本發(fā)明涉及全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于TBM施工支護(hù)的自動(dòng)噴漿系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)稱TBM，敞開式TBM及其后配套系統(tǒng)一般都設(shè)計(jì)布置有混凝土噴射系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)TBM掘進(jìn)的同時(shí)能夠進(jìn)行隧洞的噴射混凝土支護(hù)作業(yè)?；炷羾娚涞墓ぷ髟硎菍㈩A(yù)先攪拌好的混凝土通過泵送系統(tǒng)輸送到濕噴機(jī)的噴嘴處，經(jīng)摻加速凝劑后形成料束，在高壓氣體的作用下，噴射到受噴面，速凝劑使混凝土迅速凝結(jié)硬化，從而形成混凝土支護(hù)層。

目前，國內(nèi)TBM的混噴系統(tǒng)主要依靠整機(jī)進(jìn)口，成本高、生產(chǎn)周期長，除此之外，其外形尺寸固定，不能為TBM做定制設(shè)計(jì)，對(duì)TBM的空間限制較多，增加了TBM的設(shè)計(jì)難度，降低了TBM設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，研究設(shè)計(jì)一臺(tái)適用于TBM的混噴系統(tǒng)具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述背景技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種TBM專用混噴系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)TBM的空間要求高，成本高，不能定制的技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種TBM專用混噴系統(tǒng)，包括后配套臺(tái)車、混凝土泵送系統(tǒng)、添加劑系統(tǒng)、與TBM供風(fēng)系統(tǒng)相連接的空壓機(jī)系統(tǒng)、與TBM液壓泵站相連接的動(dòng)力源控制系統(tǒng)和與行走大車相連接的濕噴機(jī)械手；混凝土泵送系統(tǒng)、添加劑系統(tǒng)、空壓機(jī)系統(tǒng)、動(dòng)力源控制系統(tǒng)均安裝在后配套臺(tái)車上，動(dòng)力源控制系統(tǒng)分別與混凝土泵送系統(tǒng)、濕噴機(jī)械手相連接，濕噴機(jī)械手分別與混凝土泵送系統(tǒng)、添加劑系統(tǒng)、空壓機(jī)系統(tǒng)相連接。

所述混凝土泵送系統(tǒng)側(cè)置在后配套臺(tái)車的中部，混凝土泵送系統(tǒng)包括混凝土泵和混凝土輸送軟管，混凝土泵的出口端與輸送軟管的輸入端相連接。

所述添加劑系統(tǒng)側(cè)置在后配套臺(tái)車上且位于混凝土泵送系統(tǒng)的前方，添加劑系統(tǒng)包括速凝劑泵、速凝劑箱和速凝劑輸送軟管，速凝劑箱通過速凝劑泵與速凝劑輸送軟管相連接。

所述動(dòng)力源控制系統(tǒng)、空壓機(jī)系統(tǒng)依次安裝在后配套臺(tái)車的頂部，空壓機(jī)系統(tǒng)包括空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐和輸風(fēng)軟管，空壓機(jī)通過儲(chǔ)氣罐與輸風(fēng)軟管相連接，輸風(fēng)軟管上設(shè)有風(fēng)控閥。

所述濕噴機(jī)械手包括底座、大臂、小臂、噴射裝置、噴嘴和混流器，大臂通過底座固定在行走大車的支撐底架上，小臂設(shè)置在大臂的內(nèi)部，大臂與小臂活動(dòng)連接，噴射裝置安裝在小臂遠(yuǎn)離大臂的一端，噴嘴與噴射裝置相連接，混流器與噴嘴相連接。

所述大臂的臂架上設(shè)有軌道，軌道上設(shè)有滑塊，大臂的臂架末端上設(shè)有固定塊，小臂的外部設(shè)有擋泥板，擋泥板的一端與小臂末端通過螺栓連接、另一端與大臂臂架上的滑塊連接，擋泥板的中部與大臂上的固定塊相接觸，大臂與小臂通過伸縮油缸鉸接。

所述噴射裝置設(shè)有X軸擺動(dòng)油缸、Y軸擺動(dòng)油缸和液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的偏心盤，X軸擺動(dòng)油缸、Y軸擺動(dòng)油缸和液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的偏心盤均與噴嘴相連接。

所述噴嘴通過混流器與混凝土輸送軟管的輸出端相連接，混流器的兩側(cè)設(shè)有高壓風(fēng)孔，速凝劑輸送軟管、輸風(fēng)軟管分別與高壓風(fēng)孔相連接。

本發(fā)明其混凝土泵送系統(tǒng)、添加劑系統(tǒng)以及空壓機(jī)系統(tǒng)在TBM后配套臺(tái)車上分離布置，降低了對(duì)TBM空間的要求；空留出的中間通道方便材料運(yùn)輸，不妨礙TBM掘進(jìn)的其他工序。專用混噴系統(tǒng)的動(dòng)力源控制系統(tǒng)與TBM液壓泵站相融合，空壓機(jī)系統(tǒng)與TBM供風(fēng)系統(tǒng)相融合，整機(jī)與TBM集成度較高，達(dá)到系統(tǒng)性能最優(yōu)化，進(jìn)一步降低了對(duì)TBM空間的要求；同時(shí)成本大大降低，提高了TBM的設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)力。本發(fā)明的濕噴機(jī)械手設(shè)置在TBM噴漿區(qū)行走大車上，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的回轉(zhuǎn)以及水平移動(dòng)，保證了濕噴機(jī)整機(jī)的作業(yè)范圍較大；再加上機(jī)械手的伸縮以及噴射裝置的多自由度擺動(dòng)，機(jī)動(dòng)靈活，能輕易實(shí)現(xiàn)多方位的控制，消除工作死角；噴射裝置與受噴面的相對(duì)垂直，能有效減少混凝土的回彈和塌落，提高施工質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的右視圖。

圖3為本發(fā)明濕噴機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中的局部放大圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：如圖1所示，一種TBM專用混噴系統(tǒng)，其特征在于：包括后配套臺(tái)車1、混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、與TBM供風(fēng)系統(tǒng)相連接的空壓機(jī)系統(tǒng)4、與TBM液壓泵站相連接的動(dòng)力源控制系統(tǒng)5、與行走大車9相連接的濕噴機(jī)械手6；混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、空壓機(jī)系統(tǒng)4、動(dòng)力源控制系統(tǒng)5均安裝在后配套臺(tái)車1上，動(dòng)力源控制系統(tǒng)5分別與混凝土泵送系統(tǒng)2、濕噴機(jī)械手6相連接，濕噴機(jī)械手6分別與混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、空壓機(jī)系統(tǒng)4相連接。

實(shí)施例2：如圖1-3所示，一種TBM專用混噴系統(tǒng)，包括后配套臺(tái)車1、混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、與TBM供風(fēng)系統(tǒng)相連接的空壓機(jī)系統(tǒng)4、與TBM液壓泵站相連接的動(dòng)力源控制系統(tǒng)5、與行走大車9相連接的濕噴機(jī)械手6；混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、空壓機(jī)系統(tǒng)4、動(dòng)力源控制系統(tǒng)5均安裝在后配套臺(tái)車1上，動(dòng)力源控制系統(tǒng)5分別與混凝土泵送系統(tǒng)2、濕噴機(jī)械手6相連接，濕噴機(jī)械手6分別與混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、空壓機(jī)系統(tǒng)4相連接。所述濕噴機(jī)械手6包括底座601、大臂602、小臂603、噴射裝置604、噴嘴605和混流器606，大臂602通過底座601固定在行走大車9的支撐底架12上，支撐底架12繞著固定在行走大車9上的環(huán)形軌道13運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)濕噴機(jī)械手6整體旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為270°；行走大車9可以帶動(dòng)濕噴機(jī)械手6水平移動(dòng)，增加其噴漿覆蓋范圍。小臂603設(shè)置在大臂602的內(nèi)部，大臂602與小臂603通過伸縮油缸鉸接，實(shí)現(xiàn)濕噴機(jī)械手6的伸縮，噴射裝置604安裝在小臂603遠(yuǎn)離大臂602的一端，噴嘴605與噴射裝置604相連接，混流器606與噴嘴605相連接。所述大臂602的臂架上設(shè)有軌道，軌道上設(shè)有滑塊，大臂602的臂架末端上設(shè)有固定塊，小臂603的外部設(shè)有擋泥板607，擋泥板607的一端與小臂603末端通過螺栓連接、另一端與大臂602臂架上的滑塊連接，擋泥板607的中部與大臂602上的固定塊相接觸，防止擋泥板607因變形而與大臂602干涉。所述噴射裝置604設(shè)有X軸擺動(dòng)油缸、Y軸擺動(dòng)油缸和液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的偏心盤，X軸擺動(dòng)油缸、Y軸擺動(dòng)油缸實(shí)現(xiàn)噴嘴在X軸擺動(dòng)和Y軸擺動(dòng)，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的偏心盤實(shí)現(xiàn)噴嘴605的連續(xù)刷動(dòng)。所述噴嘴605通過混流器606與混凝土輸送軟管202的輸出端相連接，混流器606的兩側(cè)設(shè)有高壓風(fēng)孔，經(jīng)高壓風(fēng)風(fēng)化的速凝劑通過混流器606兩側(cè)的高壓風(fēng)孔吹入混凝土中，均勻混合，并將混凝土通過噴嘴605吹出，均勻的噴射到隧道表面。

實(shí)施例3：如圖1-4所示，一種TBM專用混噴系統(tǒng)，包括后配套臺(tái)車1、混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、與TBM供風(fēng)系統(tǒng)相連接的空壓機(jī)系統(tǒng)4、與TBM液壓泵站相連接的動(dòng)力源控制系統(tǒng)5和與行走大車9相連接的濕噴機(jī)械手6，所述混凝土泵送系統(tǒng)2側(cè)置在后配套臺(tái)車1的中部，混凝土泵送系統(tǒng)2包括混凝土泵201和混凝土輸送軟管202，混凝土泵201的出口端與輸送軟管202的輸入端相連接，為混凝土的輸送提供原動(dòng)力，在混凝土泵的作用下，混凝土進(jìn)入混凝土輸送軟管202中。所述添加劑系統(tǒng)3側(cè)置在后配套臺(tái)車1上且位于混凝土泵送系統(tǒng)2的前方，添加劑系統(tǒng)3包括速凝劑泵301、速凝劑箱302和速凝劑輸送軟管303，速凝劑箱302通過速凝劑泵301與速凝劑輸送軟管303相連接，速凝劑在速凝劑泵的作用下進(jìn)入速凝劑輸送軟管303中。所述動(dòng)力源控制系統(tǒng)5、空壓機(jī)系統(tǒng)4依次安裝在后配套臺(tái)車1的頂部，動(dòng)力源控制系統(tǒng)5與TBM液壓泵站相融合，為混凝土泵送系統(tǒng)及濕噴機(jī)械手的動(dòng)作控制提供源動(dòng)力。空壓機(jī)系統(tǒng)4包括空壓機(jī)401、儲(chǔ)氣罐402和輸風(fēng)軟管403，空壓機(jī)401通過儲(chǔ)氣罐402與輸風(fēng)軟管403相連接，輸風(fēng)軟管403上設(shè)有風(fēng)控閥404，通過調(diào)節(jié)風(fēng)控閥可以控制風(fēng)量的大小。動(dòng)力源控制系統(tǒng)5分別與混凝土泵送系統(tǒng)2、濕噴機(jī)械手6相連接，濕噴機(jī)械手6與混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、空壓機(jī)系統(tǒng)4相連接。

所述濕噴機(jī)械手6包括底座601、大臂602、小臂603、噴射裝置604、噴嘴605和混流器606，大臂602通過底座601固定在行走大車9的支撐底架12上，支撐底架12繞著固定在行走大車9上的環(huán)形軌道13運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)濕噴機(jī)械手6整體旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為270°；行走大車9可以帶動(dòng)濕噴機(jī)械手6水平移動(dòng)，增加其噴漿覆蓋范圍。小臂603設(shè)置在大臂602的內(nèi)部，大臂602與小臂603通過伸縮油缸鉸接，實(shí)現(xiàn)濕噴機(jī)械手6的伸縮，噴射裝置604安裝在小臂603遠(yuǎn)離大臂602的一端，噴嘴605與噴射裝置604相連接，混流器606與噴嘴605相連接。所述大臂602的臂架上設(shè)有軌道，軌道上設(shè)有滑塊，大臂602的臂架末端上設(shè)有固定塊，小臂603的外部設(shè)有擋泥板607，擋泥板607的一端與小臂603末端通過螺栓連接、另一端與大臂602臂架上的滑塊連接，擋泥板607的中部與大臂602上的固定塊相接觸，防止擋泥板607因變形而與大臂602干涉。所述噴射裝置604設(shè)有X軸擺動(dòng)油缸、Y軸擺動(dòng)油缸和液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的偏心盤，X軸擺動(dòng)油缸、Y軸擺動(dòng)油缸實(shí)現(xiàn)噴嘴在X軸擺動(dòng)和Y軸擺動(dòng)，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的偏心盤實(shí)現(xiàn)噴嘴605的連續(xù)刷動(dòng)。所述噴嘴605通過混流器606與混凝土輸送軟管202的輸出端相連接，混流器606的兩側(cè)設(shè)有高壓風(fēng)孔，經(jīng)高壓風(fēng)風(fēng)化的速凝劑通過混流器606兩側(cè)的高壓風(fēng)孔吹入混凝土中，均勻混合，并將混凝土通過噴嘴605吹出，均勻的噴射到隧道表面。

混凝土噴射的工作原理：將預(yù)先攪拌好的混凝土通過泵送系統(tǒng)輸送到濕噴機(jī)的噴嘴處，經(jīng)摻加速凝劑后形成料束，在高壓氣體的作用下，噴射到受噴面，速凝劑使混凝土迅速凝結(jié)硬化，從而形成混凝土支護(hù)層，起到支撐、防護(hù)作用。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。