[實用新型]模擬隧道分部開挖的多功能智能掘進裝置

有效

• 申請號: 201820567567.0
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN208502781U
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 李朝陽;焦慶磊;王月明;王迎超;楊圣奇;孟波;靖洪文
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10;E21D9/00;E21D11/10;E21D11/15
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 梁天彥

1.一種模擬隧道分部開挖的多功能智能掘進裝置，其特征在于：包括操作平臺、漿液泵送系統、多功能旋轉掘進系統、精準動力推進系統和信息采集及處理系統；其中：

所述操作平臺包括操作平臺板(1)，操作平臺板(1)的一側設有用于組成漿液泵送系統的漿液池(12)和泵送裝置(11)，泵送裝置(11)上方設有用以向漿液池(12)內注漿的導漿噴頭(10)；

所述多功能旋轉掘進系統包括多功能旋轉掘進桶(3)、支撐軸(22)和可升降裝置(5)，多功能旋轉掘進桶(3)安裝于操作平臺板(1)上，操作平臺板(1)的底部安裝用于調節位置的可升降裝置(5)，多功能旋轉掘進桶(3)內部設置一組相互獨立的用于實施鉆孔、注漿或開挖工作的操作通道，支撐軸(22)安裝在多功能旋轉掘進桶(3)內且支撐軸(22)與各個操作通道之間的位置可調；

所述的精準動力推進系統包括螺旋推進桿(40)、傳動軸(6)、設置于操作平臺板(1)上的半圓形凹槽軌道(9)、發動機(8)和變速箱(7)，發動機(8)和變速箱(7)滑動安裝于半圓形凹槽軌道(9)內，傳動軸(6)的一端連接螺旋推進桿(40)、另一端連接變速箱(7)，變速箱(7)表面設置有一組與傳動軸(6)尺寸吻合的圓孔(60～80)，圓孔(60～80)排列成預設形狀用以匹配多功能旋轉掘進桶(3)內的不同掘進通道、實現對隧道進行不同工法的精準分部開挖或全斷面開挖，螺旋推進桿(40)的一端連接傳動軸(6)、另一端連接獨立的操作通道；

所述信息采集及處理系統包括用以對整個裝置進行智能控制的數顯控制箱(13)、用于采集鉆孔、注漿或開挖工作過程中的參數信息的檢測裝置、用于數據處理、分析和顯示的電腦(15)，數顯控制箱(13)和電腦(15)之間通信連接。

2.根據權利要求1所述的模擬隧道分部開挖的多功能智能掘進裝置，其特征在于：所述操作通道包括用于對隧道進行不同工法的精準分部開挖或全斷面開挖的交叉中隔壁法掘進通道(16)、中隔壁法與三臺階法結合掘進通道(17)、三臺階七步法掘進通道(18)、雙側壁導坑法掘進通道(20)和用于鉆孔和注漿的鉆孔與注漿通道(19)；

所述檢測裝置包括設置于操作平臺板(1)上的數字照相裝置(14)、微型攝像頭(28)、液壓傳感器(46)，數字照相裝置(14)用于采集隧道開挖斷面的圖像數據；

所述交叉中隔壁法掘進通道(16)、中隔壁法與三臺階法結合掘進通道(17)、三臺階七步法掘進通道(18)和雙側壁導坑法掘進通道(20)內均設有隔壁支護板和由隔壁支護板隔開的獨立掘進單元(26；30～35；38；39)，鉆孔與注漿通道(19)內包含一個交叉中隔壁支護板和四個獨立的鉆孔與注漿推進單元(50)，各個獨立掘進單元(26；30～35；38；39)和各個鉆孔與注漿推進單元(50)的的后端均設有預留圓孔，螺旋推進桿(40)的另一端通過預留圓孔連接相應的獨立掘進單元(26；30～35；38；39)或鉆孔與注漿推進單元(50)；

所述獨立掘進單元(26；30～35；38；39)的前端設置掘進刀具(27)，掘進刀具(27)上設有微型攝像頭(28)，用以在掘進過程中實時監測；所述掘進刀具(27)沿豎直方向布置若干可旋轉式的圓柱形鋼軸，圓柱形鋼軸前后設有薄鋼板所制成的刀片，掘進刀具(27)沿水平方向等間距布置鋼絲；

所述鉆孔與注漿推進單元(50)的前端設置鉆孔鋼軸(45)或注漿導管(49)，鉆孔與注漿推進單元(50)內部設置輸漿管(47)，輸漿管(47)配有液壓傳感器(46)，用以監測注漿壓力，鉆孔工作時安裝鉆孔鋼軸(45)，鉆孔工作結束后，將鉆孔鋼軸(45)換為注漿導管(49)，輸漿管(47)與導漿噴頭(10)之間通過設置橡膠軟管(48)連接，形成完整的注漿通道。

3.根據權利要求2所述的模擬隧道分部開挖的多功能智能掘進裝置，其特征在于：所述鉆孔鋼軸(45)前端為圓錐體、末端設有彈簧補償器(51)，用以實現鉆孔鋼軸(45)角度的改變，注漿導管(49)前端為空心椎體、表面設有透漿圓孔。