[發明專利]水力-機械TBM刀盤聯合破巖方法及其刀盤及其裝置

在審

• 申請號: 201910587682.3
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110219660A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 盧景景;徐福通;周輝;張傳慶;邱浩權
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D9/10;E21D9/12
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

1.水力-機械TBM刀盤聯合破巖方法，其特征在于：包括如下步驟，

步驟一：安裝聯合破巖TBM刀盤(4)，將聯合破巖TBM刀盤(4)對準待開挖洞室位置；

步驟二：固定TBM外機架，啟動聯合破巖TBM，使TBM向前掘進一個行程；

具體過程為：外機架上撐靴(14)撐緊圍巖洞壁，固定整個TBM的機架；TBM上安裝的高壓水射流噴頭結構(3)和刀盤主體(1)由旋轉驅動(5)驅動旋轉，推進油缸(6.1)向刀盤主體(1)施加推力，TBM被推出，向前掘進；

水刀外接水管道(13)通過水倉(12)供水給高壓水射流噴頭結構(3)；

機械滾刀結構(2)破巖時，高壓水射流噴頭結構(3)隨刀盤主體(1)轉動方向轉動，高壓水射流至相鄰二個機械滾刀結構(2)之間的巖體，構成水力切槽(17)；

機械滾刀結構(2)在水力切槽(17)兩側的掌子面巖石上方進行滾壓；

崩落的巖渣由鏟斗(11)鏟入帶式輸送機(10)，通過帶式輸送機(10)運至機后卸載；推進油缸(6.1)伸長一個行程，刀盤主體(1)及與刀盤主體(1)連接的構件相應向前移動一個行程；

步驟三：重復步驟二，開始下一個行程作業，直至掘進到指定距離；即完成洞室開挖。

2.根據權利要求1所述的水力-機械TBM刀盤聯合破巖方法，其特征在于：在步驟二中，機械滾刀結構(2)自身旋轉的同時隨刀盤主體(1)旋轉；

有水刀旋轉調節部(7)位于旋轉驅動(5)的前部、且與旋轉驅動共軸；所述水倉(12)位于TBM后端已鋪設軌道上；

所述水刀外接水管道(13)設于所述水倉(12)上，所述水倉(12)通過所述水刀旋轉調節部(7)和所述水刀外接水管道(13)與所述高壓水射流噴頭結構(3)連通；

水刀外接水管道(13)與所述水刀旋轉調節部(7)對接。

3.根據權利要求1-2中任一權利要求所述的水力-機械TBM刀盤聯合破巖方法采用的水力-機械聯合破巖TBM刀盤，其特征在于：包括刀盤主體(1)，機械滾刀結構(2)和高壓水射流噴頭結構(3)；

所述機械滾刀結構(2)布置在所述刀盤主體(1)上；所述機械滾刀結構(2)呈間隔設置；

所述高壓水射流噴頭結構(3)安裝于所述刀盤主體(1)上、且位于間隔設置的二個所述機械滾刀結構(2)之間；

設于所述刀盤主體(1)上的所述高壓水射流噴頭結構(3)和所述機械滾刀結構(2)均呈周向布置。

4.根據權利要求3所述的水力-機械TBM刀盤聯合破巖方法采用的水力-機械聯合破巖TBM刀盤，其特征在于：高壓水射流噴頭結構(3)位于間隔設置的二個所述機械滾刀結構(2)的中心點上；

所述高壓水射流噴頭結構(3)包括噴嘴(3.1)、高壓水管道(3.2)、外部球型支撐機構(3.3)、內部球型旋轉機構(3.4)和管道轉向控制器(3.5)；

所述外部球型支撐機構(3.3)安裝固定在所述刀盤主體(1)上；

所述內部球型旋轉機構(3.4)位于所述外部球型支撐機構(3.3)內；所述管道轉向控制器(3.5)布置在所述內部球型旋轉機構(3.4)與所述外部球型支撐機構(3.3)之間；

所述高壓水管道(3.2)依次穿過所述外部球型支撐機構(3.3)和所述內部球型旋轉機構(3.4)、且伸出所述外部球型支撐機構(3.3)；所述高壓水管道(3.2)安裝于所述內部球型旋轉機構(3.4)上；

所述噴嘴(3.1)安裝于所述高壓水管道(3.2)端部、且位于所述外部球型支撐機構(3.3)外側。

5.根據權利要求1-2中任一權利要求所述的水力-機械TBM刀盤聯合破巖方法采用的水力-機械聯合破巖TBM裝置，其特征在于：包括權利要求3-4中任一權利要求所述的聯合破巖TBM刀盤(4)，旋轉驅動(5)，液壓進給系統(6)，水刀旋轉調節部(7)，外機架(8)和后支撐(9)；所述外機架(8)設于所述旋轉驅動(5)外周；所述旋轉驅動(5)位于所述聯合破巖TBM刀盤(4)后側；

所述液壓進給系統(6)位于所述外機架(8)后方；所述后支撐(9)位于所述液壓進給系統(6)后方。