[發(fā)明專利]一種高壓水空化破巖TBM及其施工方法

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• 申請日: 2019-08-31
• 公開（公告）號: CN110410093A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚順輝;郭付軍;李光;周小磊;朱團輝;許順海;馮超強;高可可;張凱;徐志良
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10;E21D9/11
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 高園

1.一種高壓水空化破巖TBM，包括主機（1），其特征在于：所述主機（1）的前端設(shè)有刀盤（2），刀盤（2）上設(shè)有脈沖空化噴嘴（3），脈沖空化噴嘴（3）與高壓水系統(tǒng)相連接，刀盤（2）的后部連接有真空排污系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水空化破巖TBM，其特征在于：所述刀盤（2）與設(shè)置在主機（1）內(nèi)部的主驅(qū)動（13）相連接，刀盤（2）的前端面上設(shè)有進渣口（5），刀盤（2）的后部設(shè)有泥水艙（21），泥水艙（21）的下部設(shè)有出渣口（6），出渣口（6）與真空排污系統(tǒng)相連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓水空化破巖TBM，其特征在于：所述脈沖空化噴嘴（3）沿刀盤（1）徑向成排設(shè)置，出渣口（6）設(shè)置在相鄰兩排或四排脈沖空化噴嘴（3）之間，每個脈沖空化噴嘴（3）的兩側(cè)均設(shè)有耐磨保護塊（4）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高壓水空化破巖TBM，其特征在于：所述高壓水系統(tǒng)包括高壓水泵組（8），高壓水泵組（8）上設(shè)有第一高壓管路（14），第一高壓管路（14）通過多路高壓回轉(zhuǎn)組件（12）與刀盤高壓管路（2）相連接，刀盤高壓管路（2）的一端與多路高壓回轉(zhuǎn)組件（12）轉(zhuǎn)動連接、另一端與脈沖空化噴嘴（3）相連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓水空化破巖TBM，其特征在于：所述高壓水泵組（8）設(shè)置在后部拖車上，高壓水泵組（8）與水箱或外部水管相連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或5所述的高壓水空化破巖TBM，其特征在于：所述真空排污系統(tǒng)包括真空射流裝置（11）和渣水分離裝置（15），真空射流裝置（11）的進渣端通過吸渣管（9）與出渣口（6）相對應，真空射流裝置（11）的進渣端通過排渣管（10）與渣水分離裝置（15）相連接，真空射流裝置（11）上設(shè)有空壓管（19），通過空壓管（19）通入壓縮空氣。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓水空化破巖TBM，其特征在于：還包括連續(xù)皮帶機（17），連續(xù)皮帶機（17）位于渣水分離裝置（15）的出渣口下方，渣水分離裝置（15）的出液端連接有廢水收集箱（16），廢水收集箱（16）上連接有排污管路（23），排污管路（23）上設(shè)有排污泵（18）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高壓水空化破巖TBM，其特征在于：所述排污管路（19）上設(shè)有過濾凈化裝置（20），過濾凈化裝置（20）上設(shè)有出水管（22），出水管（22）與高壓水泵組（8）相連接。

9.一種如權(quán)利要求1或8所述的高壓水空化破巖TBM的施工方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1：啟動高壓水泵組，調(diào)整高壓水泵組的運行參數(shù)；

S2：主驅(qū)動驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)動，同時，在高壓水泵組的作用下，高壓水通過刀盤上的脈沖空化噴嘴后產(chǎn)生空化水射流，瞬間產(chǎn)生高壓和微射流，對巖石進行破碎；

S3：掘進中產(chǎn)生的水和碎渣順著刀盤進渣口和排渣口流出到刀盤后部泥水艙區(qū)域，然后在真空射流裝置作用下，將刀盤后部泥水艙區(qū)域的水和碎渣吸出；再利用壓縮空氣將水和碎渣輸送到后方的渣水分離裝置內(nèi)；

S4：水和碎渣經(jīng)過渣水分離裝置的分離后，碎渣落到連續(xù)皮帶機上，經(jīng)連續(xù)皮帶機輸送到洞外；污水排進入廢水收集箱里，再通過排污泵將污水排放到隧道外或污水進入過濾凈化裝置，污水經(jīng)過濾凈化后進入高壓水泵組，實現(xiàn)水循環(huán)。