[實用新型]一種利用加壓水破巖的掘進機

有效

• 申請號: 201822233970.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN209670976U
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 李建斌;卓興建;張家年;楊洋;寧向可;李坤;歐陽凱
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10
• 代理公司: 41125 鄭州優盾知識產權代理有限公司
• 代理人: 張紹琳;李宣宣<國際申請>=<國際公布>

本實用新型公開了一種利用加壓水破巖的掘進機，解決的是隨著巖石強度的增加，滾刀異常磨損和更換頻率的增加，隨之帶來盾構掘進效率的降低，掘進成本增加等問題。本實用新型包括掘進機主機，掘進機主機上設有刀盤，所述的刀盤上設有加壓水發生裝置。本實用新型采用水刀代替傳統的金屬刀具，不僅破巖效率大大提升，同時在掘進上軟下硬等嚴重不均勻地質時，解決了傳統的金屬刀具極易發生異常損壞的難題，從而節約了刀具成本及換刀風險，而且采取懸切破巖或擠壓破巖的方式，大大提升了開挖效率，降低了開挖成本。

技術領域

本實用新型涉及隧道掘進機領域，具體涉及一種利用加壓水破巖的掘進機。

背景技術

目前隧道掘進針對于巖層來講，主要是依靠盤型滾刀擠壓巖石達到破碎巖體的目的，其主要克服的是巖石的抗壓強度，針對一般強度的巖層，其破巖效率尚可，但隨著巖石強度的增加，滾刀擠壓破巖的效率逐步下降，滾刀異常磨損和更換頻率的增加，隨之帶來盾構掘進效率的降低，掘進成本增加。同時在掘進上軟下硬等嚴重不均勻地質時，傳統的金屬刀具極易發生異常損壞。

加壓水射流技術的原理是以水或者其他液體為工作介質，通過增壓設備加壓到數百兆帕后通過特定形狀的噴嘴，最后以極高的速度噴出的一股能量高度集中的加壓水流束，這種加壓水流束具有很強的破壞性。

實用新型內容

本實用新型為了解決背景技術中所存在的技術問題，提供一種利用加壓水破巖的掘進機。

為解決上述技術問題，本實用新型采用下述技術方案：一種利用加壓水破巖的掘進機，包括掘進機主機，掘進機主機上設有刀盤，所述的刀盤上設有加壓水發生裝置。

所述的加壓水發生裝置包括加壓水發射噴嘴，加壓水發射噴嘴設置在刀盤上。

所述的刀盤為錐形刀盤，加壓水發射噴嘴的中軸線與掌子面之間不垂直設置。

所述的刀盤為平面刀盤，加壓水發射噴嘴的中軸線與掌子面垂直設置。

與所述的加壓水發射噴嘴相連設有加壓水輸出系統，所述的加壓水輸出系統包括加壓泵站，加壓泵站通過加壓管路與加壓水發射噴嘴連接。

所述的加壓水發生裝置還包括箱體，箱體固定在刀盤上，箱體一端與加壓水發射噴嘴連接、另一端與加壓管路連接。

所述的箱體一端與加壓水發射噴嘴可拆卸連接。

一種利用加壓水破巖的掘進機的掘進方法，包括以下步驟：①啟動加壓水輸出系統：加壓水輸出系統啟動后，加壓泵站對水流增壓后輸出加壓水流束，至加壓水流束的壓力達到切割巖石所需的壓力；

②啟動掘進機主機：刀盤系統的刀盤受驅動系統驅動開始旋轉，進而帶動加壓水發射噴嘴開始旋轉，加壓水輸出系統輸出的加壓水流束通過加壓水發射噴嘴射出，加壓水流束形成水刀；

③水刀開挖掌子面：步驟②形成的水刀切割掌子面巖石進行破巖。本實用新型破巖后的巖渣與水經出渣系統排出，同時步進系統驅動掘進機主機繼續移動，直至破巖工程結束。

步驟②所述的水刀為傾斜的水刀或垂直的水刀。

步驟③所述的水刀切割掌子面巖石：刀盤為錐形刀盤時，水刀為傾斜的水刀，掌子面為臨空面，當掌子面巖石受到水刀的作用力超過掌子面巖石的抗拉強度后，巖石從掌子面巖石的臨空面一側脫落。

步驟③所述的水刀切割掌子面巖石：刀盤為平面刀盤時，水刀為垂直的水刀，水刀貫入掌子面巖石并侵入巖石節理，當掌子面巖石受到水刀的作用力超過掌子面巖石的抗壓強度后，掌子面巖石上產生切槽，同時加壓水流束迫使巖石節理擴展而破碎，進而巖石從掌子面剝落。