具体实施方式

本发明公开了一种联络通道用平衡盾构机，以提升协同施工作业效率、规避施工风险、降低主隧道环境污染、以降低主隧道管片被压溃的风险。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图10所示，本申请还公开了一种联络通道用泥水平衡盾构机，其包括：盾构机1、后配套辅件、物料输运系统、始发套筒401和接收套筒402以及始发反力架5。具体的，盾构机1为用于盾构隧道间的联络通道，该盾构机1具有用于掘进的刀盘101以及驱动刀盘101沿掘进方向推进的推进驱动件。

优选的，当该推进驱动件为推进油缸104时，该推进油缸104一端与刀盘101相抵，另一端与拼装后的管片相抵，从而在推进油缸104向外伸出时，由于已经拼装好的管片位置不动，因此，使得刀盘101向前移动，完成掘进。将推进油缸104采用浮动支撑的形式沿周向均布在盾体102内部，整个推进油缸104穿过盾体102的前环板和后环板，其后端固定在盾体102的后环板上，前端悬臂无支撑。

上述的后配套辅件用于提供控制系统205、电气系统204以及液压系统203，在实际中也可根据其他需要设置相应的通讯系统等。在实际中，对于后配套辅件的液压系统203、电气系统204以及控制系统205为整个泥水平衡盾构机提供动力、电力以及控制的基础。

上述的物料输运系统用于将待衬砌管片6从管片存储处运输至管片拼装机105处。该物料输运系统完成对待衬砌管片6的运输，对于具体的运输方式以及运输数量不限定。

在实际中，上述的始发套筒401和接收套筒402分别设置在待建联络通道的始发端主隧道内和接收端主隧道内，并且盾构机1能够与始发套筒401和接收套筒402滑动配合。上述的始发反力架5的一端与始发套筒401的尾端贴合固定，且始发反力架5的支护件502用于与主隧道管片7内壁贴合。对拟建联络通道始发端及接收端相应区域及周边的主隧道壁体和主隧道管片7进行加固处理，并在待建联络通道的始发端主隧道内以及接收端主隧道内相应的设置始发套筒401和接收套筒402，以便于盾构机1的始发和接收。设置的始发反力架5为盾构机1的始发提供反向力。

通过上述结构可知，本申请中采用盾构机1加工联络通道，并通过盾构机1的推进驱动件推动刀盘101和已拼装的管片使盾构机1前进，从而降低了顶管机中始发架处受力过大而对主隧道压溃的风险，此外，采用盾构机1不需要拆解顶管机头与后配套的连接，而是通过推进油缸104的收缩提供安装管片的位置，并且安装后的管片作为盾构机1再次前进的推进油缸104的限位件。综上，采用盾构机1对联络通道进行加工，加工效率高，且安全系数高。

优选的实施例中，上述的盾构机1包括盾体102、环流系统202和驱动系统103。其中，上述的刀盘101设置在盾体102的前端，并且推进驱动件沿刀盘101的周向设置，对于推进驱动件的数量需要根据推进驱动件自身动力以及该联络通道所在地质情况进行设置，且均在保护范围内。优选的，为了保证刀盘101受力的均衡，将上述的推进驱动件沿刀盘101的周向均匀设置。上述的环流系统202包括与主隧道的主进浆管连通的进浆管2021和用于与主隧道的主排浆管连通的排浆管2022，并且进浆管2022在盾体102上的位置高度高于排浆管2022在盾体102上的位置高度，以保证泥水的流动性。该驱动系统固定在盾体102内，并驱动刀盘101转动。通过与主隧道内设置的主进浆管和主排浆管连通进行环流出渣、结合主隧道内设置的主物料输运通道进行物料输运，从而大大提升了协同作业效率，有效解决了渣斗车运输渣浆污染主隧道环境的问题，有利于提高工作效率、降低施工成本。

工作时，驱动系统103启动刀盘101开始转动，然后启动推进驱动件，使推进驱动件与已经安装好的管片相抵，在推进驱动件的作用以及刀盘101的掘进作用下，盾体102向前移动一个掘进行程，然后推进驱动件停止并回缩，通过物料输运系统输送的待衬砌管片6被管片拼装机105拼装推进驱动件与之前拼装的管片之间。

本申请中公开的物料输运系统包括：始发端吊机组件301和平板小车302，其中，始发端吊机组件301设置在始发反力架5上，并且始发端吊机组件301用于将待衬砌管片6吊装并能够卸载待衬砌管片6，即通过始发端吊机组件301可完成待衬砌管片6的起吊、运转和卸载；而上述的平板小车302则为转运装置，将待衬砌管片6输送至管片拼装机105处。具体的，该平板小车302可在联络通道内的行走平台303上的轨道上行驶，并且平板小车302上可一次输运至少一块的待衬砌管片6。当推进油缸104推进一个掘进行程后，始发反力架5上的始发端吊机组件301将由主隧道运输车305运送至始发反力架5处的联络通道用待衬砌管片6卸载到平板小车302上，并运输至管片拼装机105处，通过管片拼装机105完成一环管片拼装作用，重复上述过程，盾构机1不断向前掘进，直至到达联络通道的接收端。

本领域技术人员可以理解的是，对于物料输运系统还可为机械臂运输，只要能够完成待衬砌管片6的输运的方式均在保护范围内。

上述的实施例中，本申请中公开的始发反力架5包括基架501和支护件502。具体的，基架501作为始发反力架5的基础部件，固定在主隧道的箱涵上，以实现整个始发反力架5的固定，为了实现盾构机1的工作，在基架501上设置有供盾构机1始发和物料通过的始发孔，基架501上部设置有供始发端吊机组件301移动的移动梁503，并且移动梁503沿始发孔的轴线方向设置。上述的支护件502为用于与主隧道管片内壁贴合的弧形支护件，支护件502固定在基架501上。

安装时，将始发反力架5固定在始发套筒401后端，确保始发反力架5前端面与始发套筒401相对固定、始发反力架5的弧形支护件与主隧道管片内壁面完全贴合，始发端吊机组件301安装在始发反力架5的移动梁503上，上述设置完成始发反力架5的具体安装。

本申请中公开的联络通道用泥水平衡盾构机，其中，该始发套筒401与始发端主隧道内的隧道管片之间设置有第一连接钢环403，第一连接钢环403一端与始发端主隧道的隧道管片密封贴合固定连接，另一端与始发套筒401端部外侧的密封固定法兰连接，如此可完成始发套筒401与主隧道管片的连接，以及接收套筒402与主隧道管片的连接。同理，在接收套筒402与接收端主隧道内的隧道管片之间设置有第二连接钢管404。设置的钢环的作用不仅能够保证始发套筒401和接收套筒402与隧道管片的密封贴合，还可保证强度要求。第一连接钢环403和第二连接钢环404用于与主隧道管片相贴合的一面均为弧形面，以适应弧形的隧道管片。

优选的实施例中，上述的始发套筒401和接收套筒402均为通过半环板拼接成的圆柱型套筒，具体的，始发套筒401和接收套筒402均包括底部的支撑半套筒和上部的密封半套筒，并由这两部分拼接成完整的圆柱型套筒。此外，始发套筒401的前端面与第一连接钢环403贴合密封固定，始发套筒401的尾端设置有密封及支撑始发端管片的密封支撑台406。而接收套筒402的后端与第二连接钢环404贴合密封连接，而接收套筒402的前端设置有密封固定连接的筒盖407。实际中，在始发套筒401和接收套筒402上均设置有与保压注脂系统连通的保压注脂接口和/或保压注浆系统连通的保压注浆接口，以保证始发套筒401和接收套筒402的密封效果和安装强度的要求。

具体的实施例中，上述的始发套筒401和接收套筒402的内壁上沿周向均设置有用于与盾构机1滑动配合的滑动导轨405，并且始发套筒401的滑动导轨405沿始发套筒401的轴线方向设置，而接收套筒402的滑动导轨405沿接收套筒402的轴线方向。工作时，盾构机1沿滑动导轨405由始发套筒401向接收套筒402方向移动，完成盾构过程。本申请中的滑动导轨405横截面设计为“凸”字型，较小的上部结构设计，在保证支撑强度的前提下可减小与盾构机1的下部盾体外壁面接触面积，有利于减小摩擦阻力。

进一步的实施例中，本申请中公开的刀盘101为球形弧面刀盘，并且刀盘101的弧形面板1011和辐臂1013上均设置有盾构刀具1012。对于刀盘101的具体形状以及刀盘101上刀具的位置以及安装方式，可根据不同的需要设置，只要能够满足拟建联络通道的地质的掘进即可。

更进一步的实施例中，上述的管片拼装机105为机械抓取式拼装机，并且管片拼装机105的用于输送管片的平移架1052为T字型单梁结构。通过机械抓取式拼装机即可为机械手抓取，便于实现自动化控制。工作时，管片拼装机105的机械手从平板小车302抓取带衬砌管片6，并通过T字型单梁结构的平移架1052平移至待装配位，然后启动伸缩臂1051，将机械手抓取的管片输送至装配位，完成该管片的拼装。

此外，本申请中公开的后配套辅件包括后配套台车201，并且上述的控制系统205、电气系统204及液压系统203布置在盾构机1和后配套台车201上。后配套台车201按一定顺序布置在始发端主隧道内；环流系统202还包括循环泵2023，该循环泵包括进浆泵和排浆泵等，以为泥水提供动力，便于控制泥水流速；液压系统203、电气系统204及控制系统205用管线盘绕在主隧道内设定位置，且管线预留长度至少不小于拟建联络通道盾构需求。

采用上述公开的泥水平衡盾构机盾构联络通道的具体过程如下：

首先，关于始发端和接收端相应区域加固处理：对拟建联络通道始发端及接收端相应区域及周边主隧道壁体和主管片进行加固处理，并在始发端和接收端固定连接钢环，待连接钢环密封固定处理完成后，借助移动起吊装置，在始发端依次固连始发套筒401的底部支撑套筒、固定盾构机主机、固连始发套筒上部密封套筒，与此同时，接收端固连接收套筒402，从而完成对联络通道的两端的始发端和固定端的施工。

然后，装配始发反力架5及后配套辅件的固定与支撑：将始发反力架5固定在始发套筒401后端，确保始发反力架5前端面与始发套筒401相对固定、始发反力架5的弧形支护件与主隧道管片内壁面完全贴合，始发端吊机组件301安装在始发反力架5相应移动梁503上；后配套辅件固定布置在主隧道内靠始发位置侧，联接好环流系统202、液压系统203、电气系统204及控制系统205，各系统部件完成联机调试等，根据实际工况，在盾构机1盾尾端内部预先拼装至少一环的衬砌管片，完成始发前固定与支撑作业。

其次，保证始发端的密封保压以及始发掘进：检查始发端的第一连接钢环403、始发套筒401等密封连接处的装配，通过始发套筒401上设置的保压注脂接口向盾构机1盾体与始发套筒401之间间歇注入密封油脂，同时，盾构机1上设置的盾尾注脂系统开启向盾尾注入盾尾油脂，完成盾构机1始发端密封及保压作业；盾构机整机启动，环流系统从主隧道的主进浆管和主排浆管路联通浆液，推进油缸104顶住已拼装稳妥的管片，推动刀盘101缓慢贯入掘进，并通过推进油缸104实时调整盾构姿态，待完成一个掘进行程后，始发反力架5上的始发端吊机组件301将由主隧道运输车305运送至始发反力架5处的联络通道用待衬砌管片6卸载到平板小车302上，并输运至管片拼装机105下，再通过管片拼装机105完成一环管片拼装作业，重复上述步骤，盾构机不断向前掘进，直至到达联络通道的接收端。

再次，对接收端进行密封保压处理：待盾构机1即将到达接收端时，需提前对接收端进行密封保压处理，检测接收端的第二连接钢环404和接收套筒402等密封连接的密封性，由外部注浆及保压系统等经保压注浆接口向接收套筒402的内注满填充物，完成接收端密封保压作业，确保盾构机1贯穿接收端后地层及管片的稳定性能，以及盾构机1继续在接收套筒402内盾构掘进直至联络通道完全贯通成型。

最后，拆卸处理：依次拆卸接收套筒402、拆卸盾构机1的主体及辅件、拆卸接收端多余管片及第二连接钢环404、拆卸始发反力架5及辅件、拆卸行走平台、拆卸始发套筒401、拆卸始发端多余管片及第一连接钢环403，与此同时，将拆卸后的盾构机1及辅件并运送至下一个拟建联络通道处或运送出主隧道，完成一个联络通道盾构开挖。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。