CN109339812A - 一种实心岩层洞钻法 - Google Patents
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Abstract
自1876年布伦敦申请的第一个机械化盾构专利，至今140年，盾构机还停留在机械开挖土层、砾层、风化岩层。对于实芯岩层，所有的构盾机都无能为力。本发明一种实心岩层洞钻法，开启了坚固岩层机械开挖的先例。并为无人机开挖坚固层奠定了基础。它主要是不管土压、泥水压不用拼装器，不安装管片。一次成Ω型即可辅轨通车。也不用盾构靴，踩洞壁上加固；因为本技术充分就地取材，把钻进去的石柱装进机心，“化消极为积极”成为稳定洞钻机的主梁骨；即安全又省料。而取出来的石柱，是艺术品，即可作雕刻良材，更可作建筑成材；做成无缝对接的桥墩，也可切成面板，而不破坏地球植被。为环球科技进步；人类财富增值；为世界交通事业发展；地下空间开发；都具有极佳的效果。
Description
技术领域：
本发明涉及一种穿山凿洞工程和实心岩层洞钻的方法。
技术背景：
自1876年布伦敦申请的第一个机械化盾构专利，至今140年，盾构机还停留在机械开挖土层、砾层、风化岩层。对于实芯岩层，所有的构盾机都无能为力。资本的高度集聚姿势，不缺超大重工工业，但还欠缺事半功倍的精美科学精神。再大的再硬的岩石工程，也有人上。现有的钻石机，不就是加大马力，增加多把旋转刀头，千军万马向前冲，把你再大的石面都捣个粉身碎骨。耗尽能量，耗尽体力，耗尽材料，秽料遍布天下。这不是建设，完全是捣蛋；动不动头脑，讲不讲科学；就在这“道法自然”面前分清鬼神。
本发明实芯岩层洞钻机结构，开启了坚固岩层科学开挖的先例。并为无人机开挖坚固岩层奠定了基础。它主要是不管土压、泥水压不用拼装器，不安装管片。一次成Ω型即可辅轨通车。也不用盾构靴，踩洞壁上加固；因为本技术充分就地取材，把钻进去的石柱装进机心，“化消极为积极”成为稳定洞钻机的主梁骨；即安全又省料。而取出来的石柱，是艺术品，即可作雕刻良材，更可作建筑成材；做成无缝对接的桥墩，也可切成面板，而不破坏地球植被。为环球科技进步；人类财富增值；为世界交通事业发展；地下空间开发；都具有极佳的效果。
发明内容：
本发明创造了一种直径3.5米以上大型洞钻机，包括两台施工机，一台叫圆型洞钻机，一台叫平底洞凿机，(也互称辅机)交互使用。首先山体地探确定为实芯岩层；洞口准备就序，放的下圆形洞钻机；洞口一平三通，建立“油”“气”“水”压力管道。并能受力进钻8M。圆形洞钻机主体是两个可套在一起的3.5米以上大直径钢管。管内壁均布滚珠，供旋出的石柱段通行。两根各16米钢管为主件，可分前后两部分，前部头位安有刀盆，刀盘厚度三倍于钢管壁厚度以上；钢管外壁是排齿，咬合发力齿轮而旋转。后部是千斤顶油缸，有力地推进旋转刀头切进石心；同时靠自身底部齿轮排行走，助力切进力度。先打进8米圆洞，靠偏心轮震动折断悬空石柱；移走偏心轮，拔下油水管，拆去中心油水枢纽；然后收缩圆形洞钻机前部，套入后部管内，并取出8米石柱。(可借力牵引车或动力绞盆)机子退出到另洞作业。
通过变道滚筒转动，平底洞凿机进到8米圆洞前；伸出头部两组并排金刚锯片，插进圆洞两侧下边；同时开动中间安放的两台螺旋输送冲击撞；把锯成均匀厚度的薄石片撞击为小石粒；落入输送道旋到出口闸门。把8米圆洞修整成平底，小石粒掉到输送带，排出洞外。这少量石渣刚好供工程组合为砼体。平底洞凿机退出，两机互动。再用圆形洞钻机进深8米平底洞，再打进8米以上圆洞。这样周而复始，两台机子配合互换左右。圆柱体从圆形洞钻机中牵拉出管，吊装运走，或叠出山谷桥柱。整个工程下来，无空置一点石粒。
石头越坚固，但也越脆，花岗石硬度达到洛氏6-7度左右，所以最好用金刚砂(硬度9.5)合金刀具，最低也要YG11C硬质合金钢(硬度8.6)，最佳用金刚石刀具。高频焊金刚石刀头高频焊机只要能在7秒左右将刀头根部烧的红亮，注意感应圈距离刀头不要太大，刀头和锯片焊接处要同时红亮。另外刀头和锯片都要除锈涂焊剂。刀头有镏钉孔，还可加固，于是切石如泥。石头越硬脆也易碎，根据此特点，用金钢钻钻头有10MM高压水管喷水，冲流出石粉末。同时能保护刀头，钻出8M-15M悬空柱体在洞钻机到达极限长度时，液压油从10MM无缝管压到齿部。钻头液压长出反向利齿，反转机子切割石柱体顶头一圈。然后在悬空石柱体尾部中心钻一大孔，装上重力偏心轮极速震动旋转。悬空的石柱体断折后，石柱体尾部中心孔内部扩大成倒梯形。插进刚好大的膨胀螺栓，连上载重的牵引车，整台机退到左右洞互通处，牵拉出石柱体，牵引到洞口。圆形钻机易洞，同样进行圆钻。另一台平底洞凿机也从另洞引来，在圆形洞钻机钻出圆洞基础上，进行进一步的修整成平底洞穴，使之成为Ω型平底的圆拱门形。这样周而复始，一次成品。
附图说明：
图1为圆型洞钻机
1、刀盆 2、透管壁滚珠 3、内管壁滚珠 4、齿排 5、钻头部动力 6、千斤顶 7、齿状滚轮 8、齿状滚轮动力或油泵一边水泵一边油泵
图2平底洞凿机
9、金刚锯片 10、锯片动力或油泵、水泵 11、冲击撞螺旋输送机 12、胶带输运机13、齿状滚轮 14、齿状滚轮动力或冲击撞螺旋输送机输送带油泵气泵。
图3工作原理图
15、圆形洞钻机 16、平底洞凿机 17、左右洞互通道
图4金刚石刀盆。
18、油、水通孔 19、外齿 20、液压活塞顶开反齿 21、液压缸 22、反齿向石柱体切进 23、镏钉眼或螺孔。
图5液压马达推进器
24、液压马达 25、马达轮片 26、马达外壳 27、进油口 28、出油口 29、大直径蜗杆30大直径涡轮。
图6机底部行走齿轮
31、低速正反电机或液压马达 32、齿轮轴 33、齿轮
图7圆型洞钻机前部传动图
34、主动轴齿轮 35、行星齿轮 36、内受力齿 37、马达 38、动力支架 39受力排齿40、液压顶缸受力环触面滚珠 41传力齿轮
图8平底洞凿机头部锯片
42、低压油管 43、高压油管 44、定子 45、低压腔 46、高压腔 47、转子 48、壳体49、锯片 50、高压腔
图9主力轴齿轮带动锯片图
51、万向轴 52、伸缩轴 53、传动轴 54、主动力碟齿 55、从动力碟齿 56金刚石锯片
图10传力齿轮相邻金刚石锯片
57、金刚锯片 58、传动齿轮 59、固定架 60、相邻锯片 61受动齿轮
图11直接电动变速金刚石锯片透视图
57、金刚锯片 59、固定架 62扁形电动机 63、行星轮 64、受力齿轮 65主动力齿轮66、电线路
图12电动低速齿状滚轮
67、变速电机 68、受力架 69、行星变速原理 70、地轴 71、齿状滚轮 72电机壳固定螺栓
图13螺旋输送冲击撞
73、闸门 74、螺旋输送道 75、接头 76、震动弹簧 77、输送带 78、电机、马达 79、旋转受力齿轮 80、发力齿轮 81、震动系统受力齿轮 82、旋转碟齿轮 83、受力碟齿轮 84、震动伸缩杆 85、偏心轮 86、把手
图14变道滚筒
87、变道滚筒 88、锟轴 89、齿链 90、电机、马达
图15震动偏心轮
91、传动带 92、偏心轮 93、马达 94、固定轴 95、液压撑杆
图16圆柱体从圆形洞钻机中牵拉出管
96、圆型洞钻机 97、石柱体 98、自动力载重空车 99、自动力载重车 100、石柱体锲孔 101、拉杆 102、插销孔 103、螺纹 104、螺帽 105、尾裂钢套 106、滚杆
图17高压水管油管线图
107、伸缩头紧固件 108、输出接头 109、高压进水口 110、高压出油口 111、高压进油口 112、高压出水口 113、紧固螺帽 114、密封凹凸糟 115、隔离管壁
举例说明：
1、山体地探确定为实芯岩层；预谋双线方案最佳布局。(见图3)
2、洞口选址定点，做好“一平三通”，建立“油”“气”“水”压力管道。准备就序，放的下圆形洞钻机，(图1)基地并能受力进钻8M以上。
3、放的下圆形洞钻机，做好洞口上方防滑落围挡。圆形洞钻机接上油、水、气管道，(图1 7)特别是前部的头位刀盆(1)油水口是由10MM无缝管连接，潜伏在排齿里到达尾位
4.圆形洞钻机先打进8米圆洞：启动刀头部齿排推动马达，和后部″千斤顶″液压动力；并打开高压水管开关，向刀盆输水，冲洗下石渣；石渣流向尾部有真空吸盆，把石渣经管道输送出洞.当″千斤顶″推力进深2 米后，洞钻机有石柱体稳定；开动7齿状滚轮加大进深力度，直至8米左右；打开10MM液压管开关，顶出刀盆反齿，头部齿排反转，直至反齿空转停机.
5.偏心轮振动折断悬空石柱：在石柱外侧面中心钻100MM左右圆孔；套进94固定轴，液压展开95撑杆支撑管壁上；开动93电机，震断反齿切割圈，石柱落在管头部滚珠上；拆走震动偏心轮.然后等待拉走.
6.拉走石柱后，圆形洞钻机换位另外洞口，照此打圆洞；已打进8米的洞口迎来了平底洞凿机.
7.平底洞凿机锯出圆洞平底：开动金刚石锯片马达和机底部13齿状滚轮；开动图13冲击钻螺旋输送机，除去石片渣，经73闸门落到77输送带，排到机后斗车运走.当齿状滚轮不能前进时，先退出一段距离，好折合支撑锯片钢架，升到圆洞空间，让冲击钻螺旋输送机进深清除石片渣.为圆形洞钻机创造齿状滚轮平底路面.这样两机互动一次成型平底石洞.
8.两机辅助进深一定长度，需开挖一段20米左右互通道.安上滚筒和转动设备.
9.安装铺轨，或铺柏油路.
10.用圆石柱作桥墩，接上桥梁，全线贯通.而没有留下任何秽物.只有科学，完善，美好。
Claims (3)
1.一种实心岩层洞钻法其主要特征：是采用电动的方法，经电机变速推动载具工作；电动载具为圆型洞钻机，与辅助机交互使用；一次成型交通隧道。
2.一种实心岩层洞钻法其特征在于：权利要求1所述圆型洞钻机，是自行走的，机底部安有齿轮排，齿轮排靠轴头变速电机驱动，电机可正反转动。
3.根据权利要求1所述圆形洞钻机刀盘反齿由电动变速顶上顶杆；该机前部齿排也是由电动变速推动；电机是正反动电机，都可正反时针转动。
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