[发明专利]一种隧道全断面热熔破岩装置及方法

说明书

本发明公开了一种隧道全断面热熔破岩装置及方法，包括：热熔发生装置，其包括多个水平设置的加热管，加热管固定于控制盘，控制盘与液压推进装置连接，液压推进装置可推动控制盘进而带动加热管水平移动；履带式台车，其顶部设置固定框架，固定框架侧部设置轮轴式升降装置，液压推进装置与轮轴式升降装置连接，以带动热熔发生装置上下移动。

技术领域

本发明属于地下工程施工技术领域，具体涉及一种隧道全断面热熔破岩装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

建设山区高速铁路中,其中隧道的修建往往是整个工程占比最大的，所以隧道开挖速度和施工质量直接影响着高速铁路所带来的社会经济效益。

目前，在隧道开挖的过程中，在地质条件好的区域通常会采用爆破的形式进行，爆破伴随着大量岩石被破碎使其与母岩剥离。岩石破碎意味其利用率将大打折扣，同时碎石的处理还会额外提高工程成本；传统爆破方式存在震动性大、碎石飞溅、粉尘污染等问题严重影响施工人员安全，不利于环保；同时在爆破前将钻孔等设备进行撤除影响建设效率。此外，目前在隧道热熔破岩装置的研发较少，没有全套的隧道硬岩完整性开挖装置。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种隧道全断面热熔破岩装置及方法，该装置具有机械化程度高、岩石整体性好、易于支护的特点。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种隧道全断面热熔破岩装置，包括：

热熔发生装置，其包括多个水平设置的加热管，加热管固定于控制盘，控制盘与液压推进装置连接，液压推进装置可推动控制盘进而带动加热管水平移动；

履带式台车，其顶部设置固定框架，固定框架侧部设置轮轴式升降装置，液压推进装置与轮轴式升降装置连接，以带动热熔发生装置上下移动。

作为进一步的技术方案，所述轮轴式升降装置包括链条，链条绕过链轮设置，链条通过限位卡块与热熔发生装置连接，链轮与动力装置连接。

作为进一步的技术方案，所述控制盘底部设置槽口，对应于槽口处设置输送机，输送机将熔融状岩体输送至岩融仓。

作为进一步的技术方案，所述输送机的输送表面带有隔热挡板；所述岩融仓设置于岩体输送装置以将废渣运出。

作为进一步的技术方案，所述岩体输送装置对应设置于循环冷凝装置下方，循环冷凝装置底部带有添加剂喷口以向岩融仓内添加低温添加剂。

作为进一步的技术方案，所述控制盘和液压推进装置之间设置推力传感器以检测热熔破岩过程中的受力。

作为进一步的技术方案，所述履带式台车还固定设置同步控制装置，同步控制装置与推力传感器、液压推进装置连接。

作为进一步的技术方案，还包括净化排气装置，以将热熔作业以及循环冷凝装置产生的大量水汽中有毒物质过滤吸附后抽排。

第二方面，本发明实施例还提供了一种如上所述的隧道全断面热熔破岩装置的施工方法，包括以下步骤：

在岩体钻孔割缝，沿缝隙嵌入隔热护盾，操控履带式台车进入隧道预定作业区域；

对硬岩工作面进行钻孔，液压推进装置将加热管放入钻孔中，将加热管升温接触硬岩进行熔化，逐步将加热管全部进入岩体内部；

使热熔发生装置上下移动，实现对隧道硬岩全断面的热熔；

热熔过程中呈熔融状岩体输送进入岩融仓汇集，经冷却加工成型后由岩体输送装置运出；

操作履带式台车离开作业区，进行衬砌施工。