[發明專利]短距離重合斷面掘進機

有效

• 申請號: 201310713367.3
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103670433A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 李建斌;張玉鋒;李普慶;寧向可;賀飛
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;鄭園

技術領域

本發明屬于機械設備技術領域，尤其涉及一種用于地鐵過站、非圓形斷面開挖的新型掘進機。

背景技術

針對非圓形斷面的開挖，目前有鉆爆法和全斷面仿形開挖兩種方式。鉆爆法施工一般都人工打眼或鑿巖機打眼放炮的方式開挖，對環境破壞擾動較大，有較大的安全隱患。特別對于城市、煤礦、有易燃易爆氣體的區域等是限制鉆爆法的使用。全斷面仿形開挖法施工需要全斷面仿形掘進機和相應的支護措施，整機的投資成本高，設備結構復雜，整機設備長，組裝空間限制，施工成本高昂，尤其對于短距離斷面開挖，如地鐵過站等，而且并不是所有斷面形狀都能夠無盲區的仿形開挖。

針對地鐵過站的施工，使用什么樣的設備和采用如何方式進行施工，是迫切需要解決的問題。此專利“短距離重合斷面掘進機”和“重合開挖工法”主要解決在圍巖可以自穩下的地鐵過站、非圓形斷面的開挖問題。

發明內容

本發明所要解決的是針對地鐵過站、短距離非圓形斷面的開挖等技術問題，提供一種短距離重合斷面掘進機。

為了解決以上技術問題采用以下技術方案：一種短距離重合斷面掘進機，依次由刀盤、驅動、護盾、推進及支撐系統、尾部支撐系統、出渣輸送機連接而成，所述的推進及支撐系統由至少兩個主梁推進撐靴系統組成；每個主梁推進撐靴系統包括主梁、推進油缸和撐靴，撐靴呈X型布置，撐靴的每個方位角上均設有至少一對撐靴腳。

所述主梁推進撐靴系統中的撐靴由撐靴腳、撐靴導向柱、撐靴油缸、撐靴滑動架組成；主梁前端與驅動連接，滑動架導軌設置在主梁上，撐靴滑動架滑動設置在滑動架導軌上，推進油缸與滑動架導軌平行設置，推進油缸設置在主梁前端與撐靴滑動架之間，撐靴腳和撐靴滑動架之間設有撐靴導向柱和撐靴油缸。

所述的刀盤為平面刀盤或錐形刀盤，驅動主要由箱體、馬達、減速裝置、主軸承、密封、環件組成，刀盤通過法蘭與驅動的環件相連，護盾布置在驅動的四周，主梁前端通過法蘭與驅動的箱體連接，尾部支撐系統與主梁后端連接，出渣輸送機設置在尾部支撐系統后部。

所述的尾部支撐系統包括尾部滑動架、尾部垂直調整油缸、尾部撐靴腳、尾部導向柱、尾部支撐油缸、尾部水平調整油缸、尾部支撐架；尾部滑動架設置在主梁后端，尾部滑動架上設有尾部垂直調整油缸和尾部水平調整油缸，尾部支撐架活動設置在尾部滑動架上，尾部撐靴腳和尾部支撐架之間設有尾部導向柱和尾部支撐油缸。

依次由刀盤、驅動、護盾、兩個主梁推進撐靴系統、尾部支撐系統、出渣輸送機連接而成并由控制系統進行控制；刀盤在驅動的驅動下切削巖面，通過刀盤集渣斗收集巖渣由出渣輸送機出渣，每個主梁推進撐靴系統配置一個X型布置的撐靴。

半工掘進模式時的工作過程如下：開始掘進時，主梁上的所有撐靴撐緊巖壁，尾部支撐系統收起離開底部巖壁，刀盤、護盾、驅動、主梁在推進油缸作用下，向前掘進一個油缸行程，尾部支撐系統伸出撐緊支撐在底部巖壁上，主梁上的所有撐靴縮回離開巖壁，推進油缸復位帶動撐靴恢復到初始狀態，開始下一工作循環準備，一個換步掘進的工作模式完成。

全工掘進模式時的工作過程如下：包括兩個主梁推進撐靴系統，分別命名為第一主梁推進撐靴系統、第二主梁推進撐靴系統；第一主梁上的第一撐靴撐緊巖壁，第一撐靴在第一推進油缸的伸出作用下掘進一個行程，刀盤、護盾、驅動、第一主梁、第二主梁、第二推進油缸、第二撐靴、尾部支撐系統向前移動一個推進油缸一的行程，此時第二撐靴撐緊巖壁，第一撐靴縮回，第二推進油缸伸出一個油缸行程，推進油缸快速回收復位，準備下一個交替掘進狀態。

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本發明短距離重合斷面掘進機可以多次重合開挖和掘進模式特點是其他掘進機所不具備的。本發明精化設備，又降低設備及施工成本。在使用本發明進行地鐵過站施工、及巷道施工后，可以根據需要斷面情況對斷面進行人工修正得到最終的斷面形狀。

本發明考慮了多次重合開挖、無支護連續掘進對撐靴布置空間的要求，通過合理布局撐靴的撐靴腳的方位角，撐靴支撐點在上部，使短距離重合斷面掘進機能夠實現重合掘進，完成非圓形斷面開挖，不同于其它掘進機的支撐方式。在圍巖可以自穩地質下，使巖石承受的局部應力減小，分散了對巖石的擾動，對軟圍巖的有良好適應性，能夠實現多次重合掘進得到需要的斷面。

????本發明具有進行半工掘進模式和全工掘進模式。半工掘進模式換步時，不能進行掘進，即只有撐靴撐緊巖壁時，才能掘進；全工掘進模式，不需要后支撐進行換步，采用主梁推進撐靴交替推進掘進。