[發(fā)明專利]一種多功能隧道掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810667427.5
• 申請(qǐng)日: 2018-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN109030045B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪開榮;李沿宗;郭海坡;張兵;張振川;周建軍;李鳳遠(yuǎn);陳饋;郭偉鋒;王發(fā)民;褚長(zhǎng)海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵隧道局集團(tuán)有限公司;盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 靳錦;邊延松

本發(fā)明提供了一種多功能隧道掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，所述實(shí)驗(yàn)方法包括組裝多功能隧道掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)置實(shí)驗(yàn)條件、進(jìn)行切削試驗(yàn)、測(cè)量掘進(jìn)的深度、尋找最佳掘進(jìn)工況等步驟,通過壓力筒體內(nèi)的壓力以及氣動(dòng)沖擊器的沖擊力度、沖擊時(shí)間、沖擊次數(shù)等的同時(shí)協(xié)同調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)在不同的持續(xù)壓力和不同的脈沖壓力共同作用下，刀頭掘進(jìn)速度的測(cè)試,該實(shí)驗(yàn)方法可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)施在刀盤上施加持續(xù)壓力和沖擊壓力的關(guān)于隧道掘進(jìn)速度的各種工況的實(shí)驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種多功能隧道掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

盾構(gòu)機(jī)，全名叫盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)，是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、巖石、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測(cè)量導(dǎo)向糾偏等功能，涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測(cè)量等多門學(xué)科技術(shù)，而且要按照不同的地質(zhì)進(jìn)行“量體裁衣”式的設(shè)計(jì)制造，可靠性要求極高。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。

在盾構(gòu)機(jī)的刀頭掘進(jìn)的施工過程中，通常要在刀盤上施加一定的持續(xù)壓力，實(shí)現(xiàn)刀盤與巖石實(shí)現(xiàn)一定持續(xù)性的壓力的接觸，然后轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石的切削；目前，提出了一種通過對(duì)刀盤施加沖擊壓力的方式，通過在刀盤與巖石之間施加間斷的沖擊壓力，然后轉(zhuǎn)動(dòng)刀盤，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖石的切削，該種方式可以保證較好的切削效果同時(shí)，達(dá)到良好的節(jié)能效果。

但是，現(xiàn)有的技術(shù)中并沒有提供一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)在刀盤上施加持續(xù)壓力和沖擊壓力的關(guān)于隧道掘進(jìn)速度的實(shí)驗(yàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供了一種多功能隧道掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，該實(shí)驗(yàn)方法可以同時(shí)完成實(shí)施在刀盤上施加持續(xù)壓力和沖擊壓力的關(guān)于隧道掘進(jìn)速度的各種工況的實(shí)驗(yàn)。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種多功能隧道掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、組裝多功能隧道掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，在實(shí)驗(yàn)裝置的底部設(shè)置有由鋼梁和混凝土澆筑而成的基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)上固定設(shè)置有所述導(dǎo)向筒體，將帶測(cè)試的巖石樣本放置在所述基礎(chǔ)上、在所述導(dǎo)向筒體內(nèi)，在所述導(dǎo)向筒體的上方設(shè)置有所述上架體，上架體可沿所述導(dǎo)向筒體上下滑動(dòng)；

在上架體的中心處設(shè)置有通孔，在通孔中穿設(shè)驅(qū)動(dòng)軸；驅(qū)動(dòng)軸的下端設(shè)置有刀頭，驅(qū)動(dòng)軸的上端設(shè)置有驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)電裝置由變頻電機(jī)和減速裝置組成，驅(qū)動(dòng)軸與減速裝置可驅(qū)動(dòng)的連接，驅(qū)動(dòng)裝置與控制裝置通過導(dǎo)線進(jìn)行連接；在驅(qū)動(dòng)裝置的外部設(shè)置有固定架體，固定架體固定設(shè)置在上架體的上方，在導(dǎo)向筒體的上方固定有壓力筒體；在壓力筒體的側(cè)部設(shè)置有充氣口；在壓力筒體的內(nèi)側(cè)設(shè)置有壓力傳感器；在固定架體的頂部安裝設(shè)置有氣動(dòng)沖擊器，以對(duì)上架體和刀頭施加沖擊；氣動(dòng)沖擊器與控制裝置通過導(dǎo)線進(jìn)行連接；

B、設(shè)置實(shí)驗(yàn)條件：由空氣壓縮機(jī)通過充氣口，為壓力筒體充入氣體，并由壓力傳感器檢測(cè)壓力筒體內(nèi)的實(shí)時(shí)壓力，使得壓力筒體內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定值；通過控制裝置設(shè)定變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過控制裝置設(shè)定調(diào)整氣動(dòng)沖擊器的沖擊力度、沖擊時(shí)間、沖擊次數(shù)；

C、進(jìn)行掘進(jìn)試驗(yàn)：?jiǎn)?dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，刀頭上的刀具切削巖石樣本，并將實(shí)驗(yàn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行規(guī)定的時(shí)間；

D、測(cè)量掘進(jìn)的深度：實(shí)驗(yàn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行規(guī)定的時(shí)間后，關(guān)閉試驗(yàn)裝置，測(cè)量巖石樣本掘進(jìn)深度；

E、尋找最佳掘進(jìn)工況：重復(fù)步驟B-D,設(shè)置不同的壓力筒體內(nèi)的壓力、變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速、氣動(dòng)沖擊器的沖擊力度、沖擊時(shí)間、沖擊次數(shù)等，對(duì)比不同工況下的巖石樣本掘進(jìn)深度，相同時(shí)間內(nèi)掘進(jìn)深度最深的為最佳掘進(jìn)工況。

作為一種多功能隧道掘進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)選方案，在上架體的外圓處設(shè)置有導(dǎo)向凸起，在導(dǎo)向筒體的內(nèi)壁上設(shè)置有導(dǎo)向凹槽，上架體上的導(dǎo)向凸起和導(dǎo)向筒體上的導(dǎo)向凹槽相互配合對(duì)在上架體的上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向。