本發明涉及隧道施工裝備及施工，尤其涉及一種具有變位式主驅動裝置的偏心母子盾構機。

背景技術：

1、母子盾構機是一種特殊的盾構機技術，其特點在于能夠在大直徑的盾構中推出較小直徑的盾構，進行更精細的隧道掘進作業；能夠適應復雜的地質條件，提高隧道掘進的效率和安全性。同時，由于子盾構可以在母盾構的保護下進行作業，因此也降低了施工過程中的風險。

2、現有的專利技術，盾構機的驅動裝置與刀盤是一一對應的，二者的安裝位置相對固定，即一組驅動裝置帶動一個刀盤運動，實現巖土的挖掘；驅動裝置的中心軸線與刀盤開挖輪廓的中心軸線是重合的，部分驅動裝置后部設置有伸縮裝置，能夠使驅動裝置與刀盤一起沿著中心軸線移動，無法實現偏心式變位。對于母子盾構機這種至少是雙刀盤(1個母機刀盤、1個子機刀盤)的掘進機，就需要配置至少兩組主驅動裝置，導致設備結構復雜度高、成本高。當母子盾構機需要實現母盾構開挖截面的中心與子盾構開挖截面的中心不同心時(比如站臺、隧道一體化施工，地鐵隧道的中心軸線要低于站臺隧道的中心軸線)，現有的專利技術是難以實現的，通常是采用開挖+人工回填的方式，通過二次施工作業來實現，這不但提高了施工成本，造成開挖空間的浪費，還大大增加了勞動強度，造成工期的延長。

3、綜上，現有的專利，主驅動無法實現偏心式變位，即使能夠實現前后方向的移動，也是一組主驅動裝置只能對應一個刀盤。對于母子盾構機這種多刀盤的掘進機，就需要配置多組主驅動裝置，結構復雜度高、成本高。因此，急需發明一種變位式主驅動裝置及偏心式母子盾構機，可實現主驅動變位，可使主驅動中心軸線根據母子盾構機的掘進模式進行調整，可使一套主驅動裝置滿足偏心式母子盾構機的母盾構模式、子盾構模式的掘進使用，進而提高施工效率、降低施工成本。

技術實現思路

1、(一)要解決的技術問題

2、本發明提供一種具有變位式主驅動裝置的偏心母子盾構機，旨在解決主驅動無法實現偏心式變位導致的施工效率低以及因主驅動多組設置導致的成本高的問題。

3、(二)技術方案

4、為了達到上述目的，本發明提出一種具有變位式主驅動裝置的偏心母子盾構機，包括母機盾體、子機盾體、母子刀盤和主驅動裝置。所述子機盾體設于所述母機盾體內部且與所述母機盾體偏心配置。所述母子刀盤包括可拆卸連接的母刀盤和子刀盤，所述子刀盤能夠帶動所述母刀盤旋轉。所述主驅動裝置設于所述子機盾體的內部且能夠沿著所述子機盾體的徑向移動，所述主驅動裝置的前端與所述子刀盤傳動連接，母盾構模式時，所述主驅動裝置帶動所述母子刀盤以所述母機盾體的中心線的路徑進行掘進；子盾構模式時，所述主驅動裝置帶動所述子刀盤以偏離所述母機盾體的中心線的路徑進行掘進。

5、進一步的技術方案在于，所述母機盾體連接有母機推進裝置，所述子機盾體連接有子機推進裝置。

6、進一步的技術方案在于，所述主驅動裝置包括主驅動組件和變位機構。所述主驅動組件連接所述子刀盤并能夠帶動所述子刀盤旋轉。所述變位機構設于所述主驅動組件和所述子機盾體之間且能夠驅動所述主驅動組件上下移動。

7、進一步的技術方案在于，所述變位機構包括變位箱體和位移機構。所述變位箱體的外側具有卡槽，所述子機盾體內側設置有與所述卡槽配合的凸臺，所述卡槽和所述凸臺之間通過連接件連接。所述位移機構位于所述變位箱體和所述子機盾體之間，且能夠驅動所述變位箱體上下移動。

8、進一步的技術方案在于，所述位移機構的形式為位移油缸或者齒輪齒條移動機構。

9、進一步的技術方案在于，所述位移機構包括位移油缸和支撐座。所述位移油缸通過所述支撐座固定于所述子機盾體內側，其輸出端與所述變位箱體連接。

10、進一步的技術方案在于，所述變位箱體包括密封板、密封件、連接板和承載環。所述密封板、所述承載環和所述連接板依次連接共同形成所述卡槽，所述連接板上設置有多組第一連接孔，所述凸臺上對應所述第一連接孔設置有多組第二連接孔，所述第一連接孔和所述第二連接孔之間通過螺栓連接。所述承載環的內側與所述主驅動組件固定連接，所述密封板與所述凸臺之間設置所述密封件。

11、進一步的技術方案在于，所述主驅動組件與所述子刀盤之間通過扭矩梁傳動連接。

12、進一步的技術方案在于，所述子刀盤嵌套連接于所述母刀盤的內部。當母盾構模式掘進時，所述子刀盤帶動所述母刀盤共同旋轉；當子盾構模式掘進時，所述子刀盤脫離所述母刀盤單獨旋轉。

13、進一步的技術方案在于，還包括排渣系統、管片拼裝系統、管片運輸系統、電氣系統、液壓系統、流體系統。

14、(三)有益效果

15、本發明提供的變位式主驅動裝置母子盾構機，能夠進行兩種不同直徑的隧道的挖掘。由于子刀盤可從母子刀盤分離，因此在施工隧道內能夠實現母盾構掘進模式到子盾構掘進模式的順利轉換，無需開挖中間基坑，大大降低地表構筑物對施工規劃的影響，降低工程周期及施工成本。主驅動裝置設于子機盾體的內部且能夠沿著子機盾體的徑向移動，則實現了主驅動裝置的變位，主驅動裝置的中心軸線根據母子盾構機的掘進模式進行調整，從而使一套主驅動裝置滿足偏心式母子盾構機的母盾構模式、子盾構模式的掘進使用，做到一套驅動兩用的效果，不僅優化了結構布置，還減少了驅動數量，降低了設備的制造成本。該主驅動裝置安裝在偏心式母子盾構機的子機盾體內，當母盾構模式掘進時，主驅動裝置的中心軸線與母機盾體的中心軸線重合，此時主驅動裝置帶動母子刀盤旋轉開挖；當子盾構模式掘進時，主驅動裝置的中心軸線與子機盾體的中心軸線重合，此時主驅動裝置帶動子刀盤旋轉開挖，最終實現異心隧道的挖掘。

技術特征：

1.一種具有變位式主驅動裝置(4)的偏心母子盾構機，其特征在于，包括母機盾體(1)、子機盾體(2)、母子刀盤(3)和主驅動裝置(4)；

2.如權利要求1所述的具有變位式主驅動裝置(4)的偏心母子盾構機，其特征在于，所述母機盾體(1)連接有母機推進裝置(5)，所述子機盾體(2)連接有子機推進裝置(6)。

3.如權利要求1所述的具有變位式主驅動裝置(4)的偏心母子盾構機，其特征在于，所述主驅動裝置(4)包括主驅動組件(41)和變位機構(42)；

4.如權利要求3所述的具有變位式主驅動裝置(4)的偏心母子盾構機，其特征在于，所述變位機構(42)包括變位箱體(421)和位移機構；

5.如權利要求4所述的具有變位式主驅動裝置(4)的偏心母子盾構機，其特征在于，所述位移機構的形式為位移油缸(422)或者齒輪齒條移動機構。

6.如權利要求5所述的具有變位式主驅動裝置(4)的偏心母子盾構機，其特征在于，所述位移機構包括位移油缸(422)和支撐座(423)；

7.如權利要求6所述的具有變位式主驅動裝置(4)的偏心母子盾構機，其特征在于，所述變位箱體(421)包括密封板(4211)、密封件(4212)、連接板(4213)和承載環(4214)；

8.如權利要求1-7所述的具有變位式主驅動裝置(4)的偏心母子盾構機，其特征在于，所述主驅動組件(41)與所述子刀盤(32)之間通過扭矩梁(8)傳動連接。

9.如權利要求1所述的具有變位式主驅動裝置(4)的偏心母子盾構機，其特征在于，所述子刀盤(32)嵌套連接于所述母刀盤(31)的內部；

10.如權利要求1所述的具有變位式主驅動裝置(4)的偏心母子盾構機，其特征在于，還包括排渣系統、管片拼裝系統、管片運輸系統、電氣系統、液壓系統、流體系統。

技術總結
本發明涉及隧道施工裝備及施工技術領域，尤其涉及一種具有變位式主驅動裝置的偏心母子盾構機，包括母機盾體、子機盾體、母子刀盤和主驅動裝置，子機盾體設于母機盾體內部且與母機盾體偏心配置，母子刀盤包括可拆卸連接的母刀盤和子刀盤，主驅動裝置設于子機盾體的內部且能夠沿著子機盾體的徑向移動，主驅動裝置的前端與子刀盤傳動連接，母盾構模式時，主驅動裝置帶動母子刀盤以母機盾體的中心線的路徑進行掘進；子盾構模式時，主驅動裝置帶動子刀盤以偏離母機盾體的中心線的路徑進行掘進。主驅動裝置的中心軸線根據掘進模式進行調整，通過主驅動裝置的變位，做到一套主驅動兩用的效果，優化了結構布置，降低了設備的制造成本。

技術研發人員：韓佳霖,陳亮,周永舉,劉學,姚滿,張衛東,申鵬飛,馬海成,魏國梁,李文輝,趙旭東,劉任豐
受保護的技術使用者：中國鐵建重工集團股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28