本發(fā)明涉及盾構(gòu)裝備，尤其涉及一種盾構(gòu)機及盾尾密封刷更換方法。

背景技術(shù)：

1、盾構(gòu)隧道在我國正處飛速發(fā)展階段，大規(guī)模盾構(gòu)隧道建設(shè)面臨很多問題，其中盾構(gòu)機在長距離穿越富含水砂性土或卵石地層時，尾盾刷容易磨損，甚至破壞導(dǎo)致滲漏，因此需更換失去密封作用的尾盾刷。

2、目前，洞內(nèi)進行尾盾刷更換最關(guān)鍵的技術(shù)問題之一就是對尾盾地層的進行止水密封/加固處理，常用的方法有化學(xué)注漿加固，可分為預(yù)制凍結(jié)管片凍結(jié)止水和管片上直接打孔凍結(jié)止水，前者的問題在于帶有凍結(jié)管的特殊管片需要另外制作，在面對突發(fā)的更換尾盾刷情況時，不能立即開展尾刷更換工作，需要提前做好尾盾刷更換的預(yù)案，對于搶險及工期要求較高的工程不具實用性；而管片上直接打孔凍結(jié)止水可應(yīng)對突發(fā)性事故，打孔形式靈活多樣，但容易出現(xiàn)凍結(jié)孔對管片造成永久性損傷的風險，且凍結(jié)帷幕的連續(xù)性和均勻性不能得到有效保證。并且，當施工地層條件復(fù)雜時(如長距離穿江、過河等工況)，加固止水施工難度倍增，且風險更大?？梢姮F(xiàn)有針對盾尾密封刷更換技術(shù)中，大多是先進行土體加固處理和止水密封，同時需要拆除管片進行更換尾盾刷，均存在冷凍加固成本高、耗時長、拆除管片運風險大等問題。

3、因此，有必要提供一種新的盾構(gòu)機及盾尾密封刷更換方法來解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的是提供一種盾構(gòu)機及盾尾密封刷更換方法，旨在解決現(xiàn)有盾構(gòu)機的適應(yīng)性能較弱、密封刷更換工序復(fù)雜、耗時長的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的盾構(gòu)機，包括盾構(gòu)主機、第一臺車、盾尾裝置、滑移裝置、驅(qū)動裝置和伸縮裝置，所述盾構(gòu)主機用于進行掘進作業(yè)；所述第一臺車設(shè)置于成型隧道內(nèi)；所述盾尾裝置包括第一尾盾和第二尾盾，所述第一尾盾的第一端與所述盾構(gòu)主機連接，第二端與所述第二尾盾鉸接，所述第一尾盾和所述第二尾盾均能與管片形成密封注漿空間；所述滑移裝置滑動設(shè)置于所述盾構(gòu)主機內(nèi)；所述驅(qū)動裝置設(shè)置于所述滑移裝置和所述盾構(gòu)主機之間，能夠驅(qū)動所述滑移裝置從第二工作位置移動至第一工作位置；所述伸縮裝置連通于所述盾構(gòu)主機上的環(huán)流系統(tǒng)和所述第一臺車上的環(huán)流系統(tǒng)之間，所述伸縮裝置能夠進行伸縮。

3、可選地，所述伸縮裝置包括外套管、伸縮管、伸縮密封組件和伸縮驅(qū)動組件，所述外套管的第一端與所述盾構(gòu)主機內(nèi)的環(huán)流系統(tǒng)連通；所述伸縮管滑動套設(shè)于所述外套管內(nèi)部，所述伸縮管的第二端與所述第一臺車上的環(huán)流系統(tǒng)連通；所述伸縮密封組件與所述外套管的第二端連接，所述伸縮密封組件滑動套設(shè)于所述伸縮管外部；所述伸縮驅(qū)動組件鉸接于所述外套管與所述伸縮管之間，所述伸縮驅(qū)動組件能夠驅(qū)動所述伸縮管沿所述外套管滑動。

4、可選地，所述伸縮密封組件包括所述密封套管、密封管和伸縮密封件，所述密封套管的第一端與所述外套管的第二端連通，且所述密封套管的第一端形成向靠近所述伸縮管方向凸起的擋塊；所述密封管包括管體和安裝板，所述管體套設(shè)于所述密封套管內(nèi)，且通過所述安裝部與所述密封套管的第二端連接；所述伸縮密封件設(shè)置于所述密封套管與所述伸縮管之間，且所述伸縮密封件抵緊于所述擋塊與所述管體之間。

5、可選地，所述伸縮驅(qū)動組件至少包括兩個相對設(shè)置的伸縮驅(qū)動單件；所述伸縮裝置的數(shù)量為多個，所述盾構(gòu)主機內(nèi)的環(huán)流系統(tǒng)與所述第一臺車上的環(huán)流系統(tǒng)通過多個所述伸縮裝置連通。

6、可選地，所述滑移裝置包括滑移主體、推進系統(tǒng)和限位機構(gòu)，所述滑移主體滑動設(shè)置于所述盾構(gòu)設(shè)置內(nèi)，且所述推進系統(tǒng)包括多個沿周向均勻設(shè)置于所述滑移主體的推進驅(qū)動件；所述限位機構(gòu)設(shè)置于所述滑移主體上，所述限位機構(gòu)能夠與所述盾構(gòu)主機可拆卸式連接。

7、可選地，所述驅(qū)動裝置至少包括四組對稱設(shè)置的驅(qū)動組件，所述驅(qū)動組件包括滑軌、驅(qū)動部和齒輪，所述滑軌設(shè)置于所述盾構(gòu)主機內(nèi)，且所述滑軌上設(shè)有齒條；所述驅(qū)動部設(shè)置于所述滑移主體上；所述齒輪與所述驅(qū)動部的輸出軸連接，且所述齒輪與所述齒條嚙合。

8、可選地，所述尾盾裝置還包括前鉸接座、后鉸接座、鉸接油缸和鉸接密封，所述前鉸接座設(shè)置于所述第一尾盾上；所述后鉸接座設(shè)置于第二尾盾上；所述鉸接油缸鉸接于所述第一尾盾和第二尾盾之間；所述鉸接密封設(shè)置于所述第一尾盾和所述第二尾盾之間，用于密封所述第一尾盾和所述第二尾盾之間的間隙。

9、可選地，所述盾構(gòu)機還包括拼裝機、第二臺車、喂片機、支撐輪、第一油脂系統(tǒng)和第二油脂系統(tǒng)，所述拼裝機設(shè)置于所述滑移主體上，用于對管片進行抓取拼裝；所述第二臺車設(shè)置于成型隧道內(nèi)的行走軌道上；所述喂片機設(shè)置于所述成型隧道內(nèi)，且所述喂片機與所述拼裝機對應(yīng)設(shè)置，用于對管片進行儲存和輸送；所述第一臺車搭接于所述拼裝機和所述第二臺車之間，所述支撐輪能夠設(shè)置于所述第一臺車上，用于對所述第一臺車進行臨時支撐；所述第一油脂系統(tǒng)與所述第一尾盾對應(yīng)設(shè)置；所述第二油脂系統(tǒng)與第二尾盾對應(yīng)設(shè)置。

10、另外，本發(fā)明還提供了一種盾尾密封刷快速更換方法，采用如上所述的盾構(gòu)機實施，包括如下步驟：

11、s1：利用盾構(gòu)機進行第一階段的掘進作業(yè)，其中：盾構(gòu)機包括依次連接的盾構(gòu)主體、第一尾盾和第二尾盾，第一階段的掘進作業(yè)中利用第二尾盾的密封刷密封盾構(gòu)機與管片之間的縫隙；

12、s2：利用監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)測盾構(gòu)機的密封情況及掘進距離，當盾構(gòu)機掘進超過設(shè)定掘進距離時盾構(gòu)機進入第二階段的掘進作業(yè)，完成當前管片的拼裝作業(yè)后，啟動推進系統(tǒng)伸出頂推在該管片上；

13、s3：在第一臺車前部兩側(cè)對稱安裝支撐輪，并斷開第一臺車與拼裝機之間的連接，拆下連接限位機構(gòu)與盾構(gòu)主機的連接件；啟動推進驅(qū)動件伸出設(shè)定行程，同時啟動驅(qū)動裝置驅(qū)動滑移裝置移動第一設(shè)定距離從第二工作位置移動至中間位置，且伸縮裝置對應(yīng)伸長第一設(shè)定距離；

14、s4：采用連接件連接限位機構(gòu)和盾構(gòu)主機將滑移裝置固定于中間位置，并將第二尾盾拆離第一尾盾；

15、s5：在第一尾盾內(nèi)的對應(yīng)位置安裝盾尾密封刷，以使第一尾盾與管片之間形成密封注漿空間，完成盾尾密封刷的更換。

16、可選地，所述s4中，將第二尾盾拆離第一尾盾包括：

17、啟動推進驅(qū)動件回縮進行避讓；

18、拆除鉸接油缸，并割除前鉸接座和后鉸接座；

19、割除第二尾盾上的第二油脂系統(tǒng)，以斷開第一尾盾和第二尾盾；

20、所述盾尾密封刷快速更換方法還包括：

21、s6：利用更換盾尾密封刷后的盾構(gòu)機進行第一尾盾內(nèi)的管片拼裝；包括：

22、啟動第一油脂系統(tǒng)向密封注漿空間內(nèi)注入密封油脂；同時采用拼裝機和推進驅(qū)動件配合拼裝切換后第一環(huán)管片，并啟動推進驅(qū)動件伸出頂住切換后第一環(huán)管片；

23、延長成型隧道內(nèi)的行走軌道，并利用拖拽機構(gòu)將第二臺車沿行走軌道移動以帶動第一臺車移動至第一設(shè)定位置，同時伸縮裝置回縮至回縮狀態(tài)位置；

24、s7：再次拆下連接限位機構(gòu)與盾構(gòu)主機的連接件，啟動驅(qū)動裝置驅(qū)動滑移裝置移動第二設(shè)定距離從中間位置移動至第一工作位置，同步啟動推進驅(qū)動件和伸縮裝置伸出第二設(shè)定距離；拆除位于第一尾盾上的滑軌；

25、s8：再次采用連接件連接限位機構(gòu)和盾構(gòu)主機將滑移裝置固定于第一工作位置；啟動推進驅(qū)動件回縮，并采用拼裝機拼裝切換后第二環(huán)管片，再啟動推進驅(qū)動件伸出頂住切換后第二環(huán)管片；

26、s9：利用拖拽機構(gòu)將第一臺車和第二臺車再次向前拉拽至第二設(shè)定位置，以使第一臺車搭接在拼裝機上，并將第一臺車與拼裝機鉸接固連，與此同時啟動伸縮裝置再次同步回縮至初始長度，完成第二尾盾到第一尾盾的切換。

27、本發(fā)明技術(shù)方案中，通過采用第一尾盾替換第二尾盾進行密封作業(yè)以實現(xiàn)地層免加固處理的盾尾刷快速更換，且設(shè)置了伸縮裝置以適應(yīng)滑移裝置在第二尾盾切換至第一尾盾時的滑移動作，保證了環(huán)流系統(tǒng)的正常作業(yè)，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中土體冷凍加固成本高、耗時長、拆除管片運風險大的問題，可有效降低施工風險、提高設(shè)備整體密封性能及地層適用范圍。