[發明專利]一種硬巖隧道掘進機

有效

• 申請號: 202011442906.0
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112554899B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 劉飛香;程永亮;彭正陽;劉龍;尹建超;暨智勇;陽旭;肖京
• 申請（專利權）人: 中國鐵建重工集團股份有限公司
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D9/06;E21D11/40
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 張勇;周曉艷

本發明提供了一種硬巖隧道掘進機。包括刀盤、前盾、主驅動、連接橋、多功能拼裝機、主推進系統和撐緊盾；所述刀盤和前盾均與主驅動連接，用以驅動刀盤工作并對主驅動進行保護；所述連接橋的一端與前盾連接，所述連接橋的另一端與撐緊盾連接；所述主推進系統的一端與連接橋連接，所述主推進系統的另一端與撐緊盾連接，用以在掘進過程中提供推力；所述連接橋與多功能拼裝機滑動連接；所述多功能拼裝機包括管片拼裝機和鋼拱架拼裝機，用以實現管片、鋼瓦片和鋼拱架的拼裝。本發明通過在連接橋上安裝多功能拼裝機，多功能拼裝機包括管片拼裝機和鋼拱架拼裝機，能實現在復雜地質條件下進行隧道掘進時，根據不同地質選取不同的支護方式。

技術領域

本發明涉及隧道施工技術領域，具體涉及一種硬巖隧道掘進機。

背景技術

在TBM(Tunnel?Boring?Machine，全斷面硬巖隧道掘進機)施工過程中，會經常遇到隧道擴挖和支護問題，在以往設計中，TBM擴挖常采用超挖刀或者刀盤擴徑來解決，超挖刀擴挖范圍小，作用比較局限，采用刀盤擴徑實現隧道擴挖，刀盤要在洞內實現變徑，成本較高，且對施工周期影響較大；TBM的支護方式與隧道地質條件有關，主要有管片支護、鋼拱架支護和鋼瓦片支護等，在地質條件復雜的隧道，則需要多種支護方式混合使用?，F有TBM常采用管片拼裝機或者鋼拱架拼裝機的設計方案，在施工過程中，只能拼裝管片或者鋼拱架、鋼瓦片中的一種，應對復雜地層時支護能力有明顯的不足。

綜上所述，急需一種硬巖隧道掘進機以解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種硬巖隧道掘進機，以解決隧道快速擴挖和復雜地層的支護問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種硬巖隧道掘進機，包括刀盤、前盾、主驅動、連接橋、多功能拼裝機、主推進系統和撐緊盾；所述刀盤和前盾均與主驅動連接，用以驅動刀盤工作并對主驅動進行保護；所述連接橋的一端與前盾連接，所述連接橋的另一端與撐緊盾連接；所述主推進系統的一端與連接橋連接，所述主推進系統的另一端與撐緊盾連接，用以在掘進過程中提供推力；所述連接橋與多功能拼裝機滑動連接；所述多功能拼裝機包括管片拼裝機和鋼拱架拼裝機，用以實現管片、鋼瓦片和鋼拱架的拼裝。

優選的，沿豎直方向所述前盾上設有用于連接主驅動的升降機構，能抬升主驅動實現刀盤的擴挖。

優選的，沿水平方向所述前盾的兩側設有與主驅動連接的頂緊機構；所述頂緊機構包括沿豎直方向設置的舉升機構和楔形滑塊，還包括設置在主驅動上用于與楔形滑塊的斜面配合的主驅動滑塊，用于實現主驅動的穩定抬升。

優選的，所述前盾包括多個盾塊，多個盾塊合圍成主驅動的保護空間，且相鄰盾塊沿前盾的周向鉸接，用以實現前盾隨主驅動的抬升而變形。

優選的，所述前盾與主驅動之間通過多個傳力組件連接；所述傳力組件的軸線沿前盾的徑向設置，且多個傳力組件沿豎直方向對稱設置，用以實現前盾對主驅動的均勻傳力作用。

優選的，所述傳力組件包括嵌套設置的第一筒體和第二筒體；所述第一筒體與第二筒體之間存在0～2mm的間距，使前盾與主驅動之間存在運動間隙；所述第一筒體與前盾連接且所述第二筒體與主驅動連接；或者是，所述第一筒體與主驅動連接且所述第二筒體與前盾連接。

優選的，所述撐緊盾包括兩個支腿和與支腿連接的下撐靴，還包括用于連接支腿與支撐架的伸縮件，用以實現撐緊盾的防扭、調向和糾滾功能。

優選的，一種硬巖隧道掘進機還包括輔助推進系統，所述輔助推進系統包括多組沿前盾周向分布的推進油缸，用于為刀盤提供推力。

優選的，一種硬巖隧道掘進機還包括超前鉆注系統，所述超前鉆注系統與連接橋滑動連接，用以調節鉆探和注漿范圍。

優選的，一種硬巖隧道掘進機還包括配套系統，所述配套系統包括與刀盤連接的出渣系統。

應用本發明的技術方案，具有以下有益效果：