[发明专利]刀盘总成、隧道掘进设备及隧道掘进施工方法

权利要求书

1.一种刀盘总成，其特征在于，包括可定轴转动的刀盘，所述刀盘的前端面上沿其径向往复移动地设置有与掌子面配合的若干高压射流喷头组件以及若干冲击装置，各所述高压射流喷头组件沿所述刀盘的周向及径向顺序排布，各所述冲击装置沿所述刀盘的周向及径向顺序排布，且所述高压射流喷头组件及所述冲击装置均与所述刀盘联动。

2.如权利要求1所述的刀盘总成，其特征在于，所述刀盘上设置有若干滚刀，各所述滚刀沿所述刀盘的前端面的径向和周向均匀布置并与所述刀盘联动。

3.如权利要求1所述的刀盘总成，其特征在于，各所述高压射流喷头组件与各所述冲击装置沿所述刀盘的前端面的径向交替间隔设置。

4.如权利要求1所述的刀盘总成，其特征在于，所述刀盘的前端面上设置有若干沿其径向延伸的辐条，各所述辐条沿所述刀盘的前端面的周向均匀布置，所述辐条上移动设置有定位组件，任一所述定位组件上设置有至少一个所述高压射流喷头组件和/或至少一个所述冲击装置。

5.如权利要求1所述的刀盘总成，其特征在于，所述刀盘上设置有能够控制所述高压射流喷头组件和所述冲击装置沿所述刀盘的轴向的作业长度的伸缩装置。

6.如权利要求5所述的刀盘总成，其特征在于，所述刀盘上设置有能够控制所述高压射流喷头组件的作业角度的转向装置。

7.如权利要求1所述的刀盘总成，其特征在于，所述高压射流喷头组件为纯水喷头组件、后混式磨料喷头组件或前混式磨料喷头组件中的任一种。

8.如权利要求1所述的刀盘总成，其特征在于，所述冲击装置为潜孔锤或凿岩机中的任一种。

9.一种隧道掘进设备，包括机架和位于机架前端的掘进头，所述掘进头的前端部设置有刀盘总成，其特征在于，所述刀盘总成为如权利要求1至8中任一项所述的刀盘总成。

10.一种隧道掘进施工方法，采用了如权利要求9所述的隧道掘进设备，其特征在于，包括步骤：

初始定位，将掘进头布置于目标工位，使刀盘总成处于待作业掌子面对应位置处，之后调整高压射流喷头组件和冲击装置沿刀盘总成的前端面的径向的位置，直至各高压射流喷头组件和冲击装置的位置调整到位；

射流作业，启动刀盘及高压射流喷头组件，使高压射流喷头组件在随刀盘同步转动的同时持续输出高压射流，以对目标掌子面实施射流冲击，直至在掌子面对应位置处形成同心布置的环形沟槽；

冲击作业，启动冲击装置并保持刀盘的定轴转动，使冲击装置在随刀盘同步转动的同时持续对位于相邻两环形沟槽间的作业面实施冲击破碎，以使位于相邻两环形沟槽间的掌子面岩体形成大块状岩样崩裂；

位置调整，对完成单次射流作业的高压射流喷头组件及完成单次冲击作业的冲击装置沿刀盘的前端面的径向位置进行重新调整，直至各高压射流喷头组件和冲击装置的位置与掌子面上的下一作业位置相对应；

重复冲击，依次循环重复射流作业步骤、冲击作业步骤和位置调整步骤，并保证每次新形成的环形沟槽及两环形沟槽间的作业面与上一次形成的环形沟槽及两环形沟槽间的作业面位置不同，直至当前作业位置的掌子面处的岩体被冲击破碎完毕，并崩裂掏除后形成新的掘进空间；

整体掘进，刀盘随掘进头一同掘进，以占据前述步骤实施后形成的新的掘进空间；

循环作业，依次重复初始定位、射流作业、冲击作业、位置调整、重复冲击及整体掘进各步骤，直至隧道整体掘进作业完工。