挖空，上部的土體可以在重力或橫向格柵4-1底部斜面的壓力的作用下落入下方的土體輸送機(jī)3上。
[0051]掘進(jìn)刀2可以是螺旋式結(jié)構(gòu)(如圖2、圖6、圖8所示)也可以是刮板式結(jié)構(gòu)(如圖13、圖17、圖19所示)。螺旋式掘進(jìn)刀2的主軸平行于開挖面，外圓上的刀頭是螺旋狀的，其在旋轉(zhuǎn)過程中挖掘土體并輸送至輸送機(jī)3 ;刮板式掘進(jìn)刀2在運(yùn)行過程中挖掘土體并輸送至輸送機(jī)3。刮板式掘進(jìn)刀2上可安裝動(dòng)力刀用于破碎孤石。
[0052]本實(shí)施例的掘進(jìn)刀2與現(xiàn)有盾構(gòu)機(jī)刀盤的主要區(qū)別是:①、現(xiàn)有盾構(gòu)機(jī)的刀盤對(duì)盾殼I內(nèi)的全部土體進(jìn)行挖掘，而本申請(qǐng)的掘進(jìn)刀2僅對(duì)盾殼I內(nèi)底部的土體進(jìn)行挖掘；②、現(xiàn)有盾構(gòu)機(jī)的刀盤主軸與開挖面垂直，而本申請(qǐng)的掘進(jìn)刀2的主軸與開挖面平行。
[0053]如圖1-圖6所不，土體輸送機(jī)3包括橫向輸送機(jī)3-1和縱向輸送機(jī)3_2，橫向輸送機(jī)3-1布置在縱向輸送機(jī)3-2的側(cè)面，土體輸送機(jī)3的后部安裝有土壓平衡室7，橫向輸送機(jī)3-1可將其上方落下的土體輸送到縱向輸送機(jī)3-2上，縱向輸送機(jī)3-2可將土體經(jīng)土壓平衡室7輸送到后盾。
[0054]如圖2、圖4所示，橫向輸送機(jī)3-1是上部開口的螺旋輸送機(jī)。
[0055]所述掘進(jìn)刀2外圓上的刀頭是螺旋狀的。
[0056]如圖1所示，該盾構(gòu)機(jī)的前盾還包括過渡艙8，過渡艙8設(shè)置有兩扇密封門，兩扇密封門分別連接后盾和氣壓平衡室5。
[0057]如圖3、圖7、圖8所示，階梯網(wǎng)格4包括橫向格柵4_I和縱向格柵4_2，所述橫向格柵4-1呈倒階梯狀，縱向格柵4-2連接各層橫向格柵4-1和盾殼I。橫向格柵4-1的橫截面底部帶有向下傾斜角。
[0058]土體輸送機(jī)3的作用是將土體輸送到后盾，其中橫向輸送機(jī)3-1的作用是將其上部落下的土體輸送到位于中間的縱向輸送機(jī)3-2上，縱向輸送機(jī)3-2的作用是將橫向輸送機(jī)3-1和掘進(jìn)刀2送來的土體輸送到后盾。
[0059]階梯網(wǎng)格4的主要作用是:①、避免發(fā)生〃噴發(fā)〃 、將泥土在鉛直方向上分層，水平方向分區(qū)域落下。下面結(jié)合附圖具體說明該階梯網(wǎng)格4的作用。
[0060]如圖1、圖3、圖7、圖8、圖9和圖10所示，現(xiàn)有壓縮空氣平衡盾構(gòu)的土體受力圖如圖11所示，壓縮空氣的壓力高于或等于隧道工作面底部的土壓力和水壓力之和，由于水壓有明顯的梯度，因此，在頂部過剩的壓力會(huì)使空氣進(jìn)入地層，當(dāng)土壤顆粒由于氣流失去平衡時(shí)，覆土層較淺的隧道工作面就有泄露而引起“噴發(fā)”。而本申請(qǐng)利用倒階梯狀的橫向格柵4-1使氣壓平衡室5前端的土體也呈倒階梯狀，從而給不同高度上的空氣壓力造成了不同的壓力損失(P壓損)，使得圖9、圖10中D-D截面的土體兩側(cè)所受的壓力達(dá)到平衡，SP:
[0061]P氣壓平衡室-P壓損=P 土壓+水壓。
[0062]橫向格柵4-1將土體在鉛直方向上分層，橫向格柵4-1呈倒階梯狀后，土體在水平方向上即可分區(qū)域落下，橫向格柵4-1的橫截面的底部帶有向下傾斜角，該向下傾斜角可將分層后的土體往下壓，加速土體落下。
[0063]本申請(qǐng)的網(wǎng)格與現(xiàn)有網(wǎng)格擠壓法的網(wǎng)格區(qū)別是，現(xiàn)有網(wǎng)格擠壓法的水平網(wǎng)格在水平面上的投影是重合的，由于網(wǎng)格本身的厚度導(dǎo)致土體受到網(wǎng)格的擠壓，而本申請(qǐng)的盾構(gòu)，橫向格柵4-1在水平面上投影是不重合或少量重合的，所以橫向格柵4-1對(duì)與其接觸的上方的土體不產(chǎn)生擠壓或擠壓很小，從而對(duì)地層土體的擾動(dòng)較小。
[0064]如圖1所示，氣壓平衡室5的作用是平衡土壓力和水壓力。
[0065]如圖1所示，土壓平衡室7的作用是避免氣壓平衡室5的空氣壓力從縱向輸送機(jī)3~2處流失。
[0066]如圖1所示，過渡艙8設(shè)置有兩扇密封門，兩扇密封門分別連接后盾和氣壓平衡室
5。其作用是使操作人員能安全的進(jìn)入氣壓平衡室內(nèi)，進(jìn)而進(jìn)行盾構(gòu)的檢修、孤石的排除等操作。
[0067]實(shí)施例2
[0068]如圖20所不，一種盾構(gòu)機(jī)，包括前盾，該前盾包括盾殼1、土體輸送機(jī)3、階梯網(wǎng)格
4、氣壓平衡室5、封板6、土壓平衡室7、噴嘴9、泥水倉10和泥水平衡室11，其中土體輸送機(jī)3、階梯網(wǎng)格4、封板6、土壓平衡室7、噴嘴9、泥水倉10和泥水平衡室11安裝在盾殼I內(nèi)，土體輸送機(jī)3安裝在階梯網(wǎng)格4的下方和泥水倉10的上方，土體輸送機(jī)3的后部安裝有土壓平衡室7，封板6、盾殼1、土體輸送機(jī)3、階梯網(wǎng)格4和前端最底層橫向格柵4-1上方的土體共同圍成氣壓平衡室5，噴嘴9安裝在階梯網(wǎng)格4的底部，土體輸送機(jī)3的底部、盾殼1、封板6、前端最底層橫向格柵4-1下方的土體共同圍成泥水倉10，泥水平衡室11安裝在泥水倉10的后部，噴嘴9通過水力將盾殼I內(nèi)下方的土體變?yōu)槟嗨旌衔?，泥水混合物?jīng)泥水平衡室11輸送至后盾，該盾構(gòu)機(jī)在行進(jìn)過程中，底部已挖空的不同高度的上部土體經(jīng)階梯網(wǎng)格4分層后，在重力或壓力作用下分區(qū)域落入下方的土體輸送機(jī)3上，并由土體輸送機(jī)3運(yùn)走。
[0069]該盾構(gòu)機(jī)的前盾還包括過渡艙8，過渡艙8設(shè)置有兩扇密封門，兩扇密封門分別連接后盾和氣壓平衡室5。
[0070]噴嘴9的作用是通過水力沖刷土體，使土體變成泥水混合物。
[0071]泥水平衡室11的作用是將泥水混合物輸送至后盾，并保持泥水倉10內(nèi)的壓力平衡。
[0072]本申請(qǐng)的盾構(gòu)法可以適用于矩形盾構(gòu)、圓形盾構(gòu)或其他特殊截面形式的盾構(gòu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種盾構(gòu)機(jī)，其特征在于包括前盾，該前盾包括盾殼(I)、掘進(jìn)刀(2)、土體輸送機(jī)(3)、階梯網(wǎng)格(4)、氣壓平衡室(5)、封板(6)和土壓平衡室(7)，其中掘進(jìn)刀(2)、土體輸送機(jī)(3)、階梯網(wǎng)格(4)、封板(6)和土壓平衡室(7)安裝在盾殼(I)內(nèi)，土體輸送機(jī)(3)安裝在階梯網(wǎng)格(4)的下方，土體輸送機(jī)(3)的后部安裝有土壓平衡室(7)，封板(6)、盾殼(1)、土體輸送機(jī)(3)、階梯網(wǎng)格(4)和前端土體共同圍成氣壓平衡室(5)，或封板(6)、盾殼(1)、土體輸送機(jī)(3)、階梯網(wǎng)格(4)、前端土體和掘進(jìn)刀(2)共同圍成氣壓平衡室(5)，盾殼(I)底的上平面、土體輸送機(jī)(3)的前方和階梯網(wǎng)格(4)的下方安裝有掘進(jìn)刀(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)機(jī)，其特征在于所述土體輸送機(jī)(3)包括橫向輸送機(jī)(3-1)和縱向輸送機(jī)(3-2)，橫向輸送機(jī)(3-1)布置在縱向輸送機(jī)(3-2)的側(cè)面，縱向輸送機(jī)(3-2)的后部為土壓平衡室(7)，橫向輸送機(jī)(3-1)可將其上方落下的土體輸送到縱向輸送機(jī)(3~2 )上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)機(jī)，其特征在于所述橫向輸送機(jī)(3-1)是上部開口的螺旋輸送機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)機(jī)，其特征在于所述掘進(jìn)刀(2)是螺旋式結(jié)構(gòu)，掘進(jìn)刀(2)的主軸平行于開挖面，掘進(jìn)刀(2)外圓上的刀頭是螺旋狀的。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)機(jī)，其特征在于所述掘進(jìn)刀(2)是刮板式結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的盾構(gòu)機(jī)，其特征在于所述刮板上安裝有用于破碎孤石的動(dòng)力刀。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)機(jī)，其特征在于所述階梯網(wǎng)格(4)包括橫向格柵(4-1)和縱向格柵(4-2)，所述橫向格柵(4-1)呈倒階梯狀，縱向格柵(4-2)連接各層橫向格柵(4-1)和盾殼(I)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盾構(gòu)機(jī)，其特征在于橫向格柵(4-1)的橫截面底部帶有向下傾斜角。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)機(jī)，其特征在于該盾構(gòu)機(jī)的前盾還包括過渡艙(8)，過渡艙(8 )設(shè)置有兩扇密封門，兩扇密封門分別連接后盾和氣壓平衡室(5 )。10.一種盾構(gòu)機(jī)，其特征在于包括前盾，該前盾包括盾殼(I)、土體輸送機(jī)(3)、階梯網(wǎng)格(4)、氣壓平衡室(5)、封板(6)、土壓平衡室(7)、噴嘴(9)、泥水倉(10)和泥水平衡室(11)，其中土體輸送機(jī)(3)、階梯網(wǎng)格(4)、封板(6)、土壓平衡室(7)、噴嘴(9)、泥水倉(10)和泥水平衡室(11)安裝在盾殼(I)內(nèi)，土體輸送機(jī)(3)安裝在階梯網(wǎng)格(4)的下方和泥水倉(10 )的上方，土體輸送機(jī)(3 )的后部安裝有土壓平衡室(7)，封板(6)、盾殼(I)、土體輸送機(jī)(3)、階梯網(wǎng)格(4)和前端最底層橫向格柵(4-1)上方的土體共同圍成氣壓平衡室(5)，噴嘴(9)安裝在階梯網(wǎng)格(4)的底部，土體輸送機(jī)(3)的底部、盾殼(I)、封板(6)、前端最底層橫向格柵(4-1)下方的土體共同圍成泥水倉(10 )，泥水平衡室(11)安裝在泥水倉(10 )的后部。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的盾構(gòu)機(jī)，其特征在于所述前盾還包括過渡艙(8)，過渡艙(8 )設(shè)置有兩扇密封門，兩扇密封門分別連接后盾和氣壓平衡室(5 )。
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種盾構(gòu)機(jī)，其結(jié)構(gòu)包括前盾，該前盾包括盾殼、掘進(jìn)刀、土體輸送機(jī)、階梯網(wǎng)格、氣壓平衡室、封板和土壓平衡室，其中掘進(jìn)刀、土體輸送機(jī)、階梯網(wǎng)格、封板和土壓平衡室安裝在盾殼內(nèi)，土體輸送機(jī)安裝在階梯網(wǎng)格的下方，土體輸送機(jī)的后部安裝有土壓平衡室，封板、盾殼、土體輸送機(jī)、階梯網(wǎng)格和前端土體共同圍成氣壓平衡室，或封板、盾殼、土體輸送機(jī)、階梯網(wǎng)格、前端土體和掘進(jìn)刀共同圍成氣壓平衡室，盾殼底的上平面、土體輸送機(jī)的前方和階梯網(wǎng)格的下方安裝有掘進(jìn)刀?？朔司W(wǎng)格擠壓盾構(gòu)對(duì)地層土體擾動(dòng)大、壓縮空氣盾構(gòu)可能導(dǎo)致“噴發(fā)”事故、土壓平衡盾構(gòu)和泥水平衡盾構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)高的缺點(diǎn)。
【IPC分類】E21D9/08, E21D9/12
【公開號(hào)】CN204804852
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520542922
【發(fā)明人】王燏斌
【申請(qǐng)人】王燏斌
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年7月24日