[发明专利]隧洞硬岩掘进机及其掘进机刀盘

说明书

本发明公开了一种隧洞硬岩掘进机及其掘进机刀盘，掘进机刀盘包括：刀盘(1)；设置于所述刀盘(1)的工作面的滚刀(2)；设置于所述刀盘(1)的工作面的高压水喷嘴(5)；设置于所述刀盘(1)的工作面且用于清除积渣的刮刀(6)，所述刮刀(6)设置于所述高压水喷嘴(5)的周边。本发明提供的掘进机刀盘，在刀盘的工作面还设置用于清除积渣的刮刀，刮刀设置于高压水喷嘴的周边，清除刀盘与掌子面之间的土石渣，保证了高压水喷嘴喷出的水射流可以直接作用于掌子面，有效切割岩石，提高了高压水破岩效率，进而提高了掘进效率；刮刀阻挡积渣向高压水喷嘴运动，有效防止积渣对水力设备(高压水喷嘴)造成堵塞，提高喷嘴使用寿命。

技术领域

本发明涉及掘进机设备技术领域，特别涉及一种隧洞硬岩掘进机及其掘进机刀盘。

背景技术

在跨流域及跨区域的引调水工程中，长隧洞(如南水北调西线工程中隧洞长度超过200km)常常是工程的首选引(输)水建筑物，在地形、地质条件限制的条件下，为提高隧洞施工速度，缩短工程工期，首选施工方案为采用隧洞硬岩掘进机(TBM，Tunnel BoringMachine)施工。根据现有工程资料统计，常规TBM施工平均月进尺为500m～800m，少数工程个别月进尺会超过1000m。因此，长隧洞施工工期一般长达数年到十多年，现有TBM施工效率严重制约着工程工期。

目前，高压水力射流辅助破岩技术已较成熟，并广泛应用于石油及煤炭等行业快速钻井技术中。通过吸收借鉴在石油及煤炭等行业的高压水力射流技术，将传统TBM的掘进技术和高压水力射流技术结合起来，形成了一种新型的高压水力辅助破岩的TBM高效施工设备。以便于提高TBM的施工效率，缩短工期，提高经济效益。

但是，在掘进过程中，TBM的刀盘底部积渣现象普遍，特别在遇到岩体完整性差的地层时，积渣更严重。这种情况下，高压水喷嘴形成的水射流将首先作用在积渣上，无法直接切割岩石，对高压水的破岩效果影响极大，影响掘进效率；并且，积渣对水力设备(高压水喷嘴)可能造成的堵塞，影响高压水喷嘴的使用寿命。

因此，如何提高掘进效率及使用寿命，是本技术领域人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种掘进机刀盘，提高掘进效率及使用寿命。本发明还提供了一种隧洞硬岩掘进机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种掘进机刀盘，包括：

刀盘；

设置于所述刀盘的工作面的滚刀；

设置于所述刀盘的工作面的高压水喷嘴；

设置于所述刀盘的工作面且用于清除积渣的刮刀，所述刮刀设置于所述高压水喷嘴的周边。

可选地，上述掘进机刀盘中，所述刮刀设置于所述高压水喷嘴的前进方向的前侧。

可选地，上述掘进机刀盘中，所述刮刀为燕尾刮刀；

所述燕尾刮刀包括两个对称设置的三角刀片，两个所述三角刀片的第一边与所述刀盘的工作面连接，两个所述三角刀片的第二边相互连接，所述第二边沿远离其与所述第一边的交点的方向向远离所述刀盘的工作面的方向延伸，两个所述三角刀片的第三边朝向所述高压水喷嘴。

可选地，上述掘进机刀盘中，所述高压水喷嘴沿所述滚刀的运行轨迹线布置；

或，所述高压水喷嘴布置于所述滚刀的运行轨迹线的两侧。

可选地，上述掘进机刀盘中，所述刀盘的工作面设置有用于收集岩渣的集渣口。

可选地，上述掘进机刀盘中，所述集渣口的数量为多个且对称设置于所述刀盘工作面的边缘处。

可选地，上述掘进机刀盘中，所述刮刀的高度低于或等于所述滚刀的高度。