CN112357501A - 一种隧道施工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隧道施工装置，至少包括挖掘装置和至少一个延伸输送部。所述延伸输送部被配置为：在所述挖掘装置与所述延伸输送部的直线距离大于第一设定阈值的情况下，所述延伸输送部能够朝向所述挖掘装置移动以使得所述直线距离小于所述第一设定阈值。并且碴土能够暂存于所述延伸输送部中以使得所述挖掘装置能够持续进行掘进作业。本发明通过在延伸输送部中新增缓冲单元，能够保证挖掘装置的持续工作，保证隧道的掘进速度。

Description

一种隧道施工装置

本案为申请号CN201910143594.4，申请日期2019年2月28日，类型为发明专利，名称为一种碴土立式提升方法及装置的案件的分案。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种碴土立式提升方法及装置。

背景技术

目前我国城市地铁隧道的施工，除采用盾构法施工外，仍有相当部分项目为矿山法进行施工，其中出碴手段是影响隧道施工效率的关键性因素。有竖井的情况下采用小型翻斗车运至竖井底部转运，竖直提升采用龙门吊配合抓斗形式向上提料，出碴速度低，制约了项目施工的进度。另竖直提升时斗提机经常出现的卡链、掉斗现象及抓斗、伸缩臂等提升经常出现安全问题，水平运输时卡车、电动三轮车等运输设备会带来的错车、噪音、飞尘、废气等多项问题。具体的，龙门吊配合抓斗的提升形式使用较为普遍，缺点是效率低，抓斗容量一般为两立方米左右，需要设置井底部位基坑，工作程序复杂繁多，工作不连续，从而影响其施工效率。电动葫芦配合吊斗的提升形式的使用也较为普遍，缺点是效率低，吊斗容量一般为两立方米左右，需要设置行车，工作程序复杂繁多，工作不连续，影响其施工效率。伸缩臂挖机、抓斗、长臂挖机和长臂抓斗组合使用的提升方式也是目前使用较为普遍的一种提升形式，缺点是效率低，需要购进多台设备，需要多名人工进行操作，并且容易发生安全事故。基于上述原因，逐渐形成立式提升的提升方式，其具有输送倾角大，最大可达90°，节约占地面积，操作简便，维修方便，运行平稳可靠，可以在机头和机尾设置任意水平输送段以便于和其他设备衔接，实现开挖和装运同步作业。

例如公开号为CN107161599A的专利文献公开了一种深竖井隧道碴土立式提升的施工方法，在深竖井洞口中配置了一套波状带式输送机，波状带式输送机由水平机头、垂直机身和水平机尾构成，水平机头主要包括电机、减速机、驱动滚筒、上机架以及上托辊并承担碴土卸载任务，垂直机身主要包括防撒料边板和竖立架并承担碴土立式提升任务，水平机尾主要包括改向装置、下机架、缓冲托辊、张紧油缸、张紧滚筒以及下托辊并承担碴土装载任务，该发明实现了碴土的垂直提升，节约了地面的占用空间，避免了对其它施工设备的干扰，能够实现连续不间断作业，输送碴土量大，碴土运输效率高，需要的工人数量少，运行成本低，可有效降低深竖井隧道施工成本。公开号为CN106395261A的专利文献公开了一种立式提升波纹挡边输送机，包括桁架、头部支架、上端改向滚筒、尾部支架及下端改向滚筒、设置在尾部支架、桁架、头部支架中并上下回转运行的波纹挡边带，所述尾部支架、头部支架水平设置并与桁架分别垂直，所述尾部支架与桁架相交处有一个凹弧转折架，所述头部支架与桁架相交处有一个凸弧转折架；所述凹弧转折架的外圈和凸弧转折架的内圈设置有加密吊辊；所述波纹挡边带的横隔板和底板的夹角为75度；所述桁架在波纹挡边带的上升侧设置有若干个防撒料板，所述防撒料板为弯折板，所述防撒料板最少具有一个外挡板、两个侧挡板和与外挡板、两个侧挡板相连接的斜板，所述斜板朝向波纹挡边带方向。但是上述输送机需要增加长度时，需要将其上游的例如是挖掘机停机，从而导致整个掘进工作的不连续。并且输送机也不能够有效地控制碴土的冲击力度，也无法实现碴土的破碎和滤除分类。

发明内容

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

针对现有技术之不足，本发明提供一种碴土立式提升装置，至少包括设置于隧道内的第一水平输送部和挖掘装置、设置于竖井内的垂直提升部和设置于地表的第二水平输送部，所述垂直提升部能够按照改向运输的方式将碴土由所述第一水平输送部输送至所述第二水平输送部，在所述挖掘装置与所述第一水平输送部彼此之间设置至少一个延伸输送部，所述延伸输送部配置为：在所述挖掘装置与所述延伸输送部的直线距离大于第一设定阈值的情况下，所述延伸输送部能够朝向所述挖掘装置移动以使得所述直线距离小于所述第一设定阈值，并且碴土能够暂存于所述延伸输送部中以使得所述挖掘装置能够持续进行掘进作业。

根据一种优选实施方式，在所述延伸输送部朝向所述挖掘装置移动以使得所述直线距离小于所述第一设定阈值的情况下，所述碴土立式提升装置配置为在所述延伸输送部与所述第一水平输送部按照新增至少一个具有缓冲单元的延伸输送部的方式实现碴土的连续运输，所述缓冲单元配置为：对碴土进行破碎和/或筛选以获取体积大于第二设定阈值的第一碴土和体积小于第二设定阈值的第二碴土；对所述第一碴土和所述第二碴土均按照倾斜倾倒以降低其冲击力的方式进行外排。

根据一种优选实施方式，所述缓冲单元至少包括设置于箱体中的能够线性运动的滑动轴，以及铰接于所述滑动轴上的彼此平行的若干个刮板，其中：在所述滑动轴沿其轴向方向沿第一方向运动的情况下，所述刮板均能够绕其各自的铰接点沿第二方向转动而由与地面垂直的第一状态切换为与地面平行的第二状态；在所述滑动轴沿其轴向方向沿所述第二方向运动的情况下，所述刮板能够按照绕其各自的铰接点沿所述第一方向转动而由所述第二状态切换为所述第一状态，并且所述刮板按照保持所述第一状态的方式沿所述第二方向推动所述第一碴土和所述第二碴土；所述第一方向和所述第二方向彼此相反。

根据一种优选实施方式，所述刮板与滑动轴的轴向方向限定出小于90°的夹角，所述滑动轴上设置有若干个钉耙，其中：相邻的两个所述刮板彼此之间设置有至少一个与所述刮板平行并且能够保持所述第一状态的钉耙；在所述滑动轴沿所述第一方向运动的情况下，所述钉耙能够按照与碴土抵靠接触的方式对其进行破碎和/或筛选以获取所述第一碴土和所述第二碴土；在所述滑动轴沿所述第二方向运动的情况下，所述第一碴土和/或第二碴土能够按照与所述第二方向彼此之间具有夹角以呈倾斜倾倒的方式外排。

根据一种优选实施方式，箱体的底板按照倾斜的状态设置以使得箱体的第一端部与地面的距离小于其第二端部与地面的距离，所述底板上设置有若干个承托底板，其中：相邻的钉耙与刮板之间设置有至少一个与所述刮板彼此平行的且能够沿刮板的延伸方向滑动的承托底板；在所述滑动轴沿所述第一方向滑动以通过所述钉耙将所述第一碴土推动至所述承托底板的情况下，所述承托底板能够按照沿其延伸方向朝向第三方向滑动的方式将所述第一碴土与所述第二碴土进行分离。

根据一种优选实施方式，底板的靠近所述第二端部一侧上至少设置有关于所述滑动轴呈镜像对称的第一卸料孔和第二卸料孔，其中：在所述承托底板按照沿其延伸方向朝向所述第三方向滑动的方式将所述第一碴土和所述第二碴土进行分离的情况下，所述第一碴土和所述第二碴土能够按照所述滑动轴朝向所述第二方向滑动的方式分别由所述第一卸料孔和所述第二卸料孔外排。

根据一种优选实施方式，所述延伸输送部还包括第一输送单元和第二输送单元，挖掘装置掘取的碴土按照依次流经所述第一输送单元、所述缓冲单元和所述第三输送单元的方式传输至所述第一水平输送部，其中：所述第一水平输送部至少彼此并排设置的第一支架、第二支架和第三支架，所述第一支架上设置有第一压带轮和第一改向滚筒，所述第二支架上设置有缓冲托辊和平行托辊，所述第三支架上设置有第二改向滚筒；在皮带能够至少经所述第一压带轮、所述第一改向滚筒和所述第二改向滚筒构成连续的输送链路的情况下，所述皮带能够抵靠至所述缓冲托辊和所述平行托辊；所述第一碴土和/或所述第二碴土能够经所述缓冲托辊按照降低冲击力的方式进行输送。

根据一种优选实施方式，所述垂直提升部至少包括框架、设置于所述框架上的至少一个第二压带轮和若干个托辊，所述第二水平输送部至少包括第四支架、设置于所述第四支架上的传动滚筒和震动清扫器，其中：所述皮带还能够经所述第一压带轮、所述第一改向滚筒、所述第二改向滚筒、所述第二压带轮、所述托辊、所述传动滚筒构成连续的输送链路；所述震动清扫器按照与所述皮带抵靠接触并且带动所述皮带震动的方式清除皮带上的附着物。

本发明还提供一种碴土立式提升方法，将第一水平输送部和挖掘装置设置于隧道内、将垂直提升部设置于竖井内、并将第二水平输送部设置于地表，所述垂直提升部能够按照改向运输的方式将碴土由所述第一水平输送部输送至所述第二水平输送部，所述碴土立式提升方法还包括如下步骤：在所述挖掘装置与所述第一水平输送部彼此之间设置至少一个延伸输送部，所述延伸输送部配置为：在所述挖掘装置与所述延伸输送部的直线距离大于第一设定阈值的情况下，所述延伸输送部能够朝向所述挖掘装置移动以使得所述直线距离小于所述第一设定阈值，并且碴土能够暂存于所述延伸输送部中以使得所述挖掘装置能够持续进行掘进作业。

根据一种优选实施方式，所述碴土立式提升方法还包括如下步骤：在所述延伸输送部朝向所述挖掘装置移动以使得所述直线距离小于所述第一设定阈值的情况下，所述碴土立式提升装置配置为在所述延伸输送部与所述第一水平输送部按照新增至少一个具有缓冲单元的延伸输送部的方式实现碴土的连续运输，所述缓冲单元配置为：对碴土进行破碎和/或筛选以获取体积大于第二设定阈值的第一碴土和体积小于第二设定阈值的第二碴土；对所述第一碴土和所述第二碴土均按照倾斜倾倒以降低其冲击力的方式进行外排。

本发明的有益技术效果：

1、相比于现有的皮带输送机运输碴土的方式，在隧道挖掘过程中，当需要将增加皮带运输机的输送长度时，往往需要整线停止工作，即挖掘机和皮带运输机均停止工作，其既不能保证连续出渣也不能保证隧道的掘进速度，隧道的施工效率较低。本发明通过新增缓冲单元，能够保证挖掘装置的持续工作，能够保证隧道的掘进速度。

2、现有技术中，需要增加皮带运输机的输送长度时，往往在其前端(即靠近挖掘装置的一端)进行施工作业，此时需要将作业工具和材料运输至隧道的内部，并且会妨碍挖掘装置的工作，从而导致施工成本的增加及掘进速度的下降。本发明的第一水平输送部设置在隧道与竖井的交汇处，并且第一水平输送部的位置保持固定不变。当需要增加延伸输送部的长度时，只需在竖井底部进行施工作业即可，此时，作业工具和材料的运输成本较低，并且由于挖掘装置的作业区域与竖井距离较远，挖掘装置的作业不会受到影响，能够有效保证隧道的掘进速度。

附图说明

图1是本发明优选的碴土立式提升装置的整体结构示意图；

图2是本发明优选的第一水平输送部的结构示意图；

图3是本发明优选的第二水平输送部的俯视图；

图4是本发明优选的缓冲托辊的结构示意图；

图5是本发明优选的震动清扫器的结构示意图；

图6是本发明优选的延伸输送部的结构示意图；

图7是本发明优选的缓冲单元的一种状态示意图；

图8是本发明优选的缓冲单元的另一种状态示意图；

图9是本发明优选的缓冲单元的俯视示意图；和

图10是本发明优选的钉耙的结构示意图。

附图标记列表

1：第一水平输送部 2：垂直提升部 3：第二水平输送部

4：隧道 5：竖井 6：皮带

7：延伸输送部 8：挖掘装置 9：移动轮

101：第一支架 102：第二支架 103：第三支架

101a：第一压带轮 101b：第一改向滚筒

102a：缓冲托辊 102b：平行托辊 102c：导料槽

103a：第二改向滚筒 103b：张紧油缸

201：框架 202：托辊 203：护网

204：第二压带轮

301：第四支架 302：传动滚筒 303：电动机

304：减速机 305：震动清扫器

1021：第一辊体 1022：第二辊体 1023：第三辊体

1024：第一支座 1025：第二支座 1206：弹性片

305a：转动轴 305b：第一振动盘 305c：第二振动盘

305d：振动辊 α：设定夹角

701：第一输送单元 702：缓冲单元 703：第二输送单元

702a：箱体 702b：滑动轴 702c：刮板

702d：第一驱动电机 702e：卸料孔 702f：限位板

702g：钉耙 702h：钉齿

7021：第一端部 7022：第二端部 7023：底板

7024：承托底板 7025：第二驱动电机

7021e：第一卸料孔 7022e：第二卸料孔

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种碴土立式提升装置，其能够用于地铁暗挖隧道或深基坑的施工中。碴土立式提升装置至少包括第一水平输送部1、垂直提升部2和第二水平输送部3。第一水平输送部1设置在隧道4的底部以将例如是挖掘机挖出的碴土转运至竖井底部。垂直提升部2设置在竖井5的侧壁上，其用于对竖井底部的碴土进行垂直提升，进而能够沿竖井5将碴土提升至地表。第二水平输送部3设置于地表上，其用于将垂直提升部2提升至地表的碴土转运至例如是碴土堆积场中。垂直提升部2能够按照改向运输的方式将碴土由第一水平输送部1输送至第二水平输送部3，即垂直提升部2可以与地面处于水平状态也可以处于倾斜状态，进而使得碴土可以由与地面的水平运输形态改变为例如是与地面彼此垂直的运输形态，进而实现碴土的改向运输。优选的，第一水平输送部1和第二水平输送部3均被配置为由若干个子单元构成，进而能够进行拼接以根据实际需求改变其运输长度。例如，在隧道不断掘进的过程中，开挖面与竖井底部的直线距离会逐渐增加，因此需要对第一水平输送部1的长度进行增加以降低挖掘机的运行路径，即保证开挖面与碴土装载点之间具有最小的距离。此时便可以通过增加子单元的方式对第一水平输送部1进行增长，从而能够实现开挖与装运的同步作业。

优选的，如图2所示，第一水平输送部1至少包括第一机架101、第二支架102和第三支架103。第一支架101设置在竖井底部。第二支架102的两个端部分别连接至第一支架101和第三支架103。第一支架101、第二支架102和第三支架103各自的延伸方向均与隧道4的延伸方向平行。第二支架102上设置有缓冲托辊102a，当缓冲托辊102a上设置有皮带6时，由挖掘机挖出碴土能够放置在缓冲托辊102a上的皮带上，进而能够对碴土进行水平运输。

优选的，再次参见图2，第一支架101上至少设置有第一压带轮101a和第一改向滚筒101b。第三支架103上至少设置有第二改向滚筒103a。第一压带轮101a、第一改向滚筒101b和第二改向滚筒103a均呈圆柱状。第一压带轮101a、第一改向滚筒101b和第二改向滚筒103a各自的中轴线均平行于隧道4的底面并且均与隧道4的延伸方向垂直。第一压带轮101a、第一改向滚筒101b和第二改向滚筒103a各自的安装位置通过如下方式进行限定：在第二改向滚筒103a与隧道4的底面之间的最小距离和最大距离分别为d₁和d₂的情况下，第一改向滚筒101b与隧道4的底面之间的最小距离等于d₁，第一压带轮101a与隧道4的底面之间的最小距离等于d₂。皮带6能够通过第一压带轮101a、第一改向滚筒101b和第二改向滚筒103a上进行导向，进而能够形成连续的环状输送链路。

优选的，如图1所示，垂直提升部2至少包括框架201、托辊202和护网203。框架201固定于竖井5的侧壁上。托辊202设置于框架201上以对皮带6进行支撑，进而能够通过托辊202的转动而带动皮带移动。护网203罩设于托辊202的外部，进而能够防止皮带6上碴土掉落后对竖井底部的施工人员造成伤害。优选的，框架201的顶部还设置有第二压带轮204。第二压带轮204能够起到换向的作用，能够将框架201上处于竖直状态的皮带6转换为水平状态，进而便于将碴土运输至地表。

优选的，如图3所示，第二水平输送部3至少包括第四支架301、传动滚筒302、电动机303和减速机304。第四支架304固定于地面上，其能够高出地面设定距离，第四支架304的整体高度可以根据实际使用情况进行灵活设置。传动滚筒302、电动机303和减速机304均设置在第四支架301上。电动机303与减速机304连接，减速机304与传动滚筒302连接，进而能够通过电动机303驱动传动滚筒302的主动转动。优选的，皮带6可以通过第一压带轮101a、第一改向滚筒101b、第二压带轮204和传动滚筒302构成封闭的环状输送链路。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，如图2所示，第二支架102还设置有若干个平行托辊102b和导料槽102c。第一水平输送部通过平行托辊102b与缓冲托辊102a的共同旋转作用起到传输物料的作用。平行托辊和缓冲托辊均按照彼此平行的方式设置于第二支架102上。导料槽102c和缓冲托辊102a进行配对使用。即导料槽102c设置于缓冲托辊102a的上方。导料槽102c用于承接例如是挖掘机挖取的碴土，继而将碴土集中倾倒至缓冲托辊102a上的皮带6上。第一碴土和/或第二碴土能够经缓冲托辊102a按照降低冲击力的方式进行输送。具体的，缓冲托辊102c具有一定的弹性而能够在高度方向上上下震动，进而能够有效的缓解导料槽102c中的碴土下落过程中产生的冲击。

优选的，如图4所示，缓冲托辊102a至少包括第一辊体1021、第二辊体1022和第三辊体1023。第二支架102的沿其宽度方向上的两侧上设置有第一支座1024和第二支座1025。第一辊体1012的一端连接至第一支座1024，第三辊体1023的一端连接至第二支座1025。第一辊体1021的另一端连接至第二辊体1022的第一端，第三辊体1023的另一端连接至第二辊体1022的第二端。第二辊体1022与地面保持平行状态。第一辊体1021和第三辊体1023按照关于第二辊体对称的方式设置在第二辊体1022的两侧。第一辊体1021和第三辊体1023均与地面形成一定的倾斜角度，进而由第一辊体1021、第二辊体1022和第三辊体1023能构成由于盛放碴土的内凹状空间。内凹状空间能够避免碴土从第二支架102的两侧掉落。优选的，第一辊体1021、第二辊体1022和第三辊体1023均能够绕其自身的轴线进行独立的从动旋转。即当皮带6在减速机304的带动下产生旋转时，第一辊体1021、第二辊体1022和第三辊体1023能够基于其与皮带6之间的摩擦力而从动旋转。

优选的，如图4所示，第二辊体1022的第一端和第二端上均设置有弹性片1026。第一辊体1021连接至左侧的弹性片，第三辊体1023连接至右侧的弹性片。在第二辊体1022受到向下的作用力时，弹性片能够发生弹性变形，进而使得第二辊体1022能够向下移动一定的距离，同时在向下的作用力消失时，第二辊体1022能够基于弹性片的弹性势能而恢复至其初始位置。通过设置弹性片1026能够在碴土装载至皮带6上的过程中有效地减轻碴土对第二支架102的冲击作用。

优选的，再次参见图2，第二改向滚筒103a能够沿第三支架103a的延伸方向滑动。例如，第二改向滚筒103a能够向左或向右滑动。优选的，第三支架103a的沿其宽度方向上的两侧上分别设置有一台张紧油缸103b。张紧油缸103b均连接至第二改向滚筒103a。通过调整张紧油缸103b的行程便可以改变第二改向滚筒103a的位置，进而能够调整皮带6的张紧力。例如，如图2所示，当第二改向滚筒103a向左移动时，皮带6的张紧力增大。当第二改向滚筒103a向右移动时，皮带6的张紧力减小。

优选的，如图1所示，第四支架301上还设置有震动清扫器305。震动清扫器305与皮带6抵靠接触，通过震动清扫器305能够使得皮带6产生局部震动，进而能够避免碴土粘附在皮带上。优选的，如图5所示，震动清扫器305至少包括转动轴305a、第一振动盘305b、第二振动盘305c和若干个振动辊305d。第一振动盘305b和第二振动盘305c按照关于转动轴305a的中点对称的方式分别设置在转动轴的两个端部上。第一振动盘和第二振动盘彼此的直径相同并且两者的直径均大于转动轴的直径。振动辊305d按照彼此平行的方式设置于第一振动盘和第二振动盘之间。例如，振动辊的两个端部分别连接至第一振动盘和第二振动盘。转动轴按照能够绕其自身轴线旋转的方式设置于第四支架301上，其中，转动轴的延伸方向与第四支架301的延伸方向彼此垂直。皮带6与振动辊305d能够彼此抵靠接触，进而在转动轴转动的情况下，振动辊能够实现皮带的震动，进而能够去除皮带6上粘附的碴土。

优选的，第二水平输送部3配置为能够减小传动滚筒302距离地面的高度以使得其能够小于设定阈值的工作模式。具体的，第四支架301按照拼接的方式进行组装，进而能够通过第四支架301调整传动滚筒302距离地面的高度。优选的，传动滚筒302与地面的距离能够小于2米，进而使得其能够适用于超低的桥下净空。例如，本发明的第二输送部3能够适用于净空高度仅为2米的桥面。

实施例3

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，如图6所示，第一水平输送部1设置在隧道4与竖井5的交汇处。碴土立式提升装置还包括由第一输送单元701、缓冲单元702和第二输送单元703组成的延伸输送部7。延伸输送部7设置于隧道4中，随着挖掘的不断进行，隧道4的长度会不断增加，此时，隧道4中可以设置若干个延伸输送部7进行彼此抵靠拼接，进而完成碴土的连续转运。

优选的，第一输送单元701和第二输送单元703可以是皮带输送机。沿隧道4的延伸方向由内至外依次设置第一输送单元701、缓冲单元702和第三输送单元703。第一输送单元701与隧道4的挖掘工作面靠近，进而使得隧道4内由例如是挖掘机挖取的碴土能够放置于第一输送单元701上。第一输送单元701将其上的碴土转运至缓冲单元702中进行统一存储，缓冲单元702可以将其内部的碴土传输至第二输送单元703。最终通过第二输送单元703将碴土转运至导料槽102c中。

优选的，设置在隧道4内的例如是挖掘机的挖掘装置8具有设定的工作半径。例如，挖掘机的挖斗能够360°旋转，其旋转半径最大可以与挖掘机的臂长相等，当挖掘机与第一输送单元701之间的距离小于挖掘机的臂长时，挖掘机只需要通过旋转挖斗而不需要移动便可以将挖取的碴土放置在第一输送单元701上。随着隧道4长度的不断增加，挖掘机与第一输送单元701彼此之间的距离会逐渐增大，当两者的距离大于挖掘机的臂长时，挖掘机需要移动一段距离才能将其挖取的碴土放置于第一输送单元701上。因此，延伸输送部7配置为：在挖掘装置8与延伸输送部7的直线距离大于第一设定阈值的情况下，延伸输送部7能够朝向所挖掘装置8移动以使得直线距离小于第一设定阈值，并且碴土能够暂存于延伸输送部7中以使得所述挖掘装置8能够持续进行掘进作业。第一设定阈值可以为挖掘装置8的臂长的整数倍。因此，当挖掘装置与第一输送单元701彼此之间的距离大于设定阈值时，可以通过新增延伸输送部7以达到缩短挖掘装置与第一输送单元701之间的距离的目的。优选的，再次参见图6，第一输送单元701、缓冲单元702和第二输送单元703均分别具有若干个移动轮9，通过移动轮9能够实现第一输送单元701、缓冲单元702和第二输送单元703的自由移动，进而方便改变其在隧道4内的工作位置。通过如上设置方式，至少能够产生如下技术效果：一者，相比于现有的皮带输送机运输碴土的方式，在隧道挖掘过程中，当需要将增加皮带运输机的输送长度时，往往需要整线停止工作，即挖掘机和皮带运输机均停止工作，其既不能保证连续出渣也不能保证隧道的掘进速度，隧道的施工效率较低。本发明通过新增缓冲单元702，能够保证挖掘装置8的持续工作，能够保证隧道的掘进速度。二者，现有技术中，需要增加皮带运输机的输送长度时，往往在其前端(即靠近挖掘装置的一端)进行施工作业，此时需要将作业工具和材料运输至隧道4的内部，并且会妨碍挖掘装置的工作，从而导致施工成本的增加及掘进速度的下降。本发明的第一水平输送部1设置在隧道4与竖井5的交汇处，并且第一水平输送部1的位置保持固定不变。当需要增加延伸输送部7的长度时，只需在竖井底部进行施工作业即可，此时，作业工具和材料的运输成本较低，并且由于挖掘装置的作业区域与竖井距离较远，挖掘装置的作业不会受到影响，能够有效保证隧道的掘进速度。

为了便于理解，将本发明的延伸输送部用于渣土提升的方法进行详细论述。

在挖掘装置8与第一输送单元701彼此之间的距离大于设定阈值的情况下，将延伸输送部7沿隧道4的延伸方向按照朝向挖掘装置8的方式移动设定距离以使得挖掘装置8与第一输送单元701彼此之间的距离小于设定阈值，其中，在第二输送单元703与第一水平输送部1彼此之间增加至少一个第一输送单元701。具体的，设定阈值可以根据挖掘装置8的例如是臂长进行确定。例如，当挖掘装置8的臂长为L₁时，设定阈值则可以设置为2*L₁。设定距离也可以设置为L₁。挖掘装置8与第一输送单元701彼此之间的距离大于设定阈值表示挖掘装置需要移动一段距离方可将其挖掘的碴土卸载至第一输送单元701。优选的，第一输送单元701和第二输送单元703的长度和结构均可以相同。第一输送单元701和第二输送单元703的长度可以设置为L₁。因此，当在第二输送单元703与第一水平输送部1彼此之间增加一个第一输送单元701时，便能保证挖掘装置8的移动距离最小。

优选的，在延伸输送部7朝向挖掘装置8移动的过程中，第一输送单元701保持运转工作状态，缓冲单元702和第二输送单元703处于停止工作状态。从而挖掘装置8可以不停止工作以保证掘进工作的进度。第一输送单元701可以碴土运输至缓冲单元702中进行暂存。当第二输送单元703与第一水平输送部1彼此之间新增的第一输送单元701设置完成时，将缓冲单元702、第二输送单元703和新增的第一输送单元701同时开启，此时缓冲单元702中的碴土能够依次经第二输送单元703和新增的第一输送单元701传输至导料槽102c中。

优选的，可以理解的是，在第二输送单元703和第一水平输送部1彼此之间可以新增至少一个延伸输送部7。延伸输送部7中包括有缓冲单元702，从而增加碴土的存储容量，进而能够保证挖掘装置8时刻处于工作状态，能够显著提升隧道4的掘进速度。优选的，在第二输送单元703和第一水平输送部1彼此之间还可以增加第一输送单元、缓冲单元和第二输出单元中一种或多种。

实施例4

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，如图7至图9所示，缓冲单元702至少包括箱体702a、至少一个滑动轴702b、第一驱动电机702d和若干个刮板702c。箱体702a的形状由顶端呈开放状的中空立方体限定。例如，箱体702a的形状可以是长方体形或正方体形。第一输送单元701传输的碴土能够通过箱体的顶端开口进入箱体内部。滑动轴702b按照能够沿隧道4的延伸方向执行线性运动的方式设置于箱体702a上。例如，如图7至图9所示，当箱体的形状由长方体形限定并且箱体的长度方向与隧道4的延伸方向平行时，滑动轴702b的两个端部分别设置于箱体的长度方向上的两个侧面上。第一驱动电机702d可以固定在箱体的外壁上并且与滑动轴的一个端部连接，进而能够通过第一驱动电机驱动滑动轴702b沿隧道的延伸方向往复运动。

优选的，再次参见图7至图9，沿滑动轴的轴向方向上设置有若干个刮板。刮板均与滑动轴铰接以使得刮板能够绕其铰接点沿第一方向转动以由第一状态切换为第二状态，其中，当刮板与滑动轴的轴向方向彼此垂直时，刮板处于第一状态，当刮板与滑动轴的轴向方向彼此垂直时，刮板处于第二状态。在滑动轴702b沿其轴向方向沿第一方向运动的情况下，刮板702c均能够绕其各自的铰接点沿第二方向转动而由与地面垂直的第一状态切换为与地面平行的第二状态。在滑动轴702b沿其轴向方向沿第二方向运动的情况下，刮板702c能够按照绕其各自的铰接点沿所述第一方向转动而由第二状态切换为第一状态，并且刮板702c按照保持第一状态的方式沿第二方向推动第一碴土和第二碴土。第一方向和所第二方向彼此相反。具体的，如图7和图8所示，当滑动轴702b向左移动时，刮板702c能够绕其各自的铰接点向右旋转，从而能够由第一状态切换为第二状态。当滑动轴向右移动时，刮板702c能够基于其自身的重力作用而由第二状态切换为第一状态，此时刮板无法继续向左运动，从而能够保持处于第一状态。进而碴土能够被处于第一状态的刮板推动向右运动。箱体702a的底部还设置有至少一个卸料孔702e，从而碴土可以通过卸料孔702e排至第二输送单元703。优选的，再次参见图7，滑动轴702c上设置有限位板702f，限位板702f与滑动轴的轴向方向彼此处置，并且其设置于刮板702c的左侧，进而能够通过限位板限制刮板绕其铰接点向左旋转。

实施例5

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

优选的，如图7所示，箱体702a的底板7023按照倾斜的方式设置以使得其沿隧道4的延伸方向上的第一端部7021的高度小于其第二端部7022的高度，其中，第一端部7021与挖掘装置8的距离小于第二端部7022与挖掘装置8的距离。滑动轴702b的轴向方向与底板7023彼此平行。在箱体的形状由长方体状限定且其长度方向与隧道的延伸方向彼此平行的情况下，刮板702c按照沿箱体的宽度方向呈倾斜状态的方式铰接于滑动轴702b。即如图9所示，刮板与箱体的沿其宽度方向上的两个侧板之间处于呈夹角α的状态。由于箱体的两个侧板与滑动轴的轴向方向彼此平行。因此刮板702c与滑动轴702b的轴向方向限定出夹角α。夹角α小于90°。

优选的，缓冲单元702配置为：对碴土进行破碎和/或筛选以获取体积大于第二设定阈值的第一碴土和体积小于第二设定阈值的第二碴土。具体的，参见图9，滑动轴上还设置有钉耙702g，钉耙与刮板一一配对使用。即两个相邻的刮板彼此之间设置有一个钉耙。钉耙与刮板彼此之间间隔设定距离。例如，钉耙与刮板之间的距离可以是滑动轴与底板之间的距离，从而能够保证刮板能够充分旋转以由第一状态切换为第二状态。钉耙按照例如是焊接的方式固定连接至滑动轴以使得钉耙与滑动轴保持垂直状态。优选的，钉耙702g、限位板702f和刮板702c彼此平行。优选的，参见图9，底板7023上按照关于滑动轴呈镜像对称的方式设置有第一卸料孔7021e和第二卸料孔7022e。优选的，如图10所示，钉耙702g至少包括若干个彼此平行钉齿702h。钉齿之间间隔一定的距离。第二设定阈值可以由钉耙的钉齿之间的距离进行限定。

优选的，如图9所示，滑动单元702还包括线性运动部。线性运动部至少包括承托底板7024和第二驱动电机7025。承托底板7024的延伸方向与刮板平行。承托底板按照能够沿其延伸方向滑动的设置于底板7023上。相邻的两个刮板之间设置有至少一个承托底板。箱体702a上设置有若干个第二驱动电机。每一个第二驱动电机与一个承托底板连接，进而能够使得承托底板能够来回滑动。

优选的，本发明提供一种碴土立式提升方法，所述碴土立式提升方法还包括如下步骤：将第一水平输送部和挖掘装置8设置于隧道4内、将垂直提升部2设置于竖井5内、并将第二水平输送部3设置于地表，垂直提升部2能够按照改向运输的方式将碴土由第一水平输送部1输送至第二水平输送部3；在挖掘装置8与第一水平输送部1彼此之间设置至少一个延伸输送部7，延伸输送部7配置为：在挖掘装置8与延伸输送部7的直线距离大于第一设定阈值的情况下，延伸输送部7能够朝向挖掘装置8移动以使得直线距离小于第一设定阈值，并且碴土能够暂存于延伸输送部7中以使得挖掘装置8能够持续进行掘进作业。

优选的，碴土立式提升方法还包括如下步骤：在延伸输送部7朝向挖掘装置8移动以使得直线距离小于第一设定阈值的情况下，碴土立式提升装置配置为在延伸输送部7与第一水平输送部1按照新增至少一个具有缓冲单元702的延伸输送部7的方式实现碴土的连续运输，缓冲单元702配置为：对碴土进行破碎和/或筛选以获取体积大于第二设定阈值的第一碴土和体积小于第二设定阈值的第二碴土；对第一碴土和第二碴土均按照倾斜倾倒以降低其冲击力的方式进行外排。

为了便于理解，将滑动单元的工作原理进行详细论述。

如图7至图9所示，碴土通过第一输送单元701从箱体702a的靠近第一端部7021的一侧进入箱体702a内部。当滑动轴702b向左运动时，刮板702c能够向右旋转，钉耙702g在向左运动的过程中能够对其接触到的碴土进行滤除或破碎效果，当碴土的体积大于第二阈值时，其无法通过钉耙，进而会随着钉耙702g一同向左运动。当滑动轴702b向右运动时，刮板702c基于其自身的重力作用向右运动从而转变为与滑动轴呈垂直的状态，由于限位板702f的限位作用，刮板702c无法继续向左旋转，进而通过刮板702c便能够实现碴土由第一端部7021转移至第二端部7022。优选的，如图9所示，在滑动轴沿其延伸方向而左右滑动时，承托底板也能够沿其延伸方向而来回滑动。具体的，当滑动轴702b向左移动时，钉耙702g能够与位于其左侧的碴土堆相互接触，进而将第一碴土推动至碴土堆的左侧。当滑动轴702b向左移动至其极限位置时，第一碴土恰好被钉耙推至承托底板7024上。此时承托底板在其各自的第二驱动电机的带动下能够沿其延伸方向而朝向第三方向(第三方向在图9的视角下是指向上的方向)滑动，位于承托底板上的第一碴土能够被输送至箱体的宽度方向上的一侧，从而实现第一碴土与第二碴土的分离，最终第一碴土和第二碴土通过位于该侧的卸料孔702e排出。当承托底板沿其延伸方向运动至极限位置时，滑动轴向右运动从而通过刮板将第一碴土和原有的第二碴土同时向右推动。当滑动轴向右移动至极限位置时，承托底板则沿其延伸方向向下运动以回复至其初始位置。重复上述过程便能够将第一碴土和第二碴土一点一点地向卸料孔方向移动，最终第一碴土和第二碴土分别由第一卸料孔7021e和第二卸料孔7022e外排。。通过设置钉耙702g、并且将底板7023和刮板702均设置为倾斜状态，并且将承托底板与刮板配合使用，至少能够达到如下技术效果：一者，缓冲单元能够对所述第一碴土和所述第二碴土均按照倾斜倾倒以降低其冲击力的方式进行外排。具体的，通过将刮板设置为倾斜状态，碴土是一点一点的沿刮板的延伸方向落下，而并非整体落下，可以降低碴土对皮带的冲击力。倾斜倾倒是指：由于碴土在刮板的推动作用下会使得碴土呈现为与刮板的延伸方向平行的形态，其整体上与箱体的宽度方向之间是具有倾斜的夹角α的，因此，碴土会呈倾斜的状态从卸料孔中逐渐地倾斜倾倒出。二者，钉耙能够在其来回运动的过程中将对碴土进行破碎或滤除，其能够有效地防止碴土的板结，并且通过承托底板的来回运动能够将钉耙筛选出的体积较大的碴土一点一点地向箱体的一侧转移，进而能够将体积较大的碴土通过单独设置的卸料孔排出至例如是碴土破碎机的下游设备中进行单独破碎处理。三者，箱体的底板设置为倾斜状态而使得箱体呈现左低右高的形态，配合刮板的倾斜设置状态，使得刮板在向右运动的过程中，体积较大的碴土块可以沿刮板的倾斜方向滑动，进而能够避免碴土块体积过大对刮板造成过度阻挡而增加第一驱动电机的功率要求。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种隧道施工装置，至少包括挖掘装置(8)和至少一个延伸输送部(7)，

其特征在于，所述延伸输送部被配置为：

在所述挖掘装置(8)与所述延伸输送部(7)的直线距离大于第一设定阈值的情况下，所述延伸输送部(7)能够朝向所述挖掘装置(8)移动以使得所述直线距离小于所述第一设定阈值，并且

碴土能够暂存于所述延伸输送部(7)中以使得所述挖掘装置(8)能够持续进行掘进作业。

2.根据权利要求1所述的隧道施工装置，其特征在于，所述缓冲单元(702)配置为：

对碴土进行破碎和/或筛选以获取体积大于第二设定阈值的第一碴土和体积小于第二设定阈值的第二碴土；

对所述第一碴土和所述第二碴土均按照倾斜倾倒以降低其冲击力的方式进行外排。

3.根据权利要求2所述的隧道施工装置，其特征在于，所述缓冲单元(702)至少包括设置于箱体(702a)中的能够线性运动的滑动轴(702b)，以及铰接于所述滑动轴(702b)上的彼此平行的若干个刮板(702c)，

其中，在所述滑动轴(702b)沿其轴向方向沿第一方向运动的情况下，所述刮板(702c)均能够绕其各自的铰接点沿第二方向转动而由与地面垂直的第一状态切换为与地面平行的第二状态；

在所述滑动轴(702b)沿其轴向方向沿所述第二方向运动的情况下，所述刮板(702c)能够按照绕其各自的铰接点沿所述第一方向转动而由所述第二状态切换为所述第一状态，并且所述刮板(702c)按照保持所述第一状态的方式沿所述第二方向推动所述第一碴土和所述第二碴土；

所述第一方向和所述第二方向彼此相反。

4.根据权利要求3所述的隧道施工装置，其特征在于，所述刮板(702c)与滑动轴(702b)的轴向方向限定出小于90°的夹角(α)，所述滑动轴(702b)上设置有若干个钉耙(702g)，

其中，相邻的两个所述刮板(702c)彼此之间设置有至少一个与所述刮板(702c)平行并且能够保持所述第一状态的钉耙(702g)；

在所述滑动轴(702b)沿所述第一方向运动的情况下，所述钉耙(702g)能够按照与碴土抵靠接触的方式对其进行破碎和/或筛选以获取所述第一碴土和所述第二碴土；

在所述滑动轴(702b)沿所述第二方向运动的情况下，所述第一碴土和/或第二碴土能够按照与所述第二方向彼此之间具有夹角(α)以呈倾斜倾倒的方式外排。

5.根据权利要求4所述的隧道施工装置，其特征在于，箱体(702a)的底板(7023)按照倾斜的状态设置以使得箱体(702a)的第一端部(7021)与地面的距离小于其第二端部(7022)与地面的距离，所述底板(7023)上设置有若干个承托底板(7024)，

其中，相邻的钉耙(702g)与刮板(702c)之间设置有至少一个与所述刮板(702c)彼此平行的且能够沿刮板(702c)的延伸方向滑动的承托底板(7024)；

在所述滑动轴(702b)沿所述第一方向滑动以通过所述钉耙(702g)将所述第一碴土推动至所述承托底板(7024)的情况下，所述承托底板(7024)能够按照沿其延伸方向朝向第三方向滑动的方式将所述第一碴土与所述第二碴土进行分离。

6.根据权利要求5所述的隧道施工装置，其特征在于，箱体(702a)的底板(7023)按照倾斜的状态设置以使得箱体(702a)的第一端部(7021)与地面的距离小于其第二端部(7022)与地面的距离，所述底板(7023)上设置有若干个承托底板(7024)，

其中，相邻的钉耙(702g)与刮板(702c)之间设置有至少一个与所述刮板(702c)彼此平行的且能够沿刮板(702c)的延伸方向滑动的承托底板(7024)；

在所述滑动轴(702b)沿所述第一方向滑动以通过所述钉耙(702g)将所述第一碴土推动至所述承托底板(7024)的情况下，所述承托底板(7024)能够按照沿其延伸方向朝向第三方向滑动的方式将所述第一碴土与所述第二碴土进行分离。

7.根据权利要求6所述的隧道施工装置，其特征在于，所述延伸输送部(7)还包括第一输送单元(701)和第二输送单元(703)，挖掘装置(8)掘取的碴土依次流经所述第一输送单元(701)、所述缓冲单元(702)和所述第二输送单元(703)进行运输。

8.根据权利要求7所述的隧道施工装置，其特征在于，第一输送单元701、缓冲单元702和第二输送单元703按照均分别具有若干个移动轮9，通过移动轮9能够实现第一输送单元701、缓冲单元702和第二输送单元703的自由移动。

9.根据权利要求8所述的隧道施工装置，其特征在于，所述缓冲单元(702)还包括第一驱动电机(702d)，所述第一驱动电机(702d)按照能够驱动滑动轴(702b)沿隧道的延伸方向往复运动的方式与滑动轴的一个端部连接。

10.根据权利要求9所述的隧道施工装置，其特征在于，所述缓冲单元(702)还包括线性运动部，所述线性运动部至少包括承托底板(7024)和第二驱动电机(7025)，

其中，承托底板按照能够沿与刮板方向平行的延伸方向滑动的方式设置于底板(7023)上。

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