[发明专利]一种水平掘进装置

说明书

本发明公开了一种水平掘进装置，包括：掘进装置主机，掘进装置主机包括前盾筒体，前盾筒体内设有前隔板和后隔板；至少一个用于通过脉冲放电产生的冲击波、射流或等离子通道的力学效应使岩石破碎的电脉冲钻头，所有电脉冲钻头均固定在前隔板和后隔板上；与电脉冲钻头相连、用于为电脉冲钻头提供高压电脉冲的电脉冲发生器。该水平掘进装置无需电脉冲钻头旋转即可实现破岩，钻头不易磨损；且采用电脉冲钻头脉冲放电的能量进行破岩，相比于通过滚刀的机械切削进行破岩，该水平掘进装置受岩石硬度等外在因素的影响较小，从而可实现在极端工况条件下的高效破岩，破岩效率高。

技术领域

本发明涉及掘进设备技术领域，更具体地说，涉及一种水平掘进装置。

背景技术

全断面硬岩隧道掘进机和盾构机，作为主要的隧道施工设备，在城市地下轨道交通、铁路及道路(包括水下)隧道等基础设施建设中，具有广泛应用。

现有技术中的全断面硬岩隧道掘进机和盾构机，通常包括主驱动，主驱动的输出端设有刀盘，全断面硬岩隧道掘进机和盾构机主要利用旋转刀盘上的刀具对地层进行机械切削或破碎，以实现全断面开挖。然而，这种机械旋转切削破岩的方式，经常受到岩石硬度等外在因素的影响，尤其是在极端工况条件下，掘进速度异常缓慢，而且刀具与岩石接触摩擦切削，刀具损坏几率大，同时也增大了施工成本。因此亟需研究高效破岩技术。

因此，如何提供一种可提高破岩效率且刀具不易磨损的水平掘进装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种水平掘进装置，破岩效率高，钻头不易磨损。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水平掘进装置，包括：

掘进装置主机，所述掘进装置主机包括前盾筒体，所述前盾筒体内设有前隔板和后隔板；

至少一个用于通过脉冲放电产生的冲击波、射流或等离子通道的力学效应使岩石破碎的电脉冲钻头，所有所述电脉冲钻头均固定在所述前隔板和所述后隔板上；

与所述电脉冲钻头相连、用于为所述电脉冲钻头提供高压电脉冲的电脉冲发生器。

优选地，所述掘进装置主机内部设有用于为所述电脉冲钻头提供放电介质的钻井液管路。

优选地，所述掘进装置主机内部设有用于将破碎的渣土和岩石输送出去的排渣管路。

优选地，所述掘进装置主机包括后盾筒体，所述电脉冲发生器设置在的所述后盾筒体内。

优选地，所述电脉冲钻头包括：

设于所述前盾筒体的中心部的第一电脉冲钻头；

分布于所述第一电脉冲钻头外周部的至少三个第二电脉冲钻头。

优选地，单个所述电脉冲钻头包括：

与所述电脉冲发生器的正负极对应相连的高压电极和低压电极；

与所述高压电极相连的连接杆；

与所述低压电极相连、套设于所述连接杆外周部的套筒，所述套筒和所述连接杆之间设有用于使所述高压电极和所述低压电极绝缘的第一绝缘套管。

优选地，所述高压电极包括与所述连接杆可拆卸连接的电极接头，以便于更换不同的所述高压电极。

优选地，所述连接杆可导电，所述连接杆通过高压缆线与所述电脉冲发生器相连。

优选地，所述套筒可导电，还包括套设于所述第一绝缘套管外周部的第二绝缘套管，所述第二绝缘套管内设有用于放置低压缆线的缆线通道，所述低压缆线的两端分别与所述套筒和所述电脉冲发生器相连。