[发明专利]可变径盾构机及其施工方法

说明书

本发明提供了一种可变径盾构机，其包括盾体、主驱动、可变径刀盘、推进装置、管片拼装系统；主驱动能带动可变径刀盘沿轴向相对于盾体移动；可变径刀盘包括刀盘本体、扩挖刀装置及扩径组件；刀盘本体与主驱动连接；扩挖刀装置设置于刀盘本体中，且扩挖刀装置能沿径向延伸出刀盘本体，以在刀盘本体的带动下开挖土层形成扩挖空间；扩径组件中设置有刀具，以在可变径盾构机扩径时，安装于刀盘本体上，以扩充开挖直径。同时，本发明还提供了一种可变径盾构机的施工方法。与现有技术相比，本发明提供的可变径盾构机及其施工方法在洞内即可实现变径，可以缩短施工周期，让变径操作过程简单便捷，并且不仅适用于盾构机变径，而且能够适应TBM变径。

技术领域

本发明涉及隧道施工设备技术领域，尤其涉及一种可变径盾构机及其施工方法。

背景技术

在地铁区间隧道和车站结构施工时，区间隧道常采用盾构法施工，地铁车站常用明挖法等施工。车站结构采用明挖施工对周边环境影响较大，有些区域受制于地面现有构筑物或建筑物，不具备明挖条件。站台隧道与正线隧道尺寸不同，在正线隧道为小直径施工，车站站台位置为大直径施工。近年来有采用冷冻法/注浆加固法等矿山法扩挖站台隧道，但矿山法施工周期长、安全性低、成本高。

盾构机是隧道施工常用的机械施工装备，为了配合不同隧道的施工，通常需要对盾构机进行变径。然而现有技术仍局限于在洞外套壳扩径，在洞内脱壳缩径，此种方式在洞内施工过程中仅能实现将盾构机的直径由大变小，而若想将盾构机的直径由小变大依然需要在洞外才能实现，存在施工周期长，变径操作过程繁琐的问题。或是需要在变径处设置一座工作井，然后换另一种规格的盾构机重新掘进的方法，但此种方式依然存在施工周期长，变径操作过程繁琐的问题。并且有些场合不具备设置工作井的条件，无法实现洞内变径，给施工造成较大不便利性。

发明内容

针对现有技术的盾构机为了配合不同隧道施工，需要进行变径，而变径的施工周期长，变径操作过程繁琐的技术问题。本发明提供了一种可变径盾构机及其施工方法，其主驱动能沿轴向相对盾体伸缩，并且在刀盘中设置有扩挖刀装置，扩挖刀装置能跟随刀盘转动以进行径向扩挖，从而通过扩挖刀装置能在洞内开挖形成变径所需的空间，从而使得盾构机能实现在洞内进行变径，即可在洞内将盾构机的直径由大变小，同时也能在洞内将盾构机的直径由小变大，可以更好的缩短施工周期。变径操作过程均在洞内实现，不需要将盾构机拖出洞外，同时也不需要额外设置工作井，让变径操作过程更为的简单便捷。

一种可变径盾构机，其包括盾体、主驱动、可变径刀盘、推进装置、管片拼装系统；

所述盾体包括可变径前盾及尾盾，所述尾盾连接于所述可变径前盾尾端；

所述主驱动设置于所述可变径前盾内部，以带动所述可变径刀盘旋转；

所述可变径刀盘设置于所述主驱动上，并位于所述可变径前盾前端，且所述主驱动能带动所述可变径刀盘沿轴向相对于所述盾体移动；

所述推进装置设置于所述可变径前盾内部，以推动所述可变径前盾移动；

所述管片拼装系统设置于所述可变径前盾内部，以拼装管片；

其中，所述可变径刀盘包括刀盘本体、扩挖刀装置及扩径组件；

所述刀盘本体与所述主驱动连接；

所述扩挖刀装置设置于所述刀盘本体中，且所述扩挖刀装置能沿径向延伸出所述刀盘本体，以在所述刀盘本体的带动下开挖土层形成扩挖空间；

所述扩径组件中设置有刀具，所述扩径组件用以在所述可变径盾构机扩径时，安装于所述刀盘本体上，以扩充所述可变径刀盘的开挖直径。

优选的，所述可变径前盾底部设置有可伸缩撑靴，所述可伸缩撑靴包括撑靴油缸及撑靴板，所述撑靴板设置于所述撑靴油缸的输出端，所述撑靴油缸用以在所述可变径盾构机扩径时，带动所述撑靴板伸出；