[發明專利]雙盾殼分離式全斷面超前預裂隧道掘進機及其掘進方法

有效

• 申請號: 202210429314.8
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114856595B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 胡少斌;蔡余康;顏正勇;龐爍鋼;張琳;季淮君
• 申請（專利權）人: 河海大學;江蘇中控能源科技有限公司
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D9/08;E21D9/06;E21D9/12
• 代理公司: 南京燦爛知識產權代理有限公司 32356
• 代理人: 趙麗

1.雙盾殼分離式全斷面超前預裂隧道掘進機的掘進方法，其特征在于：包括連接有刀盤（1）的主發動機（6）、分離式的內盾殼（4）和外盾殼（2）、連接內盾殼（4）和環形架（96）的伸縮油缸Ⅰ（8）、與外盾殼（2）相連接的且位于外盾殼（2）與內盾殼（4）之間的滑動支撐（7）和位于環形架（96）上的全斷面超前預裂機構（9），環形架（96）與外盾殼（2）相連且平行位于刀盤（1）的后方，內盾殼（4）與主發動機（6）相連；

全斷面超前預裂機構（9）包括鉆裂臂（91）、伸縮油缸Ⅱ（92）、伸縮桿（93）、支撐架（94）、護臂（95）、環形架（96）和旋轉裝置（97）；伸縮油缸Ⅱ（92）由若干對長伸縮油缸和短伸縮油缸組成，長伸縮油缸連接鉆裂臂（91）下方的短伸縮油缸和伸縮桿（93）；伸縮桿（93）的末端位于與護臂（95）內，護臂（95）與環形架（96）固定連接，伸縮桿（93）穿過護臂（95）與環形架（96）與旋轉裝置（97）相連；支撐架（94）連接護臂（95）和環形架（96）；鉆裂臂（91）與超臨界混相流體儲存室相連；

掘進方法包括以下步驟：

S1，檢查儀器設備；

S2，通過調節伸縮油缸Ⅰ（8），將掘進機調整為預裂模式，即連接有主發動機（6）的內盾殼（4）向環形架（96）移動，連接超臨界混相流體儲存室的鉆裂臂（91）探出刀盤（1）外；

S3，通過控制伸縮油缸Ⅱ（92）和旋轉裝置（97）實現鉆裂臂（91）工作范圍（98）內的全方位旋轉定位；

S4，定位后，驅動鉆裂臂（91）進行超深打孔，打孔完成后進行超臨界流體脈沖預裂；

S5，重復S4，對目標孔位進行預裂；

S6，收回鉆裂臂（91）并疊合，調節伸縮油缸Ⅰ（8），將掘進機調整為掘進模式；

S7，轉動刀盤（1）開始掘進，并啟動履帶式 運輸機（10）搬運碎石；

S8，重復S1到S7；

S4中，超深打孔的深度至少為10m。

2.根據權利要求1所述的雙盾殼分離式全斷面超前預裂隧道掘進機的掘進方法，其特征在于：還包括與內盾殼（4）相連接的人艙（5）；主發動機（6）設置于發動機支架內，發動機支架通過連板與內盾殼（4）固定連接，人艙（5）位于內盾殼（4）與主發動機（6）之間，且位于連板的后方。

3.根據權利要求2所述的雙盾殼分離式全斷面超前預裂隧道掘進機的掘進方法，其特征在于：還包括運送渣石的履帶式運輸機（10）；溜渣板（3）位于履帶式運輸機（10）和外盾殼（2）之間，并與內盾殼（4）固定相連。

4.根據權利要求1所述的雙盾殼分離式全斷面超前預裂隧道掘進機的掘進方法，其特征在于：旋轉裝置（97）包括旋轉電機。

5.根據權利要求1所述的雙盾殼分離式全斷面超前預裂隧道掘進機的掘進方法，其特征在于：主發動機（6）、伸縮油缸Ⅰ（8）、伸縮油缸Ⅱ（92）、旋轉裝置（97）和鉆裂臂（91）均與電源和控制器相連。

6.根據權利要求1所述的雙盾殼分離式全斷面超前預裂隧道掘進機的掘進方法，其特征在于：S1中，在工作前檢查伸縮油缸Ⅰ（8）和伸縮油缸Ⅱ（92）能否正常工作、鉆裂臂（91）與超臨界混相流體儲存室管路連接是否正常、內盾殼（4）和刀盤（1）角度是否傾斜。

7.根據權利要求1所述的雙盾殼分離式全斷面超前預裂隧道掘進機的掘進方法，其特征在于：S3中，短伸縮油缸用于控制鉆裂臂（91）的前后移動，長伸縮油缸用于控制鉆裂臂（91）的上下移動。