[發(fā)明專利]一種豎井刀盤(pán)、掘進(jìn)系統(tǒng)以及掘進(jìn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211008630.4
• 申請(qǐng)日: 2022-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115341905A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉飛香;文威;姚滿;范嵐;劉學(xué);陳亮;丁張飛;馬海成;唐崇茂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)鐵建重工集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): E21D1/03
• 分類號(hào): E21D1/03;E21D1/06;E21D1/08;E21D5/04
• 代理公司: 長(zhǎng)沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43214
• 代理人: 李杰強(qiáng);周曉艷

本發(fā)明的豎井刀盤(pán)包括刀架主體、外徑刀盤(pán)組件以及中心刀盤(pán)組件；外徑刀盤(pán)組件包括內(nèi)刀盤(pán)、外刀盤(pán)、第一伸縮件以及第二伸縮件；本發(fā)明通過(guò)第一伸縮件帶動(dòng)內(nèi)刀盤(pán)在掌子面開(kāi)挖出環(huán)槽，并且通過(guò)外刀盤(pán)對(duì)環(huán)槽擴(kuò)徑，實(shí)現(xiàn)一次分級(jí)掘進(jìn)，并且擴(kuò)徑后的環(huán)槽便于管片在硬巖地層順利入巖，而中心刀盤(pán)組件對(duì)環(huán)槽中心的區(qū)域進(jìn)行開(kāi)挖掘進(jìn)，實(shí)現(xiàn)二次分級(jí)掘進(jìn)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種掘進(jìn)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)主體、截割設(shè)備以及豎井刀盤(pán)；本發(fā)明的掘進(jìn)系統(tǒng)配備了兩套用于掘進(jìn)的執(zhí)行設(shè)備，能夠適用不同地質(zhì)情況的掘進(jìn)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種掘進(jìn)方法，根據(jù)不同的地質(zhì)情況選擇不同的執(zhí)行設(shè)備，能夠適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)情況且有效提高掘進(jìn)效率，并且還能減少刀具的磨損情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及豎井施工領(lǐng)域，具體涉及一種豎井刀盤(pán)、掘進(jìn)系統(tǒng)以及掘進(jìn)方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，豎井建造需求越來(lái)越多，呈爆發(fā)性增長(zhǎng)趨勢(shì)，豎井作為通往地球深部的最便捷通道，一直以來(lái)在城市地下空間、交通運(yùn)輸、礦山開(kāi)采、海綿城市等不同建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，目前豎井建造主要以人工明挖法和豎井掘進(jìn)機(jī)為主，因豎井是一種豎直方向的建筑物，在自上而下的挖掘過(guò)程中，地層一般都要經(jīng)歷從軟到硬、水壓從低到高的變化，且隨著豎井深度的增加，這種地層起伏變化相比水平隧道更大。

現(xiàn)有豎井施工存在的問(wèn)題是：1、傳統(tǒng)的人工法機(jī)械化程度低，安全性較差，人員作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大，特別是在地下水豐富的地層中開(kāi)挖時(shí)，止水困難或費(fèi)用昂貴，工程進(jìn)度難以保證；2、現(xiàn)有沉井式豎井掘進(jìn)機(jī)主要依靠截割臂開(kāi)挖，切削功率小，主要適用于軟土及軟巖地層施工，當(dāng)井深較大或井筒穿越地質(zhì)復(fù)雜，在一定深度下遭遇基巖(硬巖)時(shí)，破巖困難、刀具損耗大，導(dǎo)致管片入巖困難，尤其是華南地區(qū)，傳統(tǒng)的施工工藝和施工設(shè)備難以適應(yīng)。

綜上所述，急需一種豎井刀盤(pán)、掘進(jìn)系統(tǒng)以及掘進(jìn)方法以解決人工法開(kāi)挖帶來(lái)的問(wèn)題以及現(xiàn)有豎井掘進(jìn)設(shè)備無(wú)法適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)情況的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種豎井刀盤(pán)、掘進(jìn)系統(tǒng)以及掘進(jìn)方法，以解決人工法開(kāi)挖帶來(lái)的問(wèn)題以及現(xiàn)有豎井掘進(jìn)設(shè)備無(wú)法適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)情況的問(wèn)題，具體技術(shù)方案如下：

一種豎井刀盤(pán)，包括刀架主體、外徑刀盤(pán)組件以及中心刀盤(pán)組件；外徑刀盤(pán)組件以及中心刀盤(pán)組件均設(shè)置在刀架主體上；沿豎井刀盤(pán)的徑向，外徑刀盤(pán)組件位于中心刀盤(pán)組件靠近井壁的一側(cè)，通過(guò)中心刀盤(pán)組件和外徑刀盤(pán)對(duì)掌子面進(jìn)行分級(jí)開(kāi)挖；外徑刀盤(pán)組件包括內(nèi)刀盤(pán)、外刀盤(pán)、第一伸縮件以及第二伸縮件；

內(nèi)刀盤(pán)以及外刀盤(pán)上均設(shè)置有用于掘進(jìn)的第一刀具；第一伸縮件的兩端分別連接內(nèi)刀盤(pán)和刀架主體，第一伸縮件的伸縮方向與內(nèi)刀盤(pán)的掘進(jìn)方向一致；所述外刀盤(pán)活動(dòng)設(shè)置在內(nèi)刀盤(pán)上，第二伸縮件的兩端分別連接外刀盤(pán)和內(nèi)刀盤(pán)，通過(guò)第二伸縮件伸縮實(shí)現(xiàn)外徑刀盤(pán)組件變徑。

以上技術(shù)方案優(yōu)選的，所述刀架主體包括中心筒以及刀梁；多組刀梁沿中心筒的周向等距固定在中心筒上，外徑刀盤(pán)組件一一對(duì)應(yīng)設(shè)置在刀梁上；中心刀盤(pán)組件同軸固定在中心筒上。

以上技術(shù)方案優(yōu)選的，所述刀梁上固定設(shè)置有導(dǎo)向筒；第一伸縮件同軸設(shè)置在導(dǎo)向筒內(nèi)，且第一伸縮件的一端鉸接導(dǎo)向筒的內(nèi)壁或刀梁的內(nèi)壁，第一伸縮件的伸縮端與內(nèi)刀盤(pán)固定連接。

以上技術(shù)方案優(yōu)選的，所述導(dǎo)向筒的內(nèi)周壁與第一伸縮件的外壁之間設(shè)置有密封件。

以上技術(shù)方案優(yōu)選的，所述外徑刀盤(pán)組件還包括設(shè)置在內(nèi)刀盤(pán)上的擋板，擋板用于外刀盤(pán)的豎向限位。

以上技術(shù)方案優(yōu)選的，所述中心刀盤(pán)組件包括中心刀盤(pán)以及伸縮結(jié)構(gòu)；伸縮結(jié)構(gòu)設(shè)置在中心刀盤(pán)和中心筒之間，伸縮結(jié)構(gòu)的伸縮方向與掘進(jìn)方向一致；中心刀盤(pán)上設(shè)置有用于掘進(jìn)的第二刀具。

以上技術(shù)方案優(yōu)選的，中心刀盤(pán)的切割外徑大于或等于內(nèi)刀盤(pán)的切割內(nèi)徑，且中心刀盤(pán)與內(nèi)刀盤(pán)在掘進(jìn)方向錯(cuò)位設(shè)置。

以上技術(shù)方案優(yōu)選的，所述中心刀盤(pán)組件還包括錐形刀盤(pán)；錐形刀盤(pán)同軸設(shè)置在中心刀盤(pán)上；所述中心刀盤(pán)遠(yuǎn)離掌子面的背部設(shè)置有攪拌棒。