一种掘进间隙检测装置及具有其的盾构机的制作方法

1.本实用新型涉及一种掘进间隙检测装置，属于隧道盾构技术领域；本实用新型还涉及一种盾构机。


背景技术：

2.盾构机是一种广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程施工的大型机械设备，集破岩、出渣、衬砌、支护等于一体。具有自动化程度高、速度快、安全高效等特点。
3.但在隧道施工过程中，出现复杂地质情况导致盾构机掘进速度变慢或者长时间停机时，盾体外围的土体收缩增大了盾构机与土体之间的摩擦力；或者外圈刀具磨损严重未及时更换导致开挖直径减小导致卡盾。不论何种原因，一旦卡盾现象发生，盾构机将无法正常掘进，不但严重影响施工工期，且浪费大量人力物力。
4.因此，如何提供一种掘进间隙检测装置，其能够快速准确的获知当前盾构机前盾所开设隧道的直径数值，帮助施工人员准确掌握施工状况，提高生产质量，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于能够快速准确的获知当前盾构机前盾所开设隧道的直径数值，帮助施工人员准确掌握施工状况，提高生产质量。本实用新型提供一种掘进间隙检测装置，该装置包括：用于设置在外部前盾外壳体上的安装基座；设置在所述安装基座上的第一通孔；用于从所述第一通孔伸出，抵触外部隧道内壁的检测油缸；设置在所述安装基座上的保护套筒，所述保护套筒罩设在所述检测油缸的外部；设置在所述保护套筒上的透视观察窗，所述透视观察窗设置有刻度尺，所述透视观察窗用于观测检测油缸移动距离。
6.根据本实用新型的第一个实施方案，提供一种掘进间隙检测装置：
7.一种掘进间隙检测装置，该装置包括：用于设置在外部前盾外壳体上的安装基座；设置在所述安装基座上的第一通孔；用于从所述第一通孔伸出，抵触外部隧道内壁的检测油缸；设置在所述安装基座上的保护套筒，所述保护套筒罩设在所述检测油缸的外部；设置在所述保护套筒上的透视观察窗，所述透视观察窗设置有刻度尺，所述透视观察窗用于观测检测油缸移动距离。
8.进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，所述检测油缸包括：固定部；与所述固定部配合的检测杆，所述检测杆与所述第一通孔内壁间隙配合；所述检测杆的端部具有与外部前盾外壳体外壁齐平的第一状态，和所述检测杆的端部具有与外部隧道内壁抵触的第二状态。
9.进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，该装置还包括：设置在所述第一通孔内壁上的防尘密封，所述防尘密封用于与检测杆密封配合。
10.进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，该装置还包括：设置在所述
保护套筒远离所述安装基座一端的尾部安装座；所述固定部设置在所述尾部安装座上。
11.进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，该装置还包括：设置在所述检测杆上的行程装置；设置在所述保护套筒或所述尾部安装座上的接近开关；所述接近开关用于检测所述行程装置的移动位移数据；所述接近开关与外部上位机数据连接。
12.进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，所述检测杆处于第一状态时，所述检测杆内部标记线位于所述透视观察窗上刻度尺的零刻度线。
13.进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，所述检测杆处于第一状态时，所述行程装置与所述接近开关之间的距离最短。
14.进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，所述安装基座包括：设置在外部前盾外壳体上的安装座；设置在所述安装座内侧的端盖，所述端盖贯穿外部前盾外壳体设置，所述第一通孔设置在端盖上；设置在所述安装座上的压板，所述压板用于将所述端盖压紧于外部前盾外壳体上，所述压板与所述保护套筒连接。
15.进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，所述安装座、所述压板和所述保护套筒通过第一安装螺栓可拆卸连接。
16.进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，所述尾部安装座通过第二安装螺栓与所述保护套筒可拆卸连接。
17.根据本实用新型的第二个实施方案，提供一种盾构机：
18.一种盾构机，该盾构机包括：第一个实施方案所述的掘进间隙检测装置。
19.与现有技术相比，本技术提供的技术方案中，检测油缸7通过设置在安装基座上的第一通孔从外部前盾外壳体伸出，并抵触在外部隧道内壁上，过程中通过保护套筒6上透视观察窗可观测检测油缸的移动状况；进一步地，通过刻度尺可以直观地获取检测油缸7的伸出长度，进而可以得到外部前盾外壳体外壁至外部隧道内壁之间的距离，以使得最终通过外部计算得到外部隧道内壁的直径。本技术提供的技术方案，能够快速准确的获知当前盾构机前盾所开设隧道的直径数值，帮助施工人员准确掌握施工状况，提高生产质量。
附图说明
20.图1为本实用新型的实施例中掘进间隙检测装置的检测油缸检测油缸处于第二状态下的内部结构示意图；
21.图2为本实用新型的实施例中掘进间隙检测装置的检测油缸检测油缸处于第一状态下的内部结构示意图；
22.图3为本实用新型的实施例中掘进间隙检测装置的外部结构示意图。
23.附图标记：
24.端盖1；第一通孔101；防尘密封2；安装座3；压板4；第一安装螺栓5；保护套筒6；透视观察窗601；刻度尺602；检测油缸7；检测杆701；固定部702；第二安装螺栓8；尾部安装座9；行程装置10；接近开关11；外部前盾外壳体a；外部隧道内壁b。
具体实施方式
25.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图对本技术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
仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
26.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
27.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
30.根据本实用新型的第一个实施方案，提供一种掘进间隙检测装置：
31.一种掘进间隙检测装置，该装置包括：用于设置在外部前盾外壳体a上的安装基座；设置在所述安装基座上的第一通孔101；用于从所述第一通孔101伸出，抵触外部隧道内壁b的检测油缸7；设置在所述安装基座上的保护套筒6，所述保护套筒6罩设在所述检测油缸7的外部；设置在所述保护套筒6上的透视观察窗601，所述透视观察窗601设置有刻度尺602，所述透视观察窗601用于观测检测油缸7移动距离。
32.本技术提供了一种掘进间隙检测装置的技术方案。在该方案中，检测油缸7通过设置在安装基座上的第一通孔从外部前盾外壳体a伸出，并抵触在外部隧道内壁b上，过程中通过保护套筒6上透视观察窗可观测检测油缸的移动状况；进一步地，通过刻度尺可以直观地获取检测油缸7的伸出长度，进而可以得到外部前盾外壳体a外壁至外部隧道内壁b之间的距离，以使得最终通过外部计算得到外部隧道内壁b的直径。本技术提供的技术方案，能够快速准确的获知当前盾构机前盾所开设隧道的直径数值，帮助施工人员准确掌握施工状况，提高生产质量。
33.需要说明的是，在现有技术中，无法实现在掘进过程中对开挖直径的精准检测，只能凭借操作手的经验预判，这样极易发生施工问题，故而准确检测盾体间隙能直接关系到隧道施工能否正常进行。
34.具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，所述检测油缸7包括：固定部702；与所述固定部702配合的检测杆701，所述检测杆701与所述第一通孔101内壁间隙配合；所述检测杆701的端部具有与外部前盾外壳体a外壁齐平的第一状态，和所述检测杆701的端部具有与外部隧道内壁b抵触的第二状态。
35.需要说明的是，在从第一状态切换至第二状态，检测杆的移动距离即为外部前盾外壳体a外壁与外部隧道内壁b之间的距离，设为r1；而本身外部前盾外壳体a的直径为人工生产的产品，其直径设为r2，通过计算r1 r2即可得到外部隧道内壁b的直径r，将r值与工程施工的标准值进行比对，即可知道当前隧道直径是否异常变小，即可提醒施工人员快速对设备进行相应调整。
36.具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，该装置还包括：设置在所述第一通孔101内壁上的防尘密封2，所述防尘密封2用于与检测杆701密封配合。
37.通过防尘密封2防止外部尘土进入检测油缸内，提高设备耐用性。
38.具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，该装置还包括：设置在所述保护套筒6远离所述安装基座一端的尾部安装座9；所述固定部702设置在所述尾部安装座9上。
39.需要说明的是，通过尾部安装座能够对封堵保护套筒6内部及检测油缸的底部，以使得检测更为准确。
40.具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，该装置还包括：设置在所述检测杆701上的行程装置10；设置在所述保护套筒6或所述尾部安装座9上的接近开关11；所述接近开关11用于检测所述行程装置10的移动位移数据；所述接近开关11与外部上位机数据连接。
41.需要说明的是，通过接近开关与行程装置的配合提高距离检测的准确性、便捷性。
42.具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，所述检测杆701处于第一状态时，所述检测杆701内部标记线位于所述透视观察窗601上刻度尺602的零刻度线。
43.具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，所述检测杆701处于第一状态时，所述行程装置10与所述接近开关11之间的距离最短。
44.具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，所述安装基座包括：设置在外部前盾外壳体a上的安装座3；设置在所述安装座3内侧的端盖1，所述端盖1贯穿外部前盾外壳体a设置，所述第一通孔101设置在端盖1上；设置在所述安装座3上的压板4，所述压板4用于将所述端盖1压紧于外部前盾外壳体a上，所述压板4与所述保护套筒6连接。
45.需要说明的是，安装座通过焊接的方式设置在外部前盾外壳体a上，提高牢固性。
46.具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，所述安装座3、所述压板4和所述保护套筒6通过第一安装螺栓5可拆卸连接，方便检修。
47.具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，所述尾部安装座9通过第二安装螺栓8与所述保护套筒6可拆卸连接，方便检修。
48.根据本实用新型的第二个实施方案，提供一种盾构机：
49.一种盾构机，该盾构机包括：第一个实施方案所述的掘进间隙检测装置。
50.需要补充说明的是，盾体检测装置机械结构主要由端盖1、防尘密封2、安装座3、压板4、第一安装螺栓5、保护套筒6(带刻度)、检测油缸7、第二安装螺栓8、尾部安装座9、行程装置10、接近开关11构成；安装座3定位焊接于前盾顶部，安装防尘密封2与端盖1内部后，将检测油缸7与端盖1进行装配，压板4装配于安装座3下方通过安装螺栓5与检测油缸7、保护套筒带刻度6固定连接，尾部安装座9则与保护套筒带刻度6通过螺栓8固定连接；检测油缸7缸筒带有行程装置10，接近开关11安装于行程装置零位，当检测油缸上下活动时，可沿着刻度范围内上下移动，此时可读出油缸行程距离，保护套筒6刻度零位时设置行程开关，与上位机联动控制。
51.需要进一步补充的是：本技术还涉及一种掘进间隙检测装置的控制方法：包括以下步骤：
52.步骤一、设备在停止掘进状态时，伸出检测油缸7(设备掘进状态无法伸出检测油缸)；
53.步骤二、通过检测油缸7内置行程传感器(接近开关(11))在上位机显示油缸行程，也可通过进入盾体观察保护套筒位置刻度与上位机验证；
54.步骤三、检测油缸复位，接近开关检测得电，上位机可以允许复推。
55.实施例1
56.一种掘进间隙检测装置，该装置包括：用于设置在外部前盾外壳体a上的安装基座；设置在所述安装基座上的第一通孔101；用于从所述第一通孔101伸出，抵触外部隧道内壁b的检测油缸7；设置在所述安装基座上的保护套筒6，所述保护套筒6罩设在所述检测油缸7的外部；设置在所述保护套筒6上的透视观察窗601，所述透视观察窗601设置有刻度尺602，所述透视观察窗601用于观测检测油缸7移动距离。
57.实施例2
58.重复实施例1，只是所述检测油缸7包括：固定部702；与所述固定部702配合的检测杆701，所述检测杆701与所述第一通孔101内壁间隙配合；所述检测杆701的端部具有与外部前盾外壳体a外壁齐平的第一状态，和所述检测杆701的端部具有与外部隧道内壁b抵触的第二状态。
59.实施例3
60.重复实施例2，只是该装置还包括：设置在所述第一通孔101内壁上的防尘密封2，所述防尘密封2用于与检测杆701密封配合。
61.实施例4
62.重复实施例2，只是该装置还包括：设置在所述保护套筒6远离所述安装基座一端的尾部安装座9；所述固定部702设置在所述尾部安装座9上。
63.实施例5
64.重复实施例4，只是该装置还包括：设置在所述检测杆701上的行程装置10；设置在所述保护套筒6或所述尾部安装座9上的接近开关11；所述接近开关11用于检测所述行程装置10的移动位移数据；所述接近开关11与外部上位机数据连接。
65.实施例6
66.重复实施例5，只是所述检测杆701处于第一状态时，所述检测杆701内部标记线位于所述透视观察窗601上刻度尺602的零刻度线。
67.实施例7
68.重复实施例5，只是所述检测杆701处于第一状态时，所述行程装置10与所述接近开关11之间的距离最短。
69.实施例8
70.重复实施例4，只是所述安装基座包括：设置在外部前盾外壳体a上的安装座3；设置在所述安装座3内侧的端盖1，所述端盖1贯穿外部前盾外壳体a设置，所述第一通孔101设置在端盖1上；设置在所述安装座3上的压板4，所述压板4用于将所述端盖1压紧于外部前盾外壳体a上，所述压板4与所述保护套筒6连接。
71.实施例9
72.重复实施例8，只是所述安装座3、所述压板4和所述保护套筒6通过第一安装螺栓5可拆卸连接。
73.实施例10
74.重复实施例8，只是所述尾部安装座9通过第二安装螺栓8与所述保护套筒6可拆卸连接。
75.实施例11
76.一种盾构机，该盾构机包括：第一个实施方案所述的掘进间隙检测装置。
77.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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型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。