[发明专利]一种分体式硬岩掘进机

说明书

一种分体式硬岩掘进机，工程机械领域；本发明掘进技术包括：刀盘弧型切刀环向切割岩筒；刀盘中心水磨钻与劈裂器取出岩芯；各岩筒间切锯纵向切割管片；刀盘中心截锯横向分离管片；中刀盘前支撑定位刀盘完工硬岩岩壁，后支撑推进中刀盘旋转切割分离管片，大刀盘前支撑定位中刀盘完工岩壁，后支撑推进中刀盘旋转切割分离管片，外排系统排出全部管片。本发明利用掘进空间硬岩制造管片衬砌掘进岩壁、剩余管片销售收入节约投资、硬岩切割量少、资源利用率高、掘进速度快、掘进成本低、工程投资少、构建物使用寿命1000年。解决了现有技术硬岩切割量大、浪费资源、掘进速度慢、掘进成本高、购买混凝土管片、构建物使用寿命短等问题。

技术领域

本发明一种分体式硬岩掘进机，属于工程机械技术领域。

背景技术

现有硬岩掘进技术优势：全断面硬岩隧道掘进机(TBM)是集机械、电子、液压、激光、控制等技术于一体的高自动化设备，可以同时实现设备推进、硬岩破碎、岩渣排出、支护安装管片等作业，具有施工一次成型、不受外界气候影响、减少对地面建筑物和交通的影响，是城市地下管廊、地铁隧道、铁路公交、军事设施等硬岩工程掘进最有发展潜力的机械设备。

现有硬岩掘进工程技术问题：(1)浪费资源：现有技术硬岩掘进工程不利用构成地壳几十亿年的硬岩资源，将优质硬岩全断面切割成建筑垃圾浪费资源；排放建筑垃圾产生运出成本；存放建筑垃圾占用土地同时污染环境；购买钢筋混凝土管片产生运入成本；购买的钢筋混凝土管片开采铁矿石炼钢和开采石灰石生产混凝土又多方污染环境、消耗不可再生资源、浪费投资等问题； (2)掘进进度慢：现有技术掘进硬岩切削工程量大、刀具磨损快、掘进姿态难控制、管片上浮、孤岩难处理、卡螺旋输送机、卡住掘进机诸多问题等待解决；(3)地质环境风险大：现有硬岩掘进技术在掘进管廊隧道过程中，掘进推力数千吨，容易导致地面隆起或塌陷，干扰地质环境能力大等难以避免掌控的风险； (4)掘进成本高：掘进设备数千万元人民币，使用寿命十公里报废或者大修，掘进设备折旧成本高；(5)工程造价高：资源未利用、掘进进度慢、切削工程量大、设备折旧成本高，导致工程造价高；(6)工程使用成本高；现有技术硬岩掘进管廊隧道采用购买钢筋混凝土管片衬砌，衬砌材料的性质导致管廊隧道设计使用寿命仅为100年，使用寿命短决定了使用成本高；(7)管廊隧道寿命到期难题多：一是到期不能超期使用，超期使用将产生城市水、电、气、暖、讯不定时瘫痪灾难性风险；二是不能原址拆除重建，原址拆除重建周期长、拆除重建期间城市难以正常运转、人民难以正常生产生活；三是难以另选址再建替换，另选址再建替换存在是否有合适地下空间、巨额投资百年一循环永无止境、长期巨额投资来源都是重大的问题；(8)遗留隐患：无论哪种方式解决，都将形成长期的、巨大的人财物力和环境成本难以承受的压力，都是留给子孙后代难以解决的隐患。

解决现有掘进技术工程问题方向：利用硬岩资源可以解决现有掘进技术浪费资源、减少排放建筑垃圾费用、减少占用土地和污染环境、减少购买混凝土管片费用、工程建造成本高问题、建造工程使用寿命短问题、工程使用寿命到期遗留诸多难以解决的隐患等问题。

硬岩建筑现实与历史案例：中国江西赣州硬岩建造排水沟千年后仍在使用；赵州桥硬岩建造已1400年依然完好；土耳其寺庙12000年雕刻动物场景清晰可辨；岩石圈构成地壳46亿年仍在运转；硬岩来自于地壳岩石圈与岩石圈同寿命、硬岩管片来自于硬岩与硬岩同寿命。诸多现实与历史案例能够佐证：硬石复合材料管廊隧道使用寿命1000年以上。

发明内容

为解决现有掘进技术上述问题，本发明提供了一种分体式硬岩掘进机，采用这种掘进机能够将掘进空间硬岩制成管片，所述管片增强为复合材料管片返回掘进空间衬砌节约购买管片投资；剩余管片直销或者增强复合材料管片销售，将现有盾构技术的硬岩资源切割成建筑垃圾排放大量支出，转变为本发明将硬岩资源制成硬岩增强复合材料管片销售大量收入，彻底解决现有技术问题。