本發(fā)明屬于隧道開(kāi)挖，具體涉及一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置。

背景技術(shù)：

1、目前的盾構(gòu)開(kāi)挖隧道時(shí)常常會(huì)碰到超硬巖地層，目前對(duì)硬巖地層一般采用爆破處理，目前的爆破方法一般采用水磨鉆在隧道端面上鉆出若干臨空面，之后在孔內(nèi)放置劈裂棒，利用液壓撐破(亦或爆破)巖石。傳統(tǒng)的水磨鉆的鉆筒是直接和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸連接在一起的，由于其推進(jìn)位置在旁邊的固定桿上，并且較重的鉆筒沒(méi)有得到有效的定位和支撐，很容易出現(xiàn)鉆筒被卡住的情況，不適用于大量鉆孔任務(wù)的隧道任務(wù)當(dāng)中，為此亟需提出一種盾構(gòu)掘進(jìn)設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，包括基座以及一端連接有定位鉆的鉆桿，鉆桿活動(dòng)連接于基座的上端；所述鉆桿外同軸連接有第一鉆筒，第一鉆筒外同軸連接有第二鉆筒；所述基座的上端安裝有第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)鉆桿、第一鉆筒和第二鉆筒于基座的一端同步鉆孔；所述基座的上端還安裝有第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)第一鉆筒在鉆桿軸向的相對(duì)位置；所述基座的上端還安裝有第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以通過(guò)第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)第二鉆筒在第一鉆筒軸向的相對(duì)位置。

4、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述鉆桿外設(shè)置有第一環(huán)形凸起，第一環(huán)形凸起的外壁上設(shè)置有第一外螺紋，第一鉆筒的內(nèi)壁上設(shè)置有與第一外螺紋螺紋連接的第一內(nèi)螺紋；所述第二鉆筒的內(nèi)壁上設(shè)置有第二環(huán)形凸起，第二環(huán)形凸起的內(nèi)壁上設(shè)置有第二內(nèi)螺紋，第一鉆筒的外壁上設(shè)置有與第二內(nèi)螺紋螺紋連接的第二外螺紋。

5、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述基座的中部安裝有至少兩個(gè)軸承座，鉆桿的后部匹配貫穿所有軸承座的內(nèi)圈；所述基座的一端安裝有兩排活動(dòng)球支撐座，兩排活動(dòng)球支撐座分別支撐于第二鉆筒的兩側(cè)，每個(gè)活動(dòng)球支撐座上均安裝有活動(dòng)支撐于第二鉆筒下端的活動(dòng)球。

6、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述活動(dòng)球支撐座還包括第一夾緊座和第二夾緊座，第一夾緊座的中部與第二夾緊座的中部均開(kāi)設(shè)有弧形槽，兩個(gè)弧形槽配合形成優(yōu)弧槽，活動(dòng)球活動(dòng)嵌設(shè)于優(yōu)弧槽內(nèi)；所述第一夾緊座兩端分別設(shè)置第一插接口和第一插接塊，第二夾緊座的一端設(shè)置有與第一插接口配合插接的第二插接塊，第二夾緊座的另一端設(shè)置有與第一插接塊配合插接的第二插接口；所述第一夾緊座兩端和第二夾緊座的兩端均通過(guò)定位螺栓連接于基座上。

7、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝于基座另一端的第一電機(jī)以及安裝于第一電機(jī)電機(jī)軸上的螺桿，鉆桿的另一端開(kāi)設(shè)有螺紋孔，螺桿螺紋連接于螺紋孔內(nèi)。

8、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)、第一驅(qū)動(dòng)軸和第一渦輪，第一鉆筒的外壁上設(shè)置有與第一渦輪相配合的環(huán)形齒；第一驅(qū)動(dòng)軸同軸安裝于第二電機(jī)的電機(jī)軸上，第一渦輪同軸套接于第一驅(qū)動(dòng)軸外；所述第一驅(qū)動(dòng)軸上開(kāi)設(shè)有沿其軸向延伸的第一滑槽，第一渦輪內(nèi)設(shè)置有與第一滑槽相對(duì)應(yīng)的第二滑槽，第一滑槽內(nèi)滑動(dòng)連接有與第二滑槽配合卡接的第一卡接件，且第一卡接件能夠滑動(dòng)至第二滑槽外以使得第一渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于第一驅(qū)動(dòng)軸外。

9、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一渦輪通過(guò)套接于第一驅(qū)動(dòng)軸外的第一軸承與第二電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述第一卡接件遠(yuǎn)離第一渦輪的一端螺紋連接有第一螺栓，第一滑槽內(nèi)設(shè)置有第一卡接定位孔和第一旋轉(zhuǎn)定位孔，當(dāng)?shù)谝宦菟菁y連接于第一卡接定位孔內(nèi)時(shí)，第一卡接件與第二滑槽配合卡接；當(dāng)?shù)谝宦菟菁y連接于第一旋轉(zhuǎn)定位孔內(nèi)時(shí)，第一卡接件位于第二滑槽外。

10、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三電機(jī)、第二驅(qū)動(dòng)軸和第二渦輪，第二驅(qū)動(dòng)軸同軸安裝于第三電機(jī)的電機(jī)軸上，第二渦輪同軸套接于第二驅(qū)動(dòng)軸外；所述第二驅(qū)動(dòng)軸上開(kāi)設(shè)有沿其軸向延伸的第一滑槽，第二渦輪內(nèi)設(shè)置有與第一滑槽相對(duì)應(yīng)的第二滑槽，第一滑槽內(nèi)滑動(dòng)連接有與第二滑槽配合卡接的第二卡接件，且第二卡接件能夠滑動(dòng)至第二滑槽外以使得第二渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于第二驅(qū)動(dòng)軸外。

11、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第二渦輪通過(guò)套接于第二驅(qū)動(dòng)軸外的第二軸承與第三電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述第二卡接件遠(yuǎn)離第二渦輪的一端螺紋連接有第二螺栓，第一滑槽內(nèi)設(shè)置有第一卡接定位孔和第一旋轉(zhuǎn)定位孔，當(dāng)?shù)诙菟菁y連接于第一卡接定位孔內(nèi)時(shí)，第二卡接件與第二滑槽配合卡接；當(dāng)?shù)诙菟菁y連接于第一旋轉(zhuǎn)定位孔內(nèi)時(shí)，第二卡接件位于第二滑槽外。

12、有益效果：本發(fā)明將鉆桿、第一鉆筒和第二鉆筒同軸連接，可以避免第一鉆筒和第二鉆筒被卡住，在鉆孔時(shí)，通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)鉆桿、第一鉆筒和第二鉆筒于基座的一端同步鉆孔，利用鉆桿、第一鉆筒和第二鉆筒先后鉆孔，針對(duì)超硬巖地層，可以降低掘進(jìn)難度；同時(shí)利用第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以調(diào)整三者在軸向的相對(duì)位置，進(jìn)而根據(jù)實(shí)際情況保證鉆孔的順利。

技術(shù)特征：

1.一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，包括基座(1)以及一端連接有定位鉆的鉆桿(2)，鉆桿(2)活動(dòng)連接于基座(1)的上端；所述鉆桿(2)外同軸連接有第一鉆筒(3)，第一鉆筒(3)外同軸連接有第二鉆筒(4)；所述基座(1)的上端安裝有第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)，用以通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)驅(qū)動(dòng)鉆桿(2)、第一鉆筒(3)和第二鉆筒(4)于基座(1)的一端同步鉆孔；所述基座(1)的上端還安裝有第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)，用以通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)調(diào)節(jié)第一鉆筒(3)在鉆桿(2)軸向的相對(duì)位置；所述基座(1)的上端還安裝有第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)，用以通過(guò)第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)調(diào)節(jié)第二鉆筒(4)在第一鉆筒(3)軸向的相對(duì)位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述鉆桿(2)外設(shè)置有第一環(huán)形凸起(21)，第一環(huán)形凸起(21)的外壁上設(shè)置有第一外螺紋，第一鉆筒(3)的內(nèi)壁上設(shè)置有與第一外螺紋螺紋連接的第一內(nèi)螺紋；所述第二鉆筒(4)的內(nèi)壁上設(shè)置有第二環(huán)形凸起(41)，第二環(huán)形凸起(41)的內(nèi)壁上設(shè)置有第二內(nèi)螺紋，第一鉆筒(3)的外壁上設(shè)置有與第二內(nèi)螺紋螺紋連接的第二外螺紋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述基座(1)的中部安裝有至少兩個(gè)軸承座(8)，鉆桿(2)的后部匹配貫穿過(guò)所有軸承座(8)的內(nèi)圈；所述基座(1)的一端安裝有兩排活動(dòng)球支撐座(9)，兩排活動(dòng)球支撐座(9)分別支撐于第二鉆筒(4)的兩側(cè)，每個(gè)活動(dòng)球支撐座(9)上均安裝有活動(dòng)支撐于第二鉆筒(4)下端的活動(dòng)球(91)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述活動(dòng)球支撐座(9)還包括第一夾緊座(92)和第二夾緊座(93)，第一夾緊座(92)的中部與第二夾緊座(93)的中部均開(kāi)設(shè)有弧形槽，兩個(gè)弧形槽配合形成優(yōu)弧槽，活動(dòng)球(91)活動(dòng)嵌設(shè)于優(yōu)弧槽內(nèi)；所述第一夾緊座(92)兩端分別設(shè)置第一插接口和第一插接塊，第二夾緊座(93)的一端設(shè)置有與第一插接口配合插接的第二插接塊，第二夾緊座(93)的另一端設(shè)置有與第一插接塊配合插接的第二插接口；所述第一夾緊座(92)兩端和第二夾緊座(93)的兩端均通過(guò)定位螺栓連接于基座(1)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)包括安裝于基座(1)另一端的第一電機(jī)(51)以及安裝于第一電機(jī)(51)電機(jī)軸上的螺桿(52)，鉆桿(2)的另一端開(kāi)設(shè)有螺紋孔，螺桿(52)螺紋連接于螺紋孔內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(6)包括第二電機(jī)(61)、第一驅(qū)動(dòng)軸(62)和第一渦輪(63)，第一鉆筒(3)的外壁上設(shè)置有與第一渦輪(63)相配合的環(huán)形齒；所述第一驅(qū)動(dòng)軸(62)同軸安裝于第二電機(jī)(61)的電機(jī)軸上，第一渦輪(63)同軸套接于第一驅(qū)動(dòng)軸(62)外；所述第一驅(qū)動(dòng)軸(62)上開(kāi)設(shè)有沿其軸向延伸的第一滑槽，第一渦輪(63)內(nèi)設(shè)置有與第一滑槽相對(duì)應(yīng)的第二滑槽，第一滑槽內(nèi)滑動(dòng)連接有與第二滑槽配合卡接的第一卡接件(64)，且第一卡接件(64)能夠滑動(dòng)至第二滑槽外以使得第一渦輪(63)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于第一驅(qū)動(dòng)軸(62)外。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述第一渦輪(63)通過(guò)套接于第一驅(qū)動(dòng)軸(62)外的第一軸承(65)與第二電機(jī)(61)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述第一卡接件(64)遠(yuǎn)離第一渦輪(63)的一端螺紋連接有第一螺栓(66)，第一滑槽內(nèi)設(shè)置有第一卡接定位孔和第一旋轉(zhuǎn)定位孔，當(dāng)?shù)谝宦菟?66)螺紋連接于第一卡接定位孔內(nèi)時(shí)，第一卡接件(64)與第二滑槽配合卡接；當(dāng)?shù)谝宦菟?66)螺紋連接于第一旋轉(zhuǎn)定位孔內(nèi)時(shí)，第一卡接件(64)位于第二滑槽外。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)包括第三電機(jī)(71)、第二驅(qū)動(dòng)軸(72)和第二渦輪(73)，第二鉆筒(4)的外壁上設(shè)置有與第二渦輪(73)相配合的環(huán)形齒；所述第二驅(qū)動(dòng)軸(72)同軸安裝于第三電機(jī)(71)的電機(jī)軸上，第二渦輪(73)同軸套接于第二驅(qū)動(dòng)軸(72)外；所述第二驅(qū)動(dòng)軸(72)上開(kāi)設(shè)有沿其軸向延伸的第一滑槽，第二渦輪(73)內(nèi)設(shè)置有與第一滑槽相對(duì)應(yīng)的第二滑槽，第一滑槽內(nèi)滑動(dòng)連接有與第二滑槽配合卡接的第二卡接件(74)，且第二卡接件(74)能夠滑動(dòng)至第二滑槽外以使得第二渦輪(73)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于第二驅(qū)動(dòng)軸(72)外。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，其特征在于，所述第二渦輪(73)通過(guò)套接于第二驅(qū)動(dòng)軸(72)外的第二軸承(75)與第三電機(jī)(71)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述第二卡接件(74)遠(yuǎn)離第二渦輪(73)的一端螺紋連接有第二螺栓(76)，第一滑槽內(nèi)設(shè)置有第一卡接定位孔和第一旋轉(zhuǎn)定位孔，當(dāng)?shù)诙菟?76)螺紋連接于第一卡接定位孔內(nèi)時(shí)，第二卡接件(74)與第二滑槽配合卡接；當(dāng)?shù)诙菟?76)螺紋連接于第一旋轉(zhuǎn)定位孔內(nèi)時(shí)，第二卡接件(74)位于第二滑槽外。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于隧道開(kāi)挖技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種用于超硬巖地層的盾構(gòu)掘進(jìn)裝置，包括基座以及一端連接有定位鉆的鉆桿，鉆桿活動(dòng)連接于基座的上端；所述鉆桿外同軸連接有第一鉆筒，第一鉆筒外同軸連接有第二鉆筒；所述基座的上端安裝有第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)鉆桿、第一鉆筒和第二鉆筒于基座的一端同步鉆孔；所述基座的上端還安裝有第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)第一鉆筒在鉆桿軸向的相對(duì)位置；所述基座的上端還安裝有第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以通過(guò)第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)第二鉆筒在第一鉆筒軸向的相對(duì)位置。本發(fā)明可以避免第一鉆筒和第二鉆筒被卡住，針對(duì)超硬巖地層，可以降低掘進(jìn)難度。

技術(shù)研發(fā)人員：李研,馮通,王旭波,趙強(qiáng),麻超,董聰慧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵七局集團(tuán)第三工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10