[發(fā)明專(zhuān)利]數(shù)控全自動(dòng)全斷面巖石盾構(gòu)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310181434.1
• 申請(qǐng)日: 2013-05-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103256058A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岑益南
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 岑益南
• 主分類(lèi)號(hào): E21D9/087
• 分類(lèi)號(hào): E21D9/087
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 張貴賓

（一）????????技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明屬于建筑工程機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)控全自動(dòng)全斷面巖石盾構(gòu)機(jī)。

（二）????????背景技術(shù)

目前，在巖石隧道工程中全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)比傳統(tǒng)的鉆爆法進(jìn)尺速度高、安全性好、質(zhì)量好、費(fèi)用低，所以施工方式首選全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)，但是現(xiàn)有技術(shù)的巖石隧道掘進(jìn)機(jī)也有許多缺陷，對(duì)地層、地質(zhì)狀況十分敏感。現(xiàn)有技術(shù)的全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)是根據(jù)隧道面巖石的地質(zhì)參數(shù)量體裁衣而設(shè)計(jì)的，而許多隧道面巖石是復(fù)雜的巖體，就是在單一巖體上，當(dāng)出現(xiàn)斷層破碎帶，巖石離散性大，或有溶洞、涌水等底層時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)通過(guò)能力大受限制，乃至被巖層夾住進(jìn)退不得，甚至被塌方埋住，危險(xiǎn)事故的發(fā)生必須采取相應(yīng)的輔助措施，而現(xiàn)有技術(shù)全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)的刀盤(pán)是由兩個(gè)半圓組成直徑，與所挖道洞直徑相同的實(shí)體，隔斷刀盤(pán)前的超前空間，超前空間險(xiǎn)情處理十分困難。現(xiàn)有技術(shù)知識(shí)機(jī)械化技術(shù)設(shè)備，掘進(jìn)仍是由司機(jī)操縱，換刀和換步仍是專(zhuān)業(yè)工人操作，在地下隧道洞中通風(fēng)、高溫、粉塵、爆巖。塌方、涌水和有毒氣體等都會(huì)威脅人的生命和健康，尤其是埋層深和長(zhǎng)度大的巖石隧道。

現(xiàn)有技術(shù)的全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)必須換步、刀盤(pán)維修以及處理影響通過(guò)的故障等輔助工時(shí)占去全部工作時(shí)間的一半以上，實(shí)際掘進(jìn)時(shí)間小于一半，未能發(fā)揮應(yīng)有效能。

現(xiàn)有技術(shù)全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)中心刀多為滾刀，因中心位置滾動(dòng)速度極低乃至為0，刀盤(pán)中心附近實(shí)際并未滾動(dòng)，那是在擠壓、消耗大量動(dòng)力和刀盤(pán)的壓力，效率很低，而且無(wú)法超前掘進(jìn)探測(cè)。

現(xiàn)有技術(shù)全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)不能像泥土盾構(gòu)一樣采用盾殼支護(hù)，因巖石洞壁會(huì)有浮石，會(huì)使盾殼卡住，只能是敞開(kāi)式或部分支護(hù)，所以不成為盾構(gòu)機(jī)。

現(xiàn)有技術(shù)全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)，刀盤(pán)由兩半圓拼成，直徑大于成洞直徑，又因整機(jī)移動(dòng)是用千斤頂換步來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)開(kāi)挖工作完成后，很難從已鋪好的成洞退回，只能拆散后將零部件撤回。

（三）????????發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于埋層深、長(zhǎng)度大的巖石隧道施工的數(shù)控全自動(dòng)全斷面巖石盾構(gòu)機(jī)。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種數(shù)控全自動(dòng)全斷面巖石盾構(gòu)機(jī)，包括機(jī)艙殼，其特征在于：所述機(jī)艙殼內(nèi)前后依次設(shè)置有前機(jī)艙、中機(jī)艙和后機(jī)艙，前機(jī)艙、中機(jī)艙和后機(jī)艙內(nèi)分別設(shè)置有前艙機(jī)械手、中艙機(jī)械手和后艙機(jī)械手，前機(jī)艙前端設(shè)置有連接鏟斗總稱(chēng)的刀盤(pán)，刀盤(pán)上安裝有中心刀，鏟斗總稱(chēng)連接位于機(jī)艙殼內(nèi)的內(nèi)出渣皮帶，內(nèi)出渣皮帶末端連接外出渣皮帶；機(jī)艙殼外環(huán)繞有鏈軌護(hù)盾，鏈軌護(hù)盾包括通過(guò)鏈軌板連接的導(dǎo)向輪、支撐輪和驅(qū)動(dòng)輪。

本發(fā)明的更優(yōu)方案為：

所述前機(jī)艙內(nèi)設(shè)計(jì)有工具存放區(qū)和工具更換區(qū)，中機(jī)艙內(nèi)設(shè)置有自動(dòng)控制系統(tǒng)，且中機(jī)艙上設(shè)置有可密封的艙門(mén)，后機(jī)艙末端外側(cè)安裝有輔管片機(jī)械手。

所述刀盤(pán)為輪輻式刀盤(pán)，其中間設(shè)置的中心刀為三牙輪鉆，刀盤(pán)上安裝滾刀的是圓柱形刀桿，中心刀向外依次設(shè)置有沿刀盤(pán)對(duì)稱(chēng)的輪轂刀、輪輻刀和輪緣刀，上述刀具上均設(shè)置有壓力傳感器和壓力發(fā)出訊號(hào)裝置，刀盤(pán)的邊緣設(shè)置有均勻分布的四個(gè)鏟斗。

所述鏈軌護(hù)盾包括通過(guò)支撐活塞桿連接機(jī)艙殼的支撐油缸，支撐油缸上設(shè)置有穿過(guò)承托輪的支撐橋，承托輪位于支撐輪下方，兩相鄰支撐橋末端設(shè)置有位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)護(hù)板和外護(hù)板。

所述連接鏈軌板的驅(qū)動(dòng)輪上設(shè)置有大齒輪，大齒輪通過(guò)小齒輪與相互配合的蝸輪、蝸桿連接，蝸桿連接液壓馬達(dá)和快速小齒輪，蝸輪通過(guò)離合器連接快速大齒輪，快速大齒輪連接快速小齒輪。

所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括變壓器、液壓站、水泵、空壓站、動(dòng)力裝置、自動(dòng)駕駛儀和控制箱。

所述刀盤(pán)上刀具的工作點(diǎn)在隧道洞內(nèi)運(yùn)動(dòng)形成同心圓，相鄰兩同心圓的間距是刀盤(pán)設(shè)計(jì)的刀間距。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明在整體裝置上采用了相應(yīng)的技術(shù)措施：

（1）采用鏈軌式全護(hù)盾，該鏈軌全護(hù)盾像泥土盾構(gòu)機(jī)的盾殼一樣，把主機(jī)全包圍了形成一個(gè)安全區(qū)，而鏈軌全護(hù)盾設(shè)有支撐輪和支撐油缸，相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)的支撐油缸，而鏈軌相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)的支撐靴，同時(shí)鏈軌全護(hù)盾上設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪和導(dǎo)向輪，驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生主機(jī)前進(jìn)或后退的強(qiáng)勁動(dòng)力。而導(dǎo)向輪用修正機(jī)身繞自身軸線(xiàn)偏轉(zhuǎn)的方向。