本發(fā)明涉及全斷面巖石隧道掘進機設計與施工技術領域，具體涉及一種用于TBM施工支護的自動噴漿系統(tǒng)。

背景技術：

全斷面巖石隧道掘進機簡稱TBM，敞開式TBM及其后配套系統(tǒng)一般都設計布置有混凝土噴射系統(tǒng)，以便實現TBM掘進的同時能夠進行隧洞的噴射混凝土支護作業(yè)?；炷羾娚涞墓ぷ髟硎菍㈩A先攪拌好的混凝土通過泵送系統(tǒng)輸送到濕噴機的噴嘴處，經摻加速凝劑后形成料束，在高壓氣體的作用下，噴射到受噴面，速凝劑使混凝土迅速凝結硬化，從而形成混凝土支護層。

目前，國內TBM的混噴系統(tǒng)主要依靠整機進口，成本高、生產周期長，除此之外，其外形尺寸固定，不能為TBM做定制設計，對TBM的空間限制較多，增加了TBM的設計難度，降低了TBM設備的市場競爭力。因此，研究設計一臺適用于TBM的混噴系統(tǒng)具有重要的意義。

技術實現要素：

針對上述背景技術的不足，本發(fā)明提供了一種TBM專用混噴系統(tǒng)，用以解決現有技術中對TBM的空間要求高，成本高，不能定制的技術問題。

本發(fā)明的技術方案是：一種TBM專用混噴系統(tǒng)，包括后配套臺車、混凝土泵送系統(tǒng)、添加劑系統(tǒng)、與TBM供風系統(tǒng)相連接的空壓機系統(tǒng)、與TBM液壓泵站相連接的動力源控制系統(tǒng)和與行走大車相連接的濕噴機械手；混凝土泵送系統(tǒng)、添加劑系統(tǒng)、空壓機系統(tǒng)、動力源控制系統(tǒng)均安裝在后配套臺車上，動力源控制系統(tǒng)分別與混凝土泵送系統(tǒng)、濕噴機械手相連接，濕噴機械手分別與混凝土泵送系統(tǒng)、添加劑系統(tǒng)、空壓機系統(tǒng)相連接。

所述混凝土泵送系統(tǒng)側置在后配套臺車的中部，混凝土泵送系統(tǒng)包括混凝土泵和混凝土輸送軟管，混凝土泵的出口端與輸送軟管的輸入端相連接。

所述添加劑系統(tǒng)側置在后配套臺車上且位于混凝土泵送系統(tǒng)的前方，添加劑系統(tǒng)包括速凝劑泵、速凝劑箱和速凝劑輸送軟管，速凝劑箱通過速凝劑泵與速凝劑輸送軟管相連接。

所述動力源控制系統(tǒng)、空壓機系統(tǒng)依次安裝在后配套臺車的頂部，空壓機系統(tǒng)包括空壓機、儲氣罐和輸風軟管，空壓機通過儲氣罐與輸風軟管相連接，輸風軟管上設有風控閥。

所述濕噴機械手包括底座、大臂、小臂、噴射裝置、噴嘴和混流器，大臂通過底座固定在行走大車的支撐底架上，小臂設置在大臂的內部，大臂與小臂活動連接，噴射裝置安裝在小臂遠離大臂的一端，噴嘴與噴射裝置相連接，混流器與噴嘴相連接。

所述大臂的臂架上設有軌道，軌道上設有滑塊，大臂的臂架末端上設有固定塊，小臂的外部設有擋泥板，擋泥板的一端與小臂末端通過螺栓連接、另一端與大臂臂架上的滑塊連接，擋泥板的中部與大臂上的固定塊相接觸，大臂與小臂通過伸縮油缸鉸接。

所述噴射裝置設有X軸擺動油缸、Y軸擺動油缸和液壓馬達驅動的偏心盤，X軸擺動油缸、Y軸擺動油缸和液壓馬達驅動的偏心盤均與噴嘴相連接。

所述噴嘴通過混流器與混凝土輸送軟管的輸出端相連接，混流器的兩側設有高壓風孔，速凝劑輸送軟管、輸風軟管分別與高壓風孔相連接。

本發(fā)明其混凝土泵送系統(tǒng)、添加劑系統(tǒng)以及空壓機系統(tǒng)在TBM后配套臺車上分離布置，降低了對TBM空間的要求；空留出的中間通道方便材料運輸，不妨礙TBM掘進的其他工序。專用混噴系統(tǒng)的動力源控制系統(tǒng)與TBM液壓泵站相融合，空壓機系統(tǒng)與TBM供風系統(tǒng)相融合，整機與TBM集成度較高，達到系統(tǒng)性能最優(yōu)化，進一步降低了對TBM空間的要求；同時成本大大降低，提高了TBM的設備競爭力。本發(fā)明的濕噴機械手設置在TBM噴漿區(qū)行走大車上，實現了機械手的回轉以及水平移動，保證了濕噴機整機的作業(yè)范圍較大；再加上機械手的伸縮以及噴射裝置的多自由度擺動，機動靈活，能輕易實現多方位的控制，消除工作死角；噴射裝置與受噴面的相對垂直，能有效減少混凝土的回彈和塌落，提高施工質量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的右視圖。

圖3為本發(fā)明濕噴機械手的結構示意圖。

圖4為圖3中的局部放大圖。

具體實施方式

實施例1：如圖1所示，一種TBM專用混噴系統(tǒng)，其特征在于：包括后配套臺車1、混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、與TBM供風系統(tǒng)相連接的空壓機系統(tǒng)4、與TBM液壓泵站相連接的動力源控制系統(tǒng)5、與行走大車9相連接的濕噴機械手6；混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、空壓機系統(tǒng)4、動力源控制系統(tǒng)5均安裝在后配套臺車1上，動力源控制系統(tǒng)5分別與混凝土泵送系統(tǒng)2、濕噴機械手6相連接，濕噴機械手6分別與混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、空壓機系統(tǒng)4相連接。

實施例2：如圖1-3所示，一種TBM專用混噴系統(tǒng)，包括后配套臺車1、混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、與TBM供風系統(tǒng)相連接的空壓機系統(tǒng)4、與TBM液壓泵站相連接的動力源控制系統(tǒng)5、與行走大車9相連接的濕噴機械手6；混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、空壓機系統(tǒng)4、動力源控制系統(tǒng)5均安裝在后配套臺車1上，動力源控制系統(tǒng)5分別與混凝土泵送系統(tǒng)2、濕噴機械手6相連接，濕噴機械手6分別與混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、空壓機系統(tǒng)4相連接。所述濕噴機械手6包括底座601、大臂602、小臂603、噴射裝置604、噴嘴605和混流器606，大臂602通過底座601固定在行走大車9的支撐底架12上，支撐底架12繞著固定在行走大車9上的環(huán)形軌道13運動，帶動濕噴機械手6整體旋轉，轉動角度為270°；行走大車9可以帶動濕噴機械手6水平移動，增加其噴漿覆蓋范圍。小臂603設置在大臂602的內部，大臂602與小臂603通過伸縮油缸鉸接，實現濕噴機械手6的伸縮，噴射裝置604安裝在小臂603遠離大臂602的一端，噴嘴605與噴射裝置604相連接，混流器606與噴嘴605相連接。所述大臂602的臂架上設有軌道，軌道上設有滑塊，大臂602的臂架末端上設有固定塊，小臂603的外部設有擋泥板607，擋泥板607的一端與小臂603末端通過螺栓連接、另一端與大臂602臂架上的滑塊連接，擋泥板607的中部與大臂602上的固定塊相接觸，防止擋泥板607因變形而與大臂602干涉。所述噴射裝置604設有X軸擺動油缸、Y軸擺動油缸和液壓馬達驅動的偏心盤，X軸擺動油缸、Y軸擺動油缸實現噴嘴在X軸擺動和Y軸擺動，液壓馬達驅動的偏心盤實現噴嘴605的連續(xù)刷動。所述噴嘴605通過混流器606與混凝土輸送軟管202的輸出端相連接，混流器606的兩側設有高壓風孔，經高壓風風化的速凝劑通過混流器606兩側的高壓風孔吹入混凝土中，均勻混合，并將混凝土通過噴嘴605吹出，均勻的噴射到隧道表面。

實施例3：如圖1-4所示，一種TBM專用混噴系統(tǒng)，包括后配套臺車1、混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、與TBM供風系統(tǒng)相連接的空壓機系統(tǒng)4、與TBM液壓泵站相連接的動力源控制系統(tǒng)5和與行走大車9相連接的濕噴機械手6，所述混凝土泵送系統(tǒng)2側置在后配套臺車1的中部，混凝土泵送系統(tǒng)2包括混凝土泵201和混凝土輸送軟管202，混凝土泵201的出口端與輸送軟管202的輸入端相連接，為混凝土的輸送提供原動力，在混凝土泵的作用下，混凝土進入混凝土輸送軟管202中。所述添加劑系統(tǒng)3側置在后配套臺車1上且位于混凝土泵送系統(tǒng)2的前方，添加劑系統(tǒng)3包括速凝劑泵301、速凝劑箱302和速凝劑輸送軟管303，速凝劑箱302通過速凝劑泵301與速凝劑輸送軟管303相連接，速凝劑在速凝劑泵的作用下進入速凝劑輸送軟管303中。所述動力源控制系統(tǒng)5、空壓機系統(tǒng)4依次安裝在后配套臺車1的頂部，動力源控制系統(tǒng)5與TBM液壓泵站相融合，為混凝土泵送系統(tǒng)及濕噴機械手的動作控制提供源動力?？諌簷C系統(tǒng)4包括空壓機401、儲氣罐402和輸風軟管403，空壓機401通過儲氣罐402與輸風軟管403相連接，輸風軟管403上設有風控閥404，通過調節(jié)風控閥可以控制風量的大小。動力源控制系統(tǒng)5分別與混凝土泵送系統(tǒng)2、濕噴機械手6相連接，濕噴機械手6與混凝土泵送系統(tǒng)2、添加劑系統(tǒng)3、空壓機系統(tǒng)4相連接。

所述濕噴機械手6包括底座601、大臂602、小臂603、噴射裝置604、噴嘴605和混流器606，大臂602通過底座601固定在行走大車9的支撐底架12上，支撐底架12繞著固定在行走大車9上的環(huán)形軌道13運動，帶動濕噴機械手6整體旋轉，轉動角度為270°；行走大車9可以帶動濕噴機械手6水平移動，增加其噴漿覆蓋范圍。小臂603設置在大臂602的內部，大臂602與小臂603通過伸縮油缸鉸接，實現濕噴機械手6的伸縮，噴射裝置604安裝在小臂603遠離大臂602的一端，噴嘴605與噴射裝置604相連接，混流器606與噴嘴605相連接。所述大臂602的臂架上設有軌道，軌道上設有滑塊，大臂602的臂架末端上設有固定塊，小臂603的外部設有擋泥板607，擋泥板607的一端與小臂603末端通過螺栓連接、另一端與大臂602臂架上的滑塊連接，擋泥板607的中部與大臂602上的固定塊相接觸，防止擋泥板607因變形而與大臂602干涉。所述噴射裝置604設有X軸擺動油缸、Y軸擺動油缸和液壓馬達驅動的偏心盤，X軸擺動油缸、Y軸擺動油缸實現噴嘴在X軸擺動和Y軸擺動，液壓馬達驅動的偏心盤實現噴嘴605的連續(xù)刷動。所述噴嘴605通過混流器606與混凝土輸送軟管202的輸出端相連接，混流器606的兩側設有高壓風孔，經高壓風風化的速凝劑通過混流器606兩側的高壓風孔吹入混凝土中，均勻混合，并將混凝土通過噴嘴605吹出，均勻的噴射到隧道表面。

混凝土噴射的工作原理：將預先攪拌好的混凝土通過泵送系統(tǒng)輸送到濕噴機的噴嘴處，經摻加速凝劑后形成料束，在高壓氣體的作用下，噴射到受噴面，速凝劑使混凝土迅速凝結硬化，從而形成混凝土支護層，起到支撐、防護作用。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。