[发明专利]螺旋牵拉与推进联合自行进掘进装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种掘进装置及掘进方法，其为地下隧道施工技术提供了一种新型的具有自行走前行及转弯功能的掘进装置和方法，为地下空间的更加充分地开发利用提供了技术支持，属于非开挖地下隧道或管道施工领域。 

背景技术

目前，地下工程的修建将大量遇到在地面建筑物基础或地下建筑物或构筑物之间隧道穿行施工的问题。现应用广泛的非开挖施工技术，诸如盾构法和顶管法的长距离和灵活转弯穿行性难以满足地下空间的施工要求。使得城市地下管网建设和地下空间开发受到很大限制。同时，上述二种技术均需依赖于后方人工结构或构筑物提供掘进装置前进的反力，因此使得掘进装置的行走速度既受到后方支护结构的安装时间影响，又使得支护结构在承受径向使用荷载的同时，还要承担作为掘进装置前行反力的临时施工荷载影响，其结果制约了隧道的施工速度和增加了支护结构不必要的厚度，浪费了支护材料。自行走式隧道或管道施工技术及相应掘进设备的出现，为降低这些不必要的影响提供了一种有效的技术和装备。 

发明内容

为了解决现有掘进装置所存在的土体施工过程中，必须对掘进装置后方的人工构筑物施加反作用压力才能前行的问题，本发明提出了螺旋牵拉与推进联合推进自行进掘进行走装置。 

本发明采用如下技术方案： 

螺旋牵拉与推进联合自行进掘进装置，该装置包括有一节以上的筒体，筒体之间彼此相连；第一节筒体上沿筒体的轴线固定有一个以上的螺旋牵拉装置，所述螺旋牵拉装置绕其自身的轴心旋转，用于挖掘的自由端伸出至掘进装置前方的土体中。所述螺旋牵拉装置与动力驱动源连接。在作为驱动节的筒体的周向成对布置螺旋推进装置；螺旋推进装置由作为旋转轴的横截面为圆筒形或多边形的筒体或棒体或杆体和在其周向上缠绕的螺纹组成；所述螺旋推进装置的轴线与筒体的轴线平行；螺旋推进装置与在掘进装置内部或后部的扭矩驱动源连接。 

所述的掘进装置筒体之间通过液压缸连接。 

所述螺旋牵拉装置为外缠绕螺纹的可承受轴向拉力的实心轴或空心轴，或为无轴螺旋牵拉装置或为能承受轴向拉力的带有外螺纹结构钢骨架。 

所述的驱动螺旋机构旋转的动力驱动源布置在掘进装置内部或掘进装置外部的隧道中 或布置在隧道外侧。 

所述驱动螺旋机构旋转的动力驱动源的驱动形式为一个驱动源带动一个螺旋牵拉装置旋转，或为一个驱动源经过传动机构带动多个螺旋牵拉装置旋转。 

所述螺旋牵拉装置螺纹的横截面牙型形式可以是三角形、方形、梯形、锯齿形、圆弧形、圆形、多边形。 

螺旋牵拉装置与第一节筒体采用径向轴承或推力轴承连接。所述的螺旋牵拉装置为左、右旋向配对使用；所述螺旋牵拉装置的螺纹为单头螺纹或多头螺纹。 

在固定有螺旋牵拉装置的筒体或后一节筒体的外侧，布置螺旋推进装置螺旋推进装置提高掘进装置前行对工作面土体的压力； 

螺旋牵拉装置所述螺旋推进装置的全部螺纹伸出到掘进装置筒体外侧或部分螺纹伸出到掘进装置的筒体外侧。 

本发明的装置的工作过程如下： 

以与掘进装置伸出进入工作面前方土体的螺旋牵拉装置旋转同步或非同步的方式，在掘进装置前方使用人工或机械装置挖土，实现利用伸入土中的螺旋牵拉装置旋转传动带动掘进装置向工作面方向前进的功能。 

当掘进装置需要转弯时： 

A、调整控制螺旋牵拉装置与第一节筒体的联接角度；当欲向左转弯时，使螺旋牵拉装置的轴线向左偏移；当欲向右转弯时，使螺旋牵拉装置的轴线向右偏移；当欲向上转弯时，使螺旋牵拉装置的轴线向上偏移；当欲向下转弯时，使螺旋牵拉装置的轴线向下偏移。 

B、或调整不同侧螺旋牵拉装置螺旋推进装置转速；当欲向左转弯时，降低右侧螺旋牵拉装置推进装置的转速；当欲向右转弯时，降低左侧螺旋牵拉装置螺旋推进装置的转速；当欲向上转弯时，降低下侧螺旋牵拉装置螺旋推进的转速；当欲向下转弯时，降低上侧螺旋牵拉装置推进装置的转速。 

对于由多节筒体组成的掘进装置，还需在采用A方法或B方法的同时，当欲向左转弯时，控制连接前一节筒体内的右侧的液压缸伸长；当需要向右转弯 时，控制连接前一节筒体的内的左侧的液压缸伸长；当需要向上转弯时，控制连接前一节筒体的内的下侧的液压缸伸长；当需要向下转弯时，控制连接前一节筒体的内的上侧的液压缸伸长。 

本发明可以取得如下有益效果：