CN110952989A - 一种裂岩式隧道掘进机 - Google Patents
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Abstract
一种裂岩式隧道掘进机，包括履带底盘、臂架系统、振动裂岩器、支撑系统、出渣系统、控制系统、液压系统，其特征在于：所述臂架系统包括通过铰轴、仰俯油缸安装在履带底盘前端的仰俯座、通过回转座与仰俯座相结合的偏摆座、通过左右偏摆油缸以及铰接件与偏摆座相结合的大臂架、通过液压油缸以及铰接件安装在大臂架前端的小臂架、通过液压油缸以及铰接件安装在小臂架前端的振动裂岩器，以及设置在小臂架前端的视觉监控装置；所述支撑系统包括位于履带底盘中部两侧的左右伸缩式隧道壁支撑架、以及位于履带底盘后部左右两侧的变幅支撑腿；所述出渣系统包括位于履带底盘前下端的挖掘铲、以及位于挖掘铲后部的由前向后延伸至履带底盘后部上方的渣土输送装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种裂岩式隧道掘进机，具体涉及一种用于隧道非爆破开挖所使用的一种掘进设备。
背景技术
近年铁路、公路的大量兴建，出现了各种条件下的隧道，同时施工过程中对生产生活的影响也与日剧增，导致传统的隧道施工技术（爆破法）满足不了隧道特殊施工的要求。传统施工中，较硬质围岩隧道施工多采用爆破法，若周边环境复杂，尤其经过城区时，多临近居民密集区，建筑物密集，需要严密控制施工过程中的振动，以防止产生扰民、上覆地表建筑物振动开裂等影响。尤其是目前炸药管制的严格，环保要求的提高，很多工程受制于火工品管理及环保要求，施工时间无法得到保证。
非爆破开挖法是避免以上问题的方法之一，非爆破开挖法是指由于周边环境、管理要求、围岩条件等因素影响，不能通过爆破方式而可以采取相应设备进行的施工办法。主要有全断面掘进机法、静态爆破法、液压冲击锤法、劈裂法等。
现有非爆破开挖主要有悬臂式隧道掘进机、涨裂法后用挖掘机、挖掘机带破碎锤（裂土器）等设备。悬臂式隧道掘进机存在施工粉尘大，工作效率低，需不间断喷水作业；涨裂法后用挖掘机，涨裂打孔需要另配备钻孔设备，并且由于挖掘机的臂架自由度不足，隧道断面局部位置作业不可到达；用挖掘机带破碎锤（裂土器），由于挖机主要功能是挖掘地面，铅锤面的挖掘不能实现。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种主要针对黄土或Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩情况下的隧道掘进施工的裂岩式隧道掘进机。
本发明的裂岩式隧道掘进机应用于施工中，围岩条件适合挖掘时，直接挖掘并用出渣系统将渣土运至设备后方的运输车中。围岩不适合直接挖掘时，采用振动破碎、松动后，再挖掘。该方法使挖掘过程中只是将大岩块分裂，而非粉碎，所以能量消耗低，粉尘小，施工效率高，环保、经济。
本发明的目的是通过下述技术措施来实现：
本发明的裂岩式隧道掘进机包括履带底盘、臂架系统、振动裂岩器、支撑系统、出渣系统、控制系统、液压系统，所述臂架系统包括通过铰轴、仰俯油缸安装在履带底盘前端的仰俯座、通过回转座与仰俯座相结合的偏摆座、通过左右偏摆油缸以及铰接件与偏摆座相结合的大臂架、通过液压油缸以及铰接件安装在大臂架前端的小臂架、通过液压油缸以及铰接件安装在小臂架前端的振动裂岩器，以及设置在小臂架前端的视觉监控摄像头；所述支撑系统包括位于履带底盘中部两侧的左右伸缩式隧道壁支撑架、以及位于履带底盘后部左右两侧的变幅支撑腿；所述出渣系统包括位于履带底盘前下端的挖掘铲、以及位于挖掘铲后部的由前向后延伸至履带底盘后部上方的渣土输送装置。
本发明中所述伸缩式隧道壁支撑架包括伸缩外套、伸缩内套、以及位于伸缩内套端部支撑靴；所述变幅支撑腿包括通过铰接件、变幅油缸与履带底盘相结合的水平支撑腿、以及竖直设置在支撑腿外伸端的底部设置有支撑靴的支撑油缸。
所述控制系统采用遥控器操作远程操纵机构。
进一步说，所述臂架系统的各项动作由液压油缸或马达驱动，工作动力源为电动机驱动液压泵。行走部分由柴油机驱动液压泵提供动力。支撑系统为液压作动式。
本发明的有益效果如下：
本发明通过多自由度臂架系统与振动裂岩器相结合，实现了各向挖掘。通过支撑系统保证稳定工作。配备出渣系统可连续作业。履带底盘满足施工现场路面的行走条件，设备移动自如。隧道掘进采用的是破碎后挖掘，产生粉尘小，挖掘效率高。
附图说明
图1为整机结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3为臂架系统示意图。
图4为图3的俯视图。
图5为图3的左视图.
图6为支撑系统示意图。
图7是本发明的裂岩式隧道掘进机应用于铁路单线隧道施工掘进作业的示意图。
图中序号： 1是振动裂岩器，2是小臂架，3是大臂架，4是偏摆座，5是回转座，6是仰俯座，7是出渣系统，8是履带底盘，9是支撑系统，10是视觉监控摄像头，11是安装在臂架上的液压油缸Ⅰ，11-1是安装在臂架上的液压油缸Ⅱ，12是仰俯油缸，13是左右偏摆油缸，14是支撑油缸，15是左右伸缩式隧道壁支撑架，16是隧道壁。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：
如图1、2所示，本发明的裂岩式隧道掘进机包括履带底盘8、臂架系统、振动裂岩器1、支撑系统9、出渣系统7、控制系统、液压系统；所述臂架系统包括通过铰轴、仰俯油缸12安装在履带底盘前端的仰俯座6、通过回转座5与仰俯座6相结合的偏摆座4、通过左右偏摆油缸13以及铰接件与偏摆座4相结合的大臂架3、通过液压油缸Ⅱ11-1以及铰接件安装在大臂架前端的小臂架2、通过液压油缸Ⅰ11以及铰接件安装在小臂架2前端的振动裂岩器1，以及设置在小臂架2前端的视觉监控摄像头10（参见3、4、5）；所述支撑系统包括位于履带底盘8中部两侧的左右伸缩式隧道壁支撑架15、以及位于履带底盘后部左右两侧的变幅支撑腿（参见图2、6）；所述出渣系统包括位于履带底盘前下端的挖掘铲、以及位于挖掘铲后部的由前向后延伸至履带底盘后部上方的渣土输送装置。
本发明中所述的支撑系统9中的伸缩式隧道壁支撑架15包括伸缩外套、伸缩内套、以及位于伸缩内套端部支撑靴；所述变幅支撑腿包括通过铰接件、变幅油缸与履带底盘相结合的水平支撑腿、以及竖直设置在支撑腿外伸端的底部设置有支撑靴的支撑油缸14。该系统可使整机可靠支撑于隧道壁16及地面上。
本发明中所述控制系统采用遥控器操作远程操纵机构。
进一步说，所述臂架系统的各项动作由液压油缸或马达驱动，工作动力源为电动机驱动液压泵。行走部分由柴油机驱动液压泵提供动力。支撑系统为液压作动式。
本发明的整机采用支撑系统牢固支撑于隧道壁上；掘进工作时，动力为电动，遥控操纵；转场走行采用柴油机动力。安装于掘进机前端的振动裂岩器，在臂架与可调液压振动系统联合作用下，可有效的劈裂岩石并从岩层中将其挖出。借助视觉监控，操作人员可遥控操作，可实现整机的单人操作。为平衡前端振动裂岩器工作载荷，并使整机工作稳定，采用支撑系统将整机牢固支撑于隧道壁上。多臂式臂架机构具有摆动、回转、俯仰等姿态调整模式，即可实现水平面挖掘，也可实现铅锤面挖掘。（参见图6、7）。
Claims (3)
1.一种裂岩式隧道掘进机，包括履带底盘、臂架系统、振动裂岩器、支撑系统、出渣系统、控制系统、液压系统，其特征在于：所述臂架系统包括通过铰轴、仰俯油缸安装在履带底盘前端的仰俯座、通过回转座与仰俯座相结合的偏摆座、通过左右偏摆油缸以及铰接件与偏摆座相结合的大臂架、通过液压油缸以及铰接件安装在大臂架前端的小臂架、通过液压油缸以及铰接件安装在小臂架前端的振动裂岩器，以及设置在小臂架前端的视觉监控摄像头；所述支撑系统包括位于履带底盘中部两侧的左右伸缩式隧道壁支撑架、以及位于履带底盘后部左右两侧的变幅支撑腿；所述出渣系统包括位于履带底盘前下端的挖掘铲、以及位于挖掘铲后部的由前向后延伸至履带底盘后部上方的渣土输送装置。
2.根据权利要求1所述的裂岩式隧道掘进机，其特征在于：所述伸缩式隧道壁支撑架包括伸缩外套、伸缩内套、以及位于伸缩内套端部支撑靴；所述变幅支撑腿包括通过铰接件、变幅油缸与履带底盘相结合的水平支撑腿、以及竖直设置在支撑腿外伸端的底部设置有支撑靴的支撑油缸。
3.根据权利要求1所述的裂岩式隧道掘进机，其特征在于： 所述控制系统采用遥控器操作的远程操纵机构。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112780293A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-05-11 | 山东建筑大学 | 一种隧道硬岩微损伤切割装置、系统及方法 |
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2020
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| CN112780293B (zh) * | 2021-01-25 | 2023-10-20 | 山东建筑大学 | 一种隧道硬岩微损伤切割装置、系统及方法 |
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