新型可擴挖硬巖隧道掘進的製造方法
2023-05-20 16:31:51 2
新型可擴挖硬巖隧道掘進的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型可擴挖硬巖隧道掘進機，包括主梁、刀盤、驅動刀盤旋轉的驅動裝置及撐緊洞壁的撐靴機構，所述刀盤上沿圓周方向均勻分布有若干個切割臂滑架，所述切割臂滑架上設有徑向方向上的鍵槽，所述切割臂通過導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設有壓板，所述壓板和所述切割臂滑架的一側構成凹槽結構，所述切割臂的兩側被固定在兩側凹槽內，所述切割臂和所述壓板上均設有相對應的螺紋孔，所述切割臂上還連接有驅動切割臂滑動的液壓油缸在切割臂滑架上滑動到設定位置的切割臂通過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、湧水、溶洞的問題，掘進效率高、環保高效。
【專利說明】新型可擴挖硬巖隧道掘進機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及掘進機【技術領域】，特別是涉及一種新型可擴挖硬巖隧道掘進機。
【背景技術】
[0002]目前，國內外大直徑隧洞的施工常採用的是鑽爆法和全斷面硬巖隧道掘進機(TBM)0鑽爆法施工存在勞動強度大、工期長、危險性大等不利因素。使用全斷面硬巖隧道掘進機具有施工快速、安全、高效等特點，在國內鐵路、水利、國防等隧道中廣泛應用。但是對於大直徑隧道，完全由全斷面硬巖隧道掘進機(TBM)施工完成，需要面對圍巖變形卡機、湧水、溶洞等不良地質的影響。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種新型可擴挖硬巖隧道掘進機，以解決長距離大直徑隧洞施工過程中遇到圍巖收斂卡機、湧水、溶洞等不良地質等問題，以提高掘進效率、環保聞效。
[0004]本實用新型的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的新型可擴挖硬巖隧道掘進機:包括主梁、刀盤、驅動刀盤旋轉的驅動裝置及撐緊洞壁的撐靴機構，所述刀盤上沿圓周方向均勻分布有若干個切割臂滑架，所述切割臂滑架上設有徑向方向上的鍵槽，所述切割臂通過導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設有壓板，所述壓板和所述切割臂滑架的一側構成凹槽結構，所述切割臂的兩側被固定在兩側凹槽內，所述切割臂和所述壓板上均設有相對應的螺紋孔，所述切割臂上還連接有驅動切割臂滑動的液壓油缸，在切割臂滑架上滑動到設定位置的切割臂通過螺栓與所述壓板固定連接。
[0005]所述主梁包括置於導洞段中的前主梁和置於主洞段中的後主梁，所述前主梁上連接有操作控制室、導洞底支撐、推進缸、撐靴機構及穩定前期導洞的頂部護盾裝置，所述操作控制室安裝在前主梁的前端，所述導洞底支撐豎向固定連接在前主梁的下方，推進缸的前端固定連接在前主梁上，所述撐靴機構的前端固定連接推進缸的後端，撐靴機構在軸向方向與前主梁滑動連接，所述前主梁的後端固定連接頂部護盾裝置；
[0006]所述後主梁上連接有刀盤、驅動裝置、撐靴機構、拖拉油缸及後支撐，所述後主梁的前端連接刀盤，驅動裝置固定連接刀盤及後主梁，所述撐靴機構在軸向方向與後主梁滑動連接，所述撐靴機構的後端固定連接拖拉油缸的如端，拖拉油缸的後端固定連接在後王梁上，所述後支撐豎向固定連接在後主梁的下方。
[0007]所述刀盤的邊緣上設有刮渣口，所述刀盤的背面設有轉運渣土的集渣鬥，所述集渣鬥的下方設置有皮帶輸送機。
[0008]所述撐靴機構為X型撐靴機構。
[0009]所述刀盤上設有用於檢查刀具和圍巖狀況人孔。
[0010]所述切割臂在刀盤上呈螺旋形分布。
[0011]所述刀盤上的切割臂有六個。
[0012]與現有技術相比，本實用新型新型可擴挖硬巖隧道掘進機具有以下優點:
[0013]1.本實用新型新型可擴挖硬巖隧道掘進機中的切割臂通過導向平鍵定位在滑架上，所述滑架的兩側設有壓板，切割臂通過螺栓連接在壓板上，切割臂上還連接有驅動切割臂滑動的液壓油缸，鬆開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滑架徑向移動，進而帶動滾刀裝置在洞壁徑向的不同位置移動，使刀盤具有可變徑擴挖的功能，從而能夠解決長距離大直徑隧洞遇到圍巖收斂卡機的問題；
[0014]2.本實用新型新型可擴挖硬巖隧道掘進機適應在開挖一個直徑較小的導洞並加固過的地方進行掘進，能夠避免湧水、溶洞等不良地質的影響，提高掘進效率、環保高效等問題；
[0015]3.本實用新型新型可擴挖硬巖隧道掘進機的前、後主梁上連接有撐緊洞壁的撐靴機構，撐靴機構為X型撐靴機構，採用X型撐靴機構在兩端撐緊洞壁的方式，使刀盤在旋轉掘進過程中，主梁受力好，刀盤的振動小,掘進效率高；
[0016]4、本實用新型新型可擴挖硬巖隧道掘進機的前主梁的後端固定連接頂部護盾裝置，所述頂部護盾裝置處在刀盤的前端，頂部護盾裝置能夠在刀盤旋轉掘進過程中穩定前期導洞，使導洞與主洞的過渡處穩定不塌陷；
[0017]5.本實用新型新型可擴挖硬巖隧道掘進機的切割臂在刀盤上呈螺旋形分布時，當滾刀旋轉滾動破巖時，刀盤上的滾刀可同時按照螺旋軌跡向外移動，通過滾刀作不斷改變著、徑向的移動，隧洞的圓形斷面可發生改變，掘進效率高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明新型可擴挖硬巖隧道掘進機側面結構示意圖；
[0019]圖2是本發明新型可擴挖硬巖隧道掘進機的刀盤結構示意圖；
[0020]圖3是圖2的B-B局部剖視結構示意圖；
[0021]圖4是是本發明新型可擴挖硬巖隧道掘進機的撐靴機構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]【專利附圖】
【附圖說明】中標號I是導洞，2是操作控制室，3是導洞底支撐，4是推進缸，5是撐靴機構，6是前主梁，7是頂部護盾裝置，8是刀盤，9是集渣鬥，10是皮帶輸送機，11是驅動裝置，12是撐靴機構，13是拖拉油缸，14是後主梁，15是後支撐，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是導向平鍵，24是螺栓，25是壓板。
[0023]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型新型可擴挖硬巖隧道掘進機作進一步說明:
[0024]如圖1-4所示，本實施例中，新型可擴挖硬巖隧道掘進機包括主梁、刀盤8、驅動刀盤旋轉的驅動裝置11及撐緊洞壁的撐靴機構，所述刀盤上沿圓周方向均勻分布有若干個切割臂滑架21，所述切割臂滑架21上設有徑向方向上的鍵槽，所述切割臂17通過導向平鍵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的兩側設有壓板25，所述壓板25和所述切割臂滑架21的一側構成凹槽結構，所述切割臂17的兩側被固定在兩側凹槽內，所述切割臂17和所述壓板25上均設有相對應的螺紋孔，所述切割臂17上還連接有驅動切割臂17滑動的液壓油缸22，在切割臂滑，21上滑動到設定位置的切割臂17通過螺栓24與所述壓板25固定連接。
[0025]所述主梁包括置於導洞I段中的前主梁6和置於主洞16段中的後主梁14，所述前主梁6上連接有操作控制室2、導洞底支撐3、推進缸4、撐靴機構5及穩定前期導洞的頂部護盾裝置7，所述操作控制室2安裝在前主梁6的前端，所述導洞底支撐3豎向固定連接在前主梁6的下方，推進缸4的前端固定連接在前主梁6上，所述撐靴機構5的前端固定連接推進缸4的後端，撐靴機構5在軸向方向與前主梁6滑動連接，所述前主梁6的後端固定連接頂部護盾裝置7 ；
[0026]所述後主梁上14連接有刀盤8、驅動裝置11、撐靴機構12、拖拉油缸13及後支撐15，所述後主梁14的前端連接刀盤8，驅動裝置11固定連接刀盤8及後主梁14，所述撐靴機構12在軸向方向與後主梁14滑動連接，撐靴機構12的後端固定連接拖拉油缸13的前端，拖拉油缸13的後端固定連接在後主梁14上，所述後支撐15豎向固定連接在後主梁14的下方。
[0027]所述刀盤8的邊緣上設有刮渣口 19，所述刀盤8的背面設有轉運渣土的集渣鬥9，所述集渣鬥9的下方設置有皮帶輸送機10。
[0028]所述撐靴機構為X型撐靴機構。
[0029]所述刀盤上設有用於檢查刀具和圍巖狀況人孔20。
[0030]所述切割臂17在刀盤8上呈螺旋形分布。
[0031]所述刀盤8上的切割臂17有六個。
[0032]本實用新型新型可擴挖硬巖隧道掘進機的工作原理:
[0033]採用新型可擴挖硬巖隧道掘進機施工，應先沿隧道全長開挖一個直徑較小的導洞I並加固。
[0034]新型可擴挖硬巖隧道掘進機的工作分為兩個步驟，分別為掘進和換步兩個動作。
[0035]掘進時，新型可擴挖硬巖隧道掘進機的X型撐靴機構5撐緊導洞1，導洞底支撐3升起離開導洞洞壁，頂部護盾裝置7貼近導洞巖壁，開挖主洞16段穩定X型撐靴機構12撐緊主洞洞壁，主洞尾部的後支撐15升起離開主洞洞壁，通過操作控制室2操控驅動裝置11帶動刀盤8旋轉，推進缸4和拖拉油缸13伸出，帶動前主梁6和後主梁14往前推進，實現破碎巖石，成型隧道巖壁。破碎的石渣通過刀盤背面的集渣鬥9轉運至皮帶輸送機10上，從而運出洞外。
[0036]使用六個切割臂17將隧洞擴挖到規定的直徑。切割臂17利用液壓油缸22的液壓力沿導向平鍵23實現在滑架21上的徑向移動，然後再使用螺栓24固定，破巖滾刀布置在徑向可移動的切割臂17上，從而可實現洞徑開挖的變化。
[0037]換步時，新型可擴挖硬巖隧道掘進機刀盤8不動作，X型撐靴機構5離開導洞1，導洞底支撐3下落撐緊導洞洞壁底部，頂部護盾裝置7脫離導洞巖壁，開挖主洞16段穩定X型撐靴機構12收回離開主洞洞壁，主洞尾部的後支撐15下落撐緊主洞洞壁，然後推進缸4和拖拉油缸13收縮帶動X型撐靴機構5和穩定X型撐靴機構12向其推進，開始另一次的循環掘進。
[0038]上面結合附圖對本實用新型優選的【具體實施方式】作出了詳細說明，但本實用新型不局限於所描述的實施方式。對本領域的技術人員而言，在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下對這種實施方式進行多種變化、修改、替換和變形仍落入本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種新型可擴挖硬巖隧道掘進機，包括主梁、刀盤、驅動刀盤旋轉的驅動裝置及撐緊洞壁的撐靴機構，其特徵在於:所述刀盤上沿圓周方向均勻分布有若干個切割臂滑架，所述切割臂滑架上設有徑向方向上的鍵槽，所述切割臂通過導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設有壓板，所述壓板和所述切割臂滑架的一側構成凹槽結構，所述切割臂的兩側被固定在兩側凹槽內，所述切割臂和所述壓板上均設有相對應的螺紋孔，所述切割臂上還連接有驅動切割臂滑動的液壓油缸在切割臂滑架上滑動到設定位置的切割臂通過螺栓與所述壓板固定連接。
2.根據權利要求1所述的新型可擴挖硬巖隧道掘進機，其特徵在於:所述主梁包括置於導洞段中的前主梁和置於主洞段中的後主梁，所述前主梁上連接有操作控制室、導洞底支撐、推進缸、撐靴機構及穩定前期導洞的頂部護盾裝置，所述操作控制室安裝在前主梁的前端，所述導洞底支撐豎向固定連接在前主梁的下方，推進缸的前端固定連接在前主梁上，所述撐靴機構的前端固定連接推進缸的後端，撐靴機構在軸向方向與前主梁滑動連接，所述前主梁的後端固定連接頂部護盾裝置； 所述後主梁上連接有刀盤、驅動裝置、撐靴機構、拖拉油缸及後支撐，所述後主梁的前端連接刀盤，驅動裝置固定連接刀盤及後主梁，所述撐靴機構在軸向方向與後主梁滑動連接，撐靴機構的後端固定連接拖拉油缸的如端，拖拉油缸的後端固定連接在後王梁上，所述後支撐豎向固定連接在後主梁的下方。
3.根據權利要求1或2所述的新型可擴挖硬巖隧道掘進機，其特徵在於:所述刀盤的邊緣上設有刮渣口，所述刀盤的背面設有轉運渣土的集渣鬥，所述集渣鬥的下方設置有皮帶輸送機。
4.根據權利要求1或2所述的新型可擴挖硬巖隧道掘進機，其特徵在於:所述撐靴機構為X型撐靴機構。
5.根據權利要求1或2所述的新型可擴挖硬巖隧道掘進機，其特徵在於:所述刀盤上設有用於檢查刀具和圍巖狀況人孔。
6.根據權利要求1或2所述的新型可擴挖硬巖隧道掘進機，其特徵在於:所述切割臂在刀盤上呈螺旋形分布。
7.根據權利要求1或2所述的新型可擴挖硬巖隧道掘進機，其特徵在於:所述刀盤上的切割臂有六個。
【文檔編號】E21D9/087GK204163731SQ201420569357
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】李建斌, 翟國強, 賀飛, 卓興建 申請人:中鐵工程裝備集團有限公司