[發明專利]渣土前排式水平擴挖隧道裝置及其施工方法

有效

• 申請號: 201811449528.1
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109441472B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 武軍;李興鋒;廖少明;劉孟波;胡煦芫;趙若妤;杜俊黎;劉超
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63926部隊;上海同榮土木工程科技有限公司
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10;E21D9/13;E21D9/00
• 代理公司: 31290 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 葉鳳

本發明屬于隧道工程開挖施工領域，提供一種渣土前排式水平擴孔裝置及其施工方法。本發明通過千斤頂推動牽引電機沿著軸向運動，同時驅動牽引齒輪管件轉動，并帶動刀盤轉動，從而使刀盤上的擴徑刀旋轉破碎切割巖土體，破碎巖土體形成的渣土進入渣土艙；進一步渣土從渣土艙中掉落進入出渣盤后，在推鏟推動下，通過高壓空氣從出渣孔套管中被向前吹出。與現有技術相比，本發明的有益效果在于：效率高，克服了淺埋開挖施工和深埋人員無法直立施工的缺點；施工安全性高，人員不用直接進入隧道內施工；經濟性好，用工量少，節約人工成本，而且能適應多種地層。

技術領域

本發明屬于隧道工程開挖施工領域，涉及渣土前排式水平擴孔裝置及其施工方法。

背景技術

實際工程中常需開挖直徑約1米到2米左右的小型隧道，如電力工程和市政工程中的管線隧道，這種隧道開挖非常困難。直徑超過2米的隧道，施工人員可以直立進入隧道內施工，直徑小于1米的隧道，可以采用專業的小型水平定向鉆機施工，但是直徑超過1米的水平鉆機非常少見，價格也極其昂貴，經濟性很差。由于缺乏專用的施工機械，埋深較淺的小型隧道采用明挖法施工，開挖工程量很大，外界氣象條件對施工影響較大，而且施工對周邊環境、城市地面交通和居民造成嚴重的影響；埋深較大的小型隧道只能采用人工開挖，由于施工人員在隧道內無法直立，人員效率低下，材料運輸不便，安全保護裝置安裝空間狹小，施工進度和安全無法保證，有時迫于無奈只能加大至常規直徑開挖。

因此，目前亟需尋求一種技術難度低、施工簡單、經濟性高的水平擴挖隧道裝置及其施工方法。

發明內容

本發明的目的就是，為了克服現有技術存在的缺陷，提供一種渣土前排式水平擴挖隧道裝置及其施工方法，克服淺埋開挖施工和深埋人員無法直立施工的缺陷。

為了實現上述目標，本發明提供了如下技術方案：

一種渣土前排式水平擴挖隧道裝置，包括牽引系統、擴孔系統和排渣系統；牽引系統包括牽引器固定架、牽引器固定錨桿、牽引電機、導軌、電機推進千斤頂、牽引齒輪管件、牽引軸、牽引軸外套管、軸承、密封潤滑油、軸向限位閥，牽引器固定架進一步包括牽引器固定架支架、牽引器固定架頂板、牽引器固定架底板；擴孔系統包括刀盤、擴徑刀、攪拌棒、渣土艙；排渣系統包括高壓氣管、高壓氣泵、推鏟、推鏟支座、推鏟千斤頂、出渣孔套管、出渣盤、高壓氣管保護網罩。

其中，牽引器固定架頂板與牽引器固定架底板上下平行設置，牽引器固定架支架縱向設置在牽引器固定架頂板、牽引器固定架底板之間，并與牽引器固定架頂板、牽引器固定架底板共同構成牽引器固定架；牽引器固定架通過牽引器固定錨桿固定在穩定巖層上，具體的，在牽引器固定架底板下端設置若干牽引器固定錨桿，若干牽引器固定錨桿通過鉆孔固定的方式安裝在穩定巖層中。

進一步，牽引電機安設在牽引器固定架中，牽引電機的輸出端設置有牽引齒輪管件，牽引軸的前段穿設于牽引齒輪管件中，并與牽引齒輪管件咬合連接。具體的，牽引齒輪管件內設置有主動齒輪，牽引軸上設置有從動齒輪，所述從動齒輪與主動齒輪咬合傳動連接。

沿擬建隧道的中心軸線處開設有水平的牽引孔，在擬建隧道距下部邊緣一定距離開設有水平的出渣孔。

進一步，牽引孔中安裝牽引軸外套管，牽引軸的后段穿設在牽引軸外套管中，牽引軸外套管中每隔一段距離安裝一個軸承，使牽引軸能夠保持在擬建隧道的中心軸線上；軸承之間還裝有密封潤滑油，以減少轉動摩擦。

進一步，刀盤為輻條式結構，擴徑刀安裝在刀盤前端的主梁上，刀盤的后方設置有渣土艙，渣土艙中設置有攪拌棒，攪拌棒的轉動中心與刀盤轉動中心同軸設置，牽引軸后端依次與刀盤轉動中心、攪拌棒轉動中心固定連接。