘直径，所以当刀盘出现问题时有利于操作人员进行维修处理。
5、采用本装置可适用于大、中、小口径的地下隧道、管洞的施工，并且具有出土量少、掘进效率高、施工周期短、施工成本低等优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的左视图。
图4是图2的B-B剖视图。
图5是本实用新型的一个实施例结构示意图。
图6是图5的右视图。
具体实施方式
实施例1：
如图1、图2所示，本实用新型主要是在盾构机前端转动刀盘1的圆周上通过支架6固定并连接有一圈间隔等距离(参见图3)设置的旋压辊2，这些旋压辊2通过中轴及轴承座连接在支架6上可绕轴自由旋转。每个旋压辊2前端的直径小于其后端的直径，即为一个锥形台的形状。每个旋压辊2的轴线与盾构机机体5的平行线之间具有一个倾斜角度，即旋压辊2的后端高于其前端。在相邻的两个旋压辊2之间还设置有可阻挡泥土或石块进入的挡护板3(参见图4)。
所说的支架6固定安装在刀盘1上，能随刀盘1一起转动，旋压辊2又装在支架6上，所以旋压辊2不需要任何另外的动力装置就可与刀盘1同步转动。
当盾构机在地下向前掘进时，刀盘1带动全部旋压辊2随之公转，而每个旋压辊2遇到土体阻力后在随刀盘1公转的同时又进行自转，由于旋压辊2的倾斜安装，所以在盾构机的掘进过程中由旋压辊2对土体7进行斜向旋转挤压，将一部分本该排出隧道的土体强迫压入洞壁，既减少了出土量，又会使掘进过后洞壁的土体更加密实，达到提高洞壁强度、减小衬砌管片厚度的目的。
还因为刀盘1的直径小于盾构机机体5的直径，而旋压辊2又在刀盘1直径以外的位置倾斜安装，对土体实行旋转挤压后，掘进过的洞壁直径要大于刀盘1的直径，所以扩大了洞内直径，实现旋压扩径的目的。
实施例2：
参见图5，所说的旋压辊2既可以采取偶数个对称间隔等距离设置，也可以采取奇数个间隔均匀等距离设置。
实施例3：
参见图6，本装置并不限于在刀盘1外设置一圈旋压辊2，还可以分梯次设置二圈或三圈旋压辊2，后一圈旋压辊2与机体5轴线的高度应大于前一圈旋压辊2与机体5轴线的高度，而相邻两圈的旋压辊2的轴线应错位设置，以便分散阻力并实行逐层旋压。
实施例4：
所说的护板3既可以是一平面，也可是一弧面，其主要作用是能够阻挡大量散土或石块进入而影响本装置的正常使用。
本装置适用于黄土、沙土、沙砾土的地质条件下施工。