新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)，包括主梁、刀盤(pán)、驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置及撐緊洞壁的撐靴機(jī)構(gòu)，所述刀盤(pán)上沿圓周方向均勻分布有若干個(gè)切割臂滑架，所述切割臂滑架上設(shè)有徑向方向上的鍵槽，所述切割臂通過(guò)導(dǎo)向平鍵定位在切割臂滑架上，所述切割臂上布置有滾刀裝置，所述切割臂滑架的兩側(cè)設(shè)有壓板，所述壓板和所述切割臂滑架的一側(cè)構(gòu)成凹槽結(jié)構(gòu)，所述切割臂的兩側(cè)被固定在兩側(cè)凹槽內(nèi)，所述切割臂和所述壓板上均設(shè)有相對(duì)應(yīng)的螺紋孔，所述切割臂上還連接有驅(qū)動(dòng)切割臂滑動(dòng)的液壓油缸在切割臂滑架上滑動(dòng)到設(shè)定位置的切割臂通過(guò)螺栓與所述壓板固定連接，解決了大直徑隧洞遇到圍巖收斂卡機(jī)、涌水、溶洞的問(wèn)題，掘進(jìn)效率高、環(huán)保高效。
【專(zhuān)利說(shuō)明】新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及掘進(jìn)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外大直徑隧洞的施工常采用的是鉆爆法和全斷面硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)0鉆爆法施工存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工期長(zhǎng)、危險(xiǎn)性大等不利因素。使用全斷面硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)具有施工快速、安全、高效等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)鐵路、水利、國(guó)防等隧道中廣泛應(yīng)用。但是對(duì)于大直徑隧道，完全由全斷面硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)施工完成，需要面對(duì)圍巖變形卡機(jī)、涌水、溶洞等不良地質(zhì)的影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)，以解決長(zhǎng)距離大直徑隧洞施工過(guò)程中遇到圍巖收斂卡機(jī)、涌水、溶洞等不良地質(zhì)等問(wèn)題，以提高掘進(jìn)效率、環(huán)保聞效。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī):包括主梁、刀盤(pán)、驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置及撐緊洞壁的撐靴機(jī)構(gòu)，所述刀盤(pán)上沿圓周方向均勻分布有若干個(gè)切割臂滑架，所述切割臂滑架上設(shè)有徑向方向上的鍵槽，所述切割臂通過(guò)導(dǎo)向平鍵定位在切割臂滑架上，所述切割臂上布置有滾刀裝置，所述切割臂滑架的兩側(cè)設(shè)有壓板，所述壓板和所述切割臂滑架的一側(cè)構(gòu)成凹槽結(jié)構(gòu)，所述切割臂的兩側(cè)被固定在兩側(cè)凹槽內(nèi)，所述切割臂和所述壓板上均設(shè)有相對(duì)應(yīng)的螺紋孔，所述切割臂上還連接有驅(qū)動(dòng)切割臂滑動(dòng)的液壓油缸，在切割臂滑架上滑動(dòng)到設(shè)定位置的切割臂通過(guò)螺栓與所述壓板固定連接。
[0005]所述主梁包括置于導(dǎo)洞段中的前主梁和置于主洞段中的后主梁，所述前主梁上連接有操作控制室、導(dǎo)洞底支撐、推進(jìn)缸、撐靴機(jī)構(gòu)及穩(wěn)定前期導(dǎo)洞的頂部護(hù)盾裝置，所述操作控制室安裝在前主梁的前端，所述導(dǎo)洞底支撐豎向固定連接在前主梁的下方，推進(jìn)缸的前端固定連接在前主梁上，所述撐靴機(jī)構(gòu)的前端固定連接推進(jìn)缸的后端，撐靴機(jī)構(gòu)在軸向方向與前主梁滑動(dòng)連接，所述前主梁的后端固定連接頂部護(hù)盾裝置；
[0006]所述后主梁上連接有刀盤(pán)、驅(qū)動(dòng)裝置、撐靴機(jī)構(gòu)、拖拉油缸及后支撐，所述后主梁的前端連接刀盤(pán)，驅(qū)動(dòng)裝置固定連接刀盤(pán)及后主梁，所述撐靴機(jī)構(gòu)在軸向方向與后主梁滑動(dòng)連接，所述撐靴機(jī)構(gòu)的后端固定連接拖拉油缸的如端，拖拉油缸的后端固定連接在后王梁上，所述后支撐豎向固定連接在后主梁的下方。
[0007]所述刀盤(pán)的邊緣上設(shè)有刮渣口，所述刀盤(pán)的背面設(shè)有轉(zhuǎn)運(yùn)渣土的集渣斗，所述集渣斗的下方設(shè)置有皮帶輸送機(jī)。
[0008]所述撐靴機(jī)構(gòu)為X型撐靴機(jī)構(gòu)。
[0009]所述刀盤(pán)上設(shè)有用于檢查刀具和圍巖狀況人孔。
[0010]所述切割臂在刀盤(pán)上呈螺旋形分布。
[0011]所述刀盤(pán)上的切割臂有六個(gè)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1.本實(shí)用新型新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)中的切割臂通過(guò)導(dǎo)向平鍵定位在滑架上，所述滑架的兩側(cè)設(shè)有壓板，切割臂通過(guò)螺栓連接在壓板上，切割臂上還連接有驅(qū)動(dòng)切割臂滑動(dòng)的液壓油缸，松開(kāi)連接切割臂和壓板的螺栓，切割臂可以利用液壓油缸的液壓力沿刀盤(pán)滑架徑向移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)滾刀裝置在洞壁徑向的不同位置移動(dòng)，使刀盤(pán)具有可變徑擴(kuò)挖的功能，從而能夠解決長(zhǎng)距離大直徑隧洞遇到圍巖收斂卡機(jī)的問(wèn)題；
[0014]2.本實(shí)用新型新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)適應(yīng)在開(kāi)挖一個(gè)直徑較小的導(dǎo)洞并加固過(guò)的地方進(jìn)行掘進(jìn)，能夠避免涌水、溶洞等不良地質(zhì)的影響，提高掘進(jìn)效率、環(huán)保高效等問(wèn)題；
[0015]3.本實(shí)用新型新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)的前、后主梁上連接有撐緊洞壁的撐靴機(jī)構(gòu)，撐靴機(jī)構(gòu)為X型撐靴機(jī)構(gòu)，采用X型撐靴機(jī)構(gòu)在兩端撐緊洞壁的方式，使刀盤(pán)在旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)過(guò)程中，主梁受力好，刀盤(pán)的振動(dòng)小,掘進(jìn)效率高；
[0016]4、本實(shí)用新型新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)的前主梁的后端固定連接頂部護(hù)盾裝置，所述頂部護(hù)盾裝置處在刀盤(pán)的前端，頂部護(hù)盾裝置能夠在刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)掘進(jìn)過(guò)程中穩(wěn)定前期導(dǎo)洞，使導(dǎo)洞與主洞的過(guò)渡處穩(wěn)定不塌陷；
[0017]5.本實(shí)用新型新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)的切割臂在刀盤(pán)上呈螺旋形分布時(shí)，當(dāng)滾刀旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)破巖時(shí)，刀盤(pán)上的滾刀可同時(shí)按照螺旋軌跡向外移動(dòng)，通過(guò)滾刀作不斷改變著、徑向的移動(dòng)，隧洞的圓形斷面可發(fā)生改變，掘進(jìn)效率高。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)的刀盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是圖2的B-B局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是是本發(fā)明新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)的撐靴機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】中標(biāo)號(hào)I是導(dǎo)洞，2是操作控制室，3是導(dǎo)洞底支撐，4是推進(jìn)缸，5是撐靴機(jī)構(gòu)，6是前主梁，7是頂部護(hù)盾裝置，8是刀盤(pán)，9是集渣斗，10是皮帶輸送機(jī)，11是驅(qū)動(dòng)裝置，12是撐靴機(jī)構(gòu)，13是拖拉油缸，14是后主梁，15是后支撐，16是主洞，17是切割臂，18是滾刀裝置，19是刮渣口，20是人孔，21是切割臂滑架，22是液壓油缸，23是導(dǎo)向平鍵，24是螺栓，25是壓板。
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0024]如圖1-4所示，本實(shí)施例中，新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)包括主梁、刀盤(pán)8、驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置11及撐緊洞壁的撐靴機(jī)構(gòu)，所述刀盤(pán)上沿圓周方向均勻分布有若干個(gè)切割臂滑架21，所述切割臂滑架21上設(shè)有徑向方向上的鍵槽，所述切割臂17通過(guò)導(dǎo)向平鍵23定位在切割臂滑架21上，所述切割臂17上布置有滾刀裝置18，所述切割臂滑架21的兩側(cè)設(shè)有壓板25，所述壓板25和所述切割臂滑架21的一側(cè)構(gòu)成凹槽結(jié)構(gòu)，所述切割臂17的兩側(cè)被固定在兩側(cè)凹槽內(nèi)，所述切割臂17和所述壓板25上均設(shè)有相對(duì)應(yīng)的螺紋孔，所述切割臂17上還連接有驅(qū)動(dòng)切割臂17滑動(dòng)的液壓油缸22，在切割臂滑，21上滑動(dòng)到設(shè)定位置的切割臂17通過(guò)螺栓24與所述壓板25固定連接。
[0025]所述主梁包括置于導(dǎo)洞I段中的前主梁6和置于主洞16段中的后主梁14，所述前主梁6上連接有操作控制室2、導(dǎo)洞底支撐3、推進(jìn)缸4、撐靴機(jī)構(gòu)5及穩(wěn)定前期導(dǎo)洞的頂部護(hù)盾裝置7，所述操作控制室2安裝在前主梁6的前端，所述導(dǎo)洞底支撐3豎向固定連接在前主梁6的下方，推進(jìn)缸4的前端固定連接在前主梁6上，所述撐靴機(jī)構(gòu)5的前端固定連接推進(jìn)缸4的后端，撐靴機(jī)構(gòu)5在軸向方向與前主梁6滑動(dòng)連接，所述前主梁6的后端固定連接頂部護(hù)盾裝置7 ；
[0026]所述后主梁上14連接有刀盤(pán)8、驅(qū)動(dòng)裝置11、撐靴機(jī)構(gòu)12、拖拉油缸13及后支撐15，所述后主梁14的前端連接刀盤(pán)8，驅(qū)動(dòng)裝置11固定連接刀盤(pán)8及后主梁14，所述撐靴機(jī)構(gòu)12在軸向方向與后主梁14滑動(dòng)連接，撐靴機(jī)構(gòu)12的后端固定連接拖拉油缸13的前端，拖拉油缸13的后端固定連接在后主梁14上，所述后支撐15豎向固定連接在后主梁14的下方。
[0027]所述刀盤(pán)8的邊緣上設(shè)有刮渣口 19，所述刀盤(pán)8的背面設(shè)有轉(zhuǎn)運(yùn)渣土的集渣斗9，所述集渣斗9的下方設(shè)置有皮帶輸送機(jī)10。
[0028]所述撐靴機(jī)構(gòu)為X型撐靴機(jī)構(gòu)。
[0029]所述刀盤(pán)上設(shè)有用于檢查刀具和圍巖狀況人孔20。
[0030]所述切割臂17在刀盤(pán)8上呈螺旋形分布。
[0031]所述刀盤(pán)8上的切割臂17有六個(gè)。
[0032]本實(shí)用新型新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)的工作原理:
[0033]采用新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)施工，應(yīng)先沿隧道全長(zhǎng)開(kāi)挖一個(gè)直徑較小的導(dǎo)洞I并加固。
[0034]新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)的工作分為兩個(gè)步驟，分別為掘進(jìn)和換步兩個(gè)動(dòng)作。
[0035]掘進(jìn)時(shí)，新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)的X型撐靴機(jī)構(gòu)5撐緊導(dǎo)洞1，導(dǎo)洞底支撐3升起離開(kāi)導(dǎo)洞洞壁，頂部護(hù)盾裝置7貼近導(dǎo)洞巖壁，開(kāi)挖主洞16段穩(wěn)定X型撐靴機(jī)構(gòu)12撐緊主洞洞壁，主洞尾部的后支撐15升起離開(kāi)主洞洞壁，通過(guò)操作控制室2操控驅(qū)動(dòng)裝置11帶動(dòng)刀盤(pán)8旋轉(zhuǎn)，推進(jìn)缸4和拖拉油缸13伸出，帶動(dòng)前主梁6和后主梁14往前推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)破碎巖石，成型隧道巖壁。破碎的石渣通過(guò)刀盤(pán)背面的集渣斗9轉(zhuǎn)運(yùn)至皮帶輸送機(jī)10上，從而運(yùn)出洞外。
[0036]使用六個(gè)切割臂17將隧洞擴(kuò)挖到規(guī)定的直徑。切割臂17利用液壓油缸22的液壓力沿導(dǎo)向平鍵23實(shí)現(xiàn)在滑架21上的徑向移動(dòng)，然后再使用螺栓24固定，破巖滾刀布置在徑向可移動(dòng)的切割臂17上，從而可實(shí)現(xiàn)洞徑開(kāi)挖的變化。
[0037]換步時(shí)，新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)8不動(dòng)作，X型撐靴機(jī)構(gòu)5離開(kāi)導(dǎo)洞1，導(dǎo)洞底支撐3下落撐緊導(dǎo)洞洞壁底部，頂部護(hù)盾裝置7脫離導(dǎo)洞巖壁，開(kāi)挖主洞16段穩(wěn)定X型撐靴機(jī)構(gòu)12收回離開(kāi)主洞洞壁，主洞尾部的后支撐15下落撐緊主洞洞壁，然后推進(jìn)缸4和拖拉油缸13收縮帶動(dòng)X型撐靴機(jī)構(gòu)5和穩(wěn)定X型撐靴機(jī)構(gòu)12向其推進(jìn)，開(kāi)始另一次的循環(huán)掘進(jìn)。
[0038]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】作出了詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型不局限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下對(duì)這種實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變形仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)，包括主梁、刀盤(pán)、驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置及撐緊洞壁的撐靴機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述刀盤(pán)上沿圓周方向均勻分布有若干個(gè)切割臂滑架，所述切割臂滑架上設(shè)有徑向方向上的鍵槽，所述切割臂通過(guò)導(dǎo)向平鍵定位在切割臂滑架上，所述切割臂上布置有滾刀裝置，所述切割臂滑架的兩側(cè)設(shè)有壓板，所述壓板和所述切割臂滑架的一側(cè)構(gòu)成凹槽結(jié)構(gòu)，所述切割臂的兩側(cè)被固定在兩側(cè)凹槽內(nèi)，所述切割臂和所述壓板上均設(shè)有相對(duì)應(yīng)的螺紋孔，所述切割臂上還連接有驅(qū)動(dòng)切割臂滑動(dòng)的液壓油缸在切割臂滑架上滑動(dòng)到設(shè)定位置的切割臂通過(guò)螺栓與所述壓板固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述主梁包括置于導(dǎo)洞段中的前主梁和置于主洞段中的后主梁，所述前主梁上連接有操作控制室、導(dǎo)洞底支撐、推進(jìn)缸、撐靴機(jī)構(gòu)及穩(wěn)定前期導(dǎo)洞的頂部護(hù)盾裝置，所述操作控制室安裝在前主梁的前端，所述導(dǎo)洞底支撐豎向固定連接在前主梁的下方，推進(jìn)缸的前端固定連接在前主梁上，所述撐靴機(jī)構(gòu)的前端固定連接推進(jìn)缸的后端，撐靴機(jī)構(gòu)在軸向方向與前主梁滑動(dòng)連接，所述前主梁的后端固定連接頂部護(hù)盾裝置； 所述后主梁上連接有刀盤(pán)、驅(qū)動(dòng)裝置、撐靴機(jī)構(gòu)、拖拉油缸及后支撐，所述后主梁的前端連接刀盤(pán)，驅(qū)動(dòng)裝置固定連接刀盤(pán)及后主梁，所述撐靴機(jī)構(gòu)在軸向方向與后主梁滑動(dòng)連接，撐靴機(jī)構(gòu)的后端固定連接拖拉油缸的如端，拖拉油缸的后端固定連接在后王梁上，所述后支撐豎向固定連接在后主梁的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述刀盤(pán)的邊緣上設(shè)有刮渣口，所述刀盤(pán)的背面設(shè)有轉(zhuǎn)運(yùn)渣土的集渣斗，所述集渣斗的下方設(shè)置有皮帶輸送機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述撐靴機(jī)構(gòu)為X型撐靴機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述刀盤(pán)上設(shè)有用于檢查刀具和圍巖狀況人孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述切割臂在刀盤(pán)上呈螺旋形分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型可擴(kuò)挖硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述刀盤(pán)上的切割臂有六個(gè)。
【文檔編號(hào)】E21D9/087GK204163731SQ201420569357
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】李建斌, 翟國(guó)強(qiáng), 賀飛, 卓興建 申請(qǐng)人:中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司