[發明專利]一種懸臂掘進機及其施工方法

有效

• 申請號: 202011032504.3
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112031804B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 楊航;賈連輝;姜禮杰;王一新;原曉偉;錢豪;文勇亮
• 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;E21D9/12
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 高園

本發明公開了一種懸臂掘進機及其施工方法，解決了現有技術中懸臂掘進機不能變徑開挖的問題。本發明包括掘進機本體，所述掘進機本體的前部設有多自由度懸臂和清渣機構，多自由度懸臂位于清渣機構的上方，多自由度懸臂的前部設有擴挖截割裝置。本發明懸臂掘進機的多自由度懸臂配合擴挖截割裝置對開挖面進行多自由度靈活開挖，開挖位置和開挖角度便于調節，保證開挖精度。擴挖截割裝置的中心刀盤對開挖面進行滾刀的擠壓破巖在先開挖，伸縮懸切臂的懸切滾刀對中心刀盤開挖的洞壁進行在后懸切開挖，完成隧道的開挖、擴挖一次成型，提高開挖效率。

技術領域

本發明涉及掘進機技術領域，特別是指一種懸臂掘進機及其施工方法。

背景技術

懸臂掘進機是一種大型隧道開挖裝備，在山嶺隧道及城市地鐵工程建設中發揮著重要作用。現有的懸臂掘進機掘進施工時懸臂開挖結構貼緊掌子面，懸臂左右、上下擺動，從一側到另一側順序切割巖石，開挖效率比較低下。且現有掘進機如申請號為CN201220295118.8的一種復合式懸臂掘進機主要用于硬巖地層，一定截面的開挖。開挖面積不可調，適用性不佳進而影響開挖效率。

發明內容

針對上述背景技術中的不足，本發明提出一種懸臂掘進機及其施工方法，解決了現有技術中懸臂掘進機不能變徑開挖的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種懸臂掘進機，包括掘進機本體，所述掘進機本體的前部設有多自由度懸臂和清渣機構，多自由度懸臂位于清渣機構的上方，多自由度懸臂的前部設有擴挖截割裝置。

所述多自由度懸臂包括回轉支撐，回轉支撐轉動設置在掘進機本體上，回轉支撐上設有鉸接座，鉸接座上設有擺臂，擺臂的一端與鉸接座鉸接、另一端設有擴挖截割裝置，擺臂通過擺動油缸與鉸接座相連接。

所述擺臂的前端設有伸縮臂，伸縮臂通過伸縮控制油缸與擺臂相連接，擴挖截割裝置固定在伸縮臂上。

所述擴挖截割裝置包括支撐盤、中心開挖機構和懸臂式開挖機構，支撐盤與主驅動相連接，主驅動帶動支撐盤轉動，所述中心開挖機構設置在支撐盤的中心處，懸臂式開挖機構設置在支撐盤的外沿處，懸臂式開挖機構與中心開挖機構組成傘式收合機構。

所述中心開挖機構包括連接軸和中心刀盤，連接軸的一端與支撐盤固定連接、另一端與中心刀盤相連接，中心刀盤上設有開挖刀具，中心刀盤的直徑不小于支撐盤的直徑。

所述中心刀盤為錐臺型刀盤，開挖刀具設置在錐臺型刀盤的前端面和錐型側面上，中心刀盤通過連接法蘭與連接軸固定連接，所述懸臂式開挖機構與連接法蘭可開合設置。

所述懸臂式開挖機構包括至少兩個伸縮懸切臂，伸縮懸切臂等角度鉸接在支撐盤上，且通過驅動油缸與中心開挖機構相連接。

所述伸縮懸切臂包括固定外臂、伸縮內臂和懸切滾刀，伸縮內臂套設在固定外臂內，且通過伸縮油缸與固定外臂滑動連接，所述伸縮內臂的外端部設有旋轉刀盤，懸切滾刀沿軸向設置在旋轉刀盤上。

所述固定外臂的外壁上設有連接耳座，驅動油缸的一端與連接耳座鉸接、另一端與中心開挖機構的連接法蘭鉸接。

所述旋轉刀盤包括固定部和轉動部，轉動部與固定部之間設有軸承結構，固定部與伸縮內臂固定連接，懸切滾刀固定在轉動部上。

所述掘進機本體的下部設有履帶式行走機構，掘進機本體的后部設有輸送機，輸送機與清渣機構相對應。

一種所述的懸臂掘進機的施工方法，步驟如下：

S1：調整懸臂掘進機的位置，使懸臂掘進機與掌子面處于合適距離，并將擴挖截割裝置的伸縮懸切臂完全收縮至中心刀盤后部；

S2：伸縮控制油缸帶動伸縮臂以及擴挖截割裝置沿掌子面進行掘進，直到擴挖截割裝置的中心刀盤完全掘入掌子面內；