CN208734333U - 一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置,包括底座、地质形成箱、洞门、盾体托架、第一拉杆、第二拉杆和反力架,所述底座为板型构件,地质形成箱固定在底座一端,盾体托架固定在底座的中部,盾构机主机安装在盾体托架上,所述反力架安装在底座的后端,第一拉杆倾斜安装在底座和反力架之间;所述洞门的一端与地质形成箱的洞门挡板安装固定,第二拉杆和地质形成箱的地质形成箱体固定连接。本实用新型能够分段模拟出盾构机掘进区间明显差异的地质环境;组装好的盾构机主机借助推进***顶推反力架,通过地质形成箱体上的洞门开口进入地质形成箱进行模拟掘进,进而实现盾构机工厂负荷试车。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置,属于盾构机技术领域。
背景技术
盾构机因体积巨大,又有欠约束的特性,需要在现场始发井中安装运行,工厂内仅能进行盾体固定工况下的空载试车,难以实现设备本机工厂负荷试车。尽管业界做了巨大努力,但目前也仅能通过模型或模型装置在实验室条件下进行部分性能实验。例如,公告号为CN104807662A的中国发明专利,公开了“一种模拟TBM施工作业真实工况的实验台”,通过沿实验台的掘进方向设有的加载装置和TBM模型,进行在实验室条件下模拟TBM施工作业;又例如,公告号为CN108198505A的中国发明专利,公开了“一种护盾式TBM隧道豆砾石施工模拟装置”,也只能在实验室条件下进行盾构模拟研究。
由于软土(岩)地质的不稳定性,盾构机工厂负荷试车更加难以实现。例如,公告号为CN107489426A中国发明专利,公开了“一种泥水盾构室内模拟掘进装置及其模拟方法”,也仅仅设计了一套借助盾壳、通过液压马达带动刀盘转动,并通过千斤顶顶推反力墙进行掘进的模型试验装置,而非用设备本身来实现盾构机工厂负荷试车。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷,提供一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置,进行掘进区间盾构环境全模拟,通过盾构机主机设备本身实现工厂负荷试车。
为解决这一技术问题,本实用新型提供了一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置,包括底座、地质形成箱、洞门、盾体托架、第一拉杆、第二拉杆和反力架,所述底座为板型构件,地质形成箱固定在底座一端,盾体托架固定在底座的中部,盾构机主机安装在盾体托架上,所述反力架安装在底座的后端,第一拉杆倾斜安装在底座和反力架之间;所述洞门的一端与地质形成箱的洞门挡板安装固定,第二拉杆和地质形成箱的地质形成箱体固定连接。
所述地质形成箱包括由地质形成箱体、油缸安装横梁、油缸加压装置和洞门挡板,所述地质形成箱体为上面开口的长方体壳型结构.所述油缸安装横梁固定在地质形成箱体上部,所述油缸安装横梁上设有多个油缸安装孔,油缸加压装置安装在油缸安装孔内;所述地质形成箱体底部设有与底座匹配的固定连接结构,其一个立壁上设有洞门挡板。
所述洞门为环筒形结构件,内孔直径与实际始发井尺寸一致。
所述底座为板型构件,至少由一段构成。
所述洞门和反力架为分体式,左右对称结构。
有益效果:本实用新型的一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置,主要包括地质形成箱、盾体托架和反力架。地质形成箱上纵横排列有多个油缸加压装置对地质形成箱内的岩土进行加压,能够分段模拟出盾构机掘进区间明显差异的地质环境;地质形成箱体的立璧上设有与盾构机开挖尺寸基本匹配的洞门开口,且盾构机主机轴线与洞门开口轴线基本重合,借助盾体托架,允许盾构机主机进入地质形成箱掘进;地质形成箱、盾体托架及反力架通过底座或地面预埋件及第一拉杆、第二拉杆连接为一体,能够承受盾构机掘进时的反作用力。因此,组装好的盾构机主机借助推进***顶推反力架,通过地质形成箱体上的洞门开口进入地质形成箱进行模拟掘进,进而实现盾构机工厂负荷试车。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型地质形成箱的结构示意图;
图3为本实用新型地质形成箱洞门挡板更换为洞门后的A向结构示意图
图中:1底座、2地质形成箱、3洞门、4盾体托架、5第一拉杆、6第二拉杆、7反力架、8盾构机主机;21地质形成箱体、22油缸安装横梁、23油缸加压装置、24洞门挡板。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型做具体描述。
图1所示为本实用新型的结构示意图。
本实用新型提供了一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置,包括底座1、地质形成箱2、洞门3、盾体托架4、第一拉杆5、第二拉杆6和反力架7。
所述底座1为板型构件,地质形成箱2固定在底座1一端,盾体托架4固定在底座1的中部,盾构机主机8安装在盾体托架4上,所述反力架7安装在底座1的后端,第一拉杆5倾斜安装在底座1和反力架7之间,第二拉杆6安装在地质形成箱2与所述反力架7之间。
图3所示为本实用新型地质形成箱洞门挡板更换为洞门后的A向结构示意图。
加压模拟地质环境时:所述地质形成箱2的地质形成箱体21与洞门挡板24安装固定,负荷试车前,用所述洞门3替换下洞门挡板24。
所述底座1为板型构件,至少由一段构成。上面设有T型槽以便与它上面安装的其他相关件固定连接,四周设有螺栓安装孔与车间地面里的预埋件连接。所述底座1主要用作将所述地质形成箱2、盾体托架4及反力架7等连接成为一个整体,能够承受盾构机负荷试车的反作用力;如工厂车间地面里地面预埋件足够,所述底座1也可用该地面预埋件替代,所述地质形成箱2、盾体托架4及反力架7等可以直接固定安装在地面预埋件上。所述地面预埋件上应设置如固定螺栓匹配的结构,如T型槽等。
图2所示为本实用新型地质形成箱的结构示意图。
所述地质形成箱2包括地质形成箱体21、油缸安装横梁22、油缸加压装置23和洞门挡板24。
所述地质形成箱体21为上面开口的长方体壳型结构,固定在所述底座1前端的上面,主要用于盛装地质环境模拟用的岩土,下面通过紧固件与所述底座1或地面预埋件固定连接,面对盾构机一侧的立壁上设有与盾构机开挖尺寸基本匹配的洞门开口,该洞门开口周边设置有与洞门挡板24连接的螺纹孔。
所述油缸安装横梁22固定在地质形成箱体21上部,所述油缸安装横梁22上纵横排列设置多个油缸加压装置安装孔,油缸加压装置23安装在油缸加压装置安装孔内,每个油缸柱塞的下端单独安装着一块无孔钢板,其油缸柱塞行程既应确保在抬起到最大高度时岩土能够顺利装入地质形成箱体内,又应确保压下时给与岩土足够的压力。
所述洞门挡板24为板件结构,安装在所述地质形成箱体21带有洞门开口的立璧外表面上,用以在压实地质形成箱体21内岩土的过程中封堵洞门开口,当地质形成箱体21内的岩土压实到符合要求后,试车前此所述洞门挡板24将被适时卸下,更换成所述洞门3,以便盾构机负荷试车。所述地质形成箱体21内壁光滑无凸起,以便所述油缸加压装置23运行通畅。
所述地质形成箱体21底部设有与底座1匹配的固定连接结构。
所述地质形成箱体21在盾构机主机8一侧的立壁上设有洞门开口,该洞门开口周边设有洞门挡板24固定连接螺孔,用于安装洞门挡板24或洞门3。优选方案是盾构机主机轴线与洞门开口轴线基本重合。
进一步地,
所述油缸安装横梁22上设有多个油缸安装孔,用于固定安装油缸加压装置23,所述油缸加压装置23主要由油缸和与油缸柱塞下端连接的加压无孔盖板组成。
进一步地,
所述油缸加压装置23沿盾构机掘进分向纵横布置多个,以便分段模拟盾构机掘进区间明显差异的地质环境。
进一步地,
所述油缸加压装置23能够同时或单独伸缩,以便地质形成箱体21内的岩土形成不同的压力和密实度,满足盾构试车要求。
所述盾体托架4固定在底座1的中部,盾构机主机8摆放在盾体托架4上,不与盾体托架4固定,以便盾构机主机8沿掘进方向移动,但应确保盾构机主机8轴线与洞门开口轴线基本重合。
所述反力架7固定安装在所述底座1的后端或地面预埋件上,通过第一拉杆与所述底座1或地面预埋件连在一起,通过第二拉杆6和所述地质形成箱2连在一起,以便承受掘进试车时推进***油缸的反作用力。
所述洞门3为环筒形结构件,内孔直径与稍大于开挖直径;洞门3一端的法兰上的螺栓紧固孔与地质形成箱2的洞门挡板24安装螺栓孔匹配,洞门3试车时用于代替地质形成箱2的洞门挡板24。
所述洞门3由环形法兰和筒体构成,法兰上设有与地质形成箱体21上洞门开口周边的洞门挡板24用连接螺纹孔相匹配的螺栓通孔,以方便替换洞门挡板24;法兰内孔与筒体内孔一致,稍大于最大开挖直径,以便刀盘、盾体顺利通过。
优选方案:所述洞门3和反力架7为分体式,左右对称结构,方便盾构机的安装。
本实用新型的工作过程:
1)地质环境模拟时:用所述洞门挡板24封堵好洞门开口,将所述油缸加压装置23升至高点,根据区间内不同的地质情况,配比好相应的岩土,按其在区间的顺序填装在地质形成箱体21内,可以边填充边加压,直至地质形成箱体21填满,从而分段模拟出盾构机掘进区间明显差异的地质环境。
2)盾构机负荷试车时:将底座1固定安装在盾构机主机8对应位置上,将所述盾体托架4固定在所述底座1的中部,按要求将盾构主机8、刀盘等设备安装到位,再将完成地质环境模拟并卸下洞门挡板24的所述地质形成箱2吊放到所述底座1前段固定安装到位,再将所述洞门3、反力架7固定安装到位,然后分别通过第一拉杆5与所述底座1连在一起、第二拉杆6与所述地质形成箱体21连在一起。
3)上述工作完成后,组装好的盾构机主机8就可以借助推进***顶推反力架7,通过地质形成箱体21上的洞门开口进入地质形成箱2进行模拟掘进,进而实现盾构机工厂负荷试车。
本实用新型的一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置,具有如下主要功能:地质形成箱2上纵横排列有多个油缸加压装置23对地质形成箱2内的岩土进行加压,能够分段模拟出盾构机掘进区间明显差异的地质环境;地质形成箱体21的立璧上设有与盾构机开挖尺寸基本匹配的洞门开口,且盾构机主机轴线与洞门开口轴线基本重合,借助盾体托架4,允许盾构机主机8进入地质形成箱2掘进;地质形成箱2、盾体托架4及反力架7通过底座1或地面预埋件及第一拉杆5、第二拉杆6连接为一体,能够承受盾构机掘进时的反作用力。因此,组装好的盾构机主机8借助推进***顶推反力架7,通过地质形成箱体21上的洞门开口进入地质形成箱2进行模拟掘进,进而实现盾构机工厂负荷试车。
本实用新型上述实施方案,只是举例说明,不是仅有的,所有在本实用新型范围内或等同本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包围。
Claims (5)
1.一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置,其特征在于:包括底座(1)、地质形成箱(2)、洞门(3)、盾体托架(4)、第一拉杆(5)、第二拉杆(6)和反力架(7),所述底座(1)为板型构件,地质形成箱(2)固定在底座(1)一端,盾体托架(4)固定在底座(1)的中部,盾构机主机(8)安装在盾体托架(4)上,所述反力架(7)安装在底座(1)的后端,第一拉杆(5)倾斜安装在底座(1)和反力架(7)之间;所述洞门(3)的一端与地质形成箱(2)的洞门挡板(24)安装固定,第二拉杆(6)和地质形成箱(2)的地质形成箱体(21)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置,其特征在于:所述地质形成箱(2)包括由地质形成箱体(21)、油缸安装横梁(22)、油缸加压装置(23)和洞门挡板(24),所述地质形成箱体(21)为上面开口的长方体壳型结构.所述油缸安装横梁(22)固定在地质形成箱体(21)上部,所述油缸安装横梁(22)上设有多个油缸安装孔,油缸加压装置(23)安装在油缸安装孔内;所述地质形成箱体(21)底部设有与底座(1)匹配的固定连接结构,其一个立壁上设有洞门挡板(24)。
3.根据权利要求1所述的一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置,其特征在于:所述洞门(3)为环筒形结构件,内孔直径与实际始发井尺寸一致。
4.根据权利要求1所述的一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置,其特征在于:所述底座(1)为板型构件,至少由一段构成。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置,其特征在于:所述洞门(3)和反力架(7)为分体式,左右对称结构。
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CN201821372587.9U CN208734333U (zh) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置 |
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Cited By (2)
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CN108915707A (zh) * | 2018-08-24 | 2018-11-30 | 济南中铁重工轨道装备有限公司 | 一种模拟地质环境的盾构机工厂负荷试车装置 |
CN112071182A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-12-11 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种微型掘进机半断面掘进的可视化试验箱 |
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