[发明专利]一种隧道掘进机及其施工法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种隧道掘进机及其施工法，属于土木工程基础施工技术领域。

背景技术

现有全断面隧道掘进机具有一次开挖完成隧道的特色,从开挖、推进、撑开全由该机具完成，开挖速度是传统钻炸工法的5倍。但是全断面隧道掘进机的制造工艺复杂，技术附加值高，国际上只有少数几个国家的企业具有能力生产，造价高昂。

发明内容

本发明提出的是一种隧道掘进机及其施工法，其目的旨在克服现有技术存在的缺陷，其主要优点：具有全断面隧道掘进机具有一次开挖完成隧道的特色，而且利用链刀挖掘岩土，其制造工艺简单、质量好、施工周期短、成本低。

本发明的技术解决方案：隧道掘进机包括前段和后段，前段机架与后段框架相连，机架和框架的外轮廓线与隧道外轮廓线相同，前段由机架和挖掘机组成，挖掘机由若干个链式挖掘装置组成，若干个链式挖掘装置并列成一排，在掘进方向链式挖掘装置的尾部错开排列，若干个链式挖掘装置在掘进方向的投影面与机架的截面相同；链式挖掘装置由传动装置和链刀组成，传动装置由驱动装置和链轮等组成，链刀由链条和固定于链条上的刀具组成；挖掘岩土部分的链刀位于机架的外侧，返回部分的链刀位于机架的内部；机架的前端面设有链刀运行的轨道，前端面的两角部外侧设有链刀运行的弧形轨道，利用链式挖掘装置尾部错开排列形成的空间，使机架前部的各结构件连接成一个整体，除链刀外链式挖掘装置的运动部件均安装在机架内，除链刀的入口和出口外，机架前部的各室体均是与岩土隔离的腔体；施工时驱动装置驱动链刀运行，机架前端的刀具挖掘全断面岩土，并将已挖掘的岩土送至机架内的岩土输送机的入口，岩土输送机在机架内将岩土送至后方，机架的前端设有泥浆喷嘴。

隧道掘进机是利用链式挖掘装置错开排列形成的空间，使有运动部件的各腔室均有人行通道和维修操作空间。

链刀是在机架的腔体内进行更换的，以适应不同地质条件和维护需要。

本发明的优点：具有全断面隧道掘进机具有一次开挖完成隧道的特色，而且利用链刀挖掘岩土，其制造工艺简单、质量好、施工周期短、成本低。

附图说明

图1是由前段1和后段2组成的隧道掘进机的结构示意图，也是由驱动装置6-1和链轮6-2等组成传动装置6，也是由传动装置6和链刀7组成的链式挖掘装置5的结构示意图；

图2是图1的A向视图，也是链式挖掘装置5尾部错开排列形成的空间，使前段机架3与后段2连接成一个整体的结构示意图；

图3是图1的B向视图，也是由15个链式挖掘装置5组成的挖掘机4的结构示意图；

图4是前端机架3的泥浆喷嘴3-1的机构示意图；

图5是除链刀7的入口和出口外，机架3前部的各室体均是与岩土隔离的腔体的结构示意图；也是利用链式挖掘装置5错开排列形成的空间，使有运动部件的各腔室均有人行通道和维修操作空间的机构示意图,也是由纵向岩土输送机8-1和横向岩土输送机8-2组成的岩土输送机8的结构示意图；

图6是链刀7的结构示意图，(a)是链条7-1和刀具7-2的结构示意图，也是由A十字节7-1-1和B十字节7-1-2组成的链条7-1的十字节的结构示意图；也是链条7-1实现空间弯曲的结构示意图。(b)是链刀由绳索7-1B和刀具7-2B组成的结构示意图；也是绳索7-1B和刀具7-2B的结构示意图；

图7是隧道掘进机的链刀轨道的结构示意图，轨道的类型包括A、B、C1、C2和D 共5种，其中A是平面型，B是凸型，C1、C2是凹型；

图8是D为纵向多排轨道错开成锥型的结构示意图；

图9是隧道掘进机的D型轨道和多排链刀的结构示意图；

图中的1是由隧道掘进机的前段机架3和挖掘机4组成的前段；2是隧道掘进机的后段；3是隧道掘进机的前段机架；3-1是前端机架3的泥浆喷嘴；4是由若干个链式挖掘装置5组成的挖掘机；5是由传动装置和链刀7组成的链式挖掘装置；6是由驱动装置6-1和链轮6-2等组成的传动装置；6-1是传动装置6的驱动装置；6-2是传动装置6的链轮；7是挖掘岩土的链刀，由链条7-1和刀具7-2组成；7-1是组成链刀7的链条，包括履带、绳索和柔性带；7-1-1是组成链条十字节的A十字节；7-1-2是组成链条十字节的B十字节；7-1B是组成链刀4的钢索；7-2是固定在链条7-1上的挖掘岩土的刀具；7-2B是固定在钢索7-1B上的挖掘岩土的刀具；8是岩土输送机；8-1是纵向岩土输送机；8-2是横向岩土输送机。

具体实施方式