[发明专利]一种能够以任意比例变开挖直径的盾构机及变径方法

权利要求书

1.一种能够以任意比例变开挖直径的盾构机，其特征在于：包括可变径刀盘、可变径前盾、可变径中盾、尾盾和支腿可伸缩台车，还包括扭力梁、主动铰接油缸、折棚式橡胶铰接密封、螺旋输送机、管片拼装机、人仓和土仓隔板，所述可变径刀盘固定在所述可变径前盾的主驱动壳体上，所述可变径前盾与可变径中盾之间通过主动铰接油缸连接，两者连接的接缝处的内侧设置折棚式橡胶铰接密封，所述可变径前盾与可变径中盾之间设置扭力梁，所述尾盾与所述可变径中盾通过螺栓连接，所述支腿可伸缩台车由连接桥和后配套台车组成，所述连接桥连接到拼装机行走梁上，所述螺旋输送机固定在主驱动壳体上，所述管片拼装机、人仓和土仓隔板均布置于盾构机内部。

2.根据权利要求1所述的一种能够以任意比例变开挖直径的盾构机，其特征在于：所述可变径刀盘包括多组辐条臂，每组辐条臂内设有超挖臂和超挖臂油缸，所述超挖臂油缸用于带动所述超挖臂沿径向伸缩进而调整开挖直径，所述超挖臂上设有刀具，所述超挖臂周边焊接有加固板。

3.根据权利要求1所述的一种能够以任意比例变开挖直径的盾构机，其特征在于：所述可变径前盾由主驱动、前盾变径导向柱、土仓隔板和前盾壳体组成，所述前盾壳体由多组前盾主动弧板及前盾从动弧板拼接而成，每组前盾主动弧板与前盾从动弧板通过铰链连接，相邻两组的前盾主动弧板与前盾从动弧板通过承插形式连接，所述前盾主动弧板由前盾变径导向柱连接在主驱动壳体上，所述前盾变径导向柱内置前盾变径油缸，通过前盾变径油缸径向伸缩实现前盾壳体变径，所述前盾壳体变径完成后将所述前盾变径油缸和前盾变径导向柱锁死；所述土仓隔板能够沿径向伸缩以适配所述前盾壳体的直径。

4.根据权利要求1所述的一种能够以任意比例变开挖直径的盾构机，其特征在于：所述可变径中盾的盾体由中盾中心筒、中盾变径导向柱、中盾变径油缸、推进油缸和中盾壳体组成，所述中盾壳体由多组中盾主动弧板及中盾从动弧板拼接而成，每组中盾主动弧板与中盾从动弧板通过铰链连接，相邻两组的中盾主动弧板与中盾从动弧板通过承插形式连接，所述多组中盾主动弧板和中盾从动弧板内侧均设有对应的中盾变径导向柱，所述中盾变径导向柱一端均垂直固定在所述中盾中心筒上，所述中盾变径导向柱另一端均固定有推进油缸，所述中盾变径导向柱均内置中盾变径油缸，通过中盾变径油缸径向伸缩实现中盾壳体变径，所述中盾壳体变径完成后将所述中盾变径油缸和中盾变径导向柱锁死。

5.根据权利要求4所述的一种能够以任意比例变开挖直径的盾构机，其特征在于：所述推进油缸的数量与所述中盾主动弧板和中盾从动弧板的总数量相同，且设于所述中盾主动弧板和中盾从动弧板内侧，所述中盾主动弧板内侧的推进油缸与所述中盾主动弧板固定，跟随所述中盾主动弧板变径；所述中盾从动弧板内侧的推进油缸由对应的中盾变径油缸推至分度圆；所述中盾变径导向柱为多层嵌套式多级导向柱。

6.根据权利要求1所述的一种能够以任意比例变开挖直径的盾构机，其特征在于：所述尾盾新制，该尾盾由上下两半组成，所述上下两半均能拆分为多瓣，用于实现洞内变形安装。

7.根据权利要求1所述的一种能够以任意比例变开挖直径的盾构机，其特征在于：所述所述支腿可伸缩台车的下部支腿由支腿油缸带动伸缩，以适配不同隧道直径。

8.根据权利要求1所述的一种能够以任意比例变开挖直径的盾构机，其特征在于：所述盾构机的铰接密封处设置折棚式橡胶铰接密封，所述折棚式橡胶铰接密封由前盾垂直钢板、中盾垂直钢板、橡胶折棚和可拉伸海绵组成，所述止水密封两端通过螺栓和胶粘剂分别与前盾、中盾的垂直钢板相连，所述橡胶折棚的褶皱内填充可拉伸海绵；

所述可变径前盾的尾部固定有多块弹簧钢压板，所述多块弹簧钢压板拼接成环并压在所述可变径中盾上。