CN114575867B - 一种异形隧道开挖装置及异形隧道掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及掘进机领域，特别是涉及一种异形隧道开挖装置及异形隧道掘进机，异形隧道开挖装置包括主梁，主梁上设置有第一支撑装置和第二支撑装置，第一支撑装置和第二支撑装置均包括撑靴，并且第一支撑装置和第二支撑装置中至少一个还包括滑靴，滑靴用于滑动支撑在隧道底壁上，第一支撑装置或主梁上设置有拖拉连接结构；主梁上安装有导向套，导向套上连接有刀盘安装座，刀盘安装座上转动安装有轮式刀盘；异形隧道开挖装置还包括伸缩驱动机构，用于驱动轮式刀盘向前移动。本发明的异形隧道开挖装置只通过主梁和导向套这一套滑动装配结构来进行开挖，结构比较简单，控制更加方便，不但能够降低成本，而且可以简化施工操作，提高施工效率。

Description

一种异形隧道开挖装置及异形隧道掘进机

技术领域

本发明涉及掘进机领域，特别是涉及一种异形隧道开挖装置及异形隧道掘进机。

背景技术

异形隧道包括城门洞形、矩形、马蹄形等异于圆形的隧道。该类隧道应用极其广泛，主要应用在国防、能源、交通、水利及城市平战结合等工程。相较于圆形隧道，异形隧道空间利用率提高15～20％，并且兼顾结构受力与空间利用率特点。

在隧道施工设备领域，圆形断面盾构机或TBM掘进机技术已经非常成熟，在异形断面掘进机领域，应用于软土层的多刀盘非圆断面掘进设备已研发成功。但是针对硬岩异形隧道，目前只能采用钻爆法或仅适应软岩的悬臂掘进机施工，存在高风险、高污染、效率低等缺点。

申请公布号为CN113586073A的中国发明专利申请公开了一种连续开挖装置和全断面掘进机，全断面掘进机包括前后设置的圆形刀盘和前主梁，所述连续开挖装置包括内外套设的后主梁和滑箱，后主梁前后延伸并与前主梁连接，滑箱能够沿后主梁前后滑动，滑箱的左右两侧均设有开挖机构。具体地，滑箱下部左右两侧均设置有前后延伸的滑道，开挖机构包括滑动装配在滑道中的滑块、与滑块连接的支撑臂和与支撑臂连接的轮式刀盘，还包括推进油缸和摆动油缸，推进油缸一端与滑块铰接，另一端与滑箱铰接，推进油缸能够驱动滑块前后移动进而带动支撑臂与轮式刀盘前后移动，摆动油缸一端与滑块铰接，另一端与支撑臂铰接，摆动油缸能够带动支撑臂前后摆动进而带动轮式刀盘前后摆动。连续开挖装置还包括主油缸和撑靴，主油缸一端与滑箱铰接，另一端与后主梁铰接，主油缸能顾带动滑箱前后移动，撑靴设置在滑箱的左右两侧并能够通过伸缩顶紧隧道侧壁。

上述全断面掘进机在工作时，处于全断面掘进机前端的圆形刀盘开挖圆形断面隧道，处于全断面掘进机后端的轮式刀盘将圆形断面隧道二次开挖，使得全断面掘进机最终开挖出城门洞形、矩形、马蹄形等异形断面隧道。但是在连续开挖装置对圆形断面隧道进行二次开挖的过程中，需要通过控制主油缸驱动滑箱前后移动，还需要通过控制推进油缸驱动滑块前后移动，不仅开挖流程较为繁琐，并且连续开挖装置的结构也较为复杂，增加了掘进机的制造成本的同时也使得全断面掘进机的开挖效率较低。另外，上述连续开挖装置是搭载在现有的掘进机上面使用，以构成一个完整的全断面掘进机，全断面掘进机在进行开挖时，异形断面隧道是一次开挖成型，因此整个全断面掘进机的结构与和控制较为复杂，开挖异形断面隧道时的应用灵活性不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种异形隧道开挖装置，用以解决现有的开挖异形隧道的掘进机结构较为复杂、开挖流程较为繁琐的技术问题。本发明还提供了一种包括上述异形隧道开挖装置的异形隧道掘进机。

本发明的异形隧道开挖装置的技术方案是：

异形隧道开挖装置包括前后延伸的主梁，主梁上前后间隔设置有第一支撑装置和第二支撑装置，第一支撑装置和第二支撑装置均包括用于顶紧隧道内壁的撑靴，并且第一支撑装置和第二支撑装置中至少一个还包括滑靴，滑靴用于滑动支撑在隧道底壁上，第一支撑装置或主梁上设置有用于与拖拉设备连接的拖拉连接结构；主梁上前后导向移动安装有导向套，导向套处于第一支撑装置和第二支撑装置之间，导向套上连接有刀盘安装座，刀盘安装座上转动安装有轮式刀盘，轮式刀盘用于对隧道进行二次开挖；异形隧道开挖装置还包括伸缩驱动机构，伸缩驱动机构一端与第一支撑装置或第二支撑装置连接，另一端连接在刀盘安装座或者导向套上，用于驱动轮式刀盘向前移动。

有益效果：本发明的异形隧道开挖装置通过滑靴滑动支撑在隧道底壁上，使得整个异形隧道开挖装置可以独立行走，即可以独立存在；而第一支撑装置上设置有用于与拖拉设备连接的拖拉连接结构，这样异形隧道开挖装置既可搭载在现有盾构机上、也可与其他拖拉设备(如机车、绞车等)进行连接，从而既能满足异形断面隧道一次开挖成形、又能单独开展已成形圆形断面隧道的二次开挖工作，使用灵活性更高。另外，第一支撑装置和第二支撑装置上设置有用于顶紧在隧道内壁上的撑靴，当撑靴顶紧在圆形断面隧道内壁上时，可以保证第一、第二支撑装置及主梁固定不动，在伸缩驱动机构的驱动下轮式刀盘能够移动实现对圆形断面隧道的二次开挖，本发明只通过主梁和导向套这一套滑动装配结构来进行开挖，结构比较简单，控制更加方便，不但能够降低成本，而且可以简化施工操作，提高施工效率。

进一步地，所述滑靴处于轮式刀盘的前侧且处于第一支撑装置底部，第二支撑装置仅通过撑靴与隧道内壁支撑配合，并且在第二支撑装置下方形成有供集渣装置伸入的集渣空间。

有益效果：采用这种设置使得第一支撑装置、第二支撑装置的布置较为简单，并且第二支撑装置下方集渣空间的设置便于将轮式刀盘切削下来的渣土运走。

进一步地，伸缩驱动机构处于轮式刀盘的前侧，伸缩驱动机构的一端与第一支撑装置连接。

有益效果：相比将伸缩驱动机构设置在第二支撑装置上，伸缩驱动机构与第一支撑装置连接，可以使得第二支撑装置在竖直方向的尺寸较短，第二支撑装置整体结构较为简单，便于加工。

进一步地，第一支撑装置包括第一支撑座，第一支撑装置上的撑靴为第一支撑装置撑靴，第一支撑装置撑靴前后间隔设置至少两组，同一组的第一支撑装置撑靴设置至少两个，且同一组的各第一支撑装置撑靴沿第一支撑座周向间隔布置。

有益效果：第一支撑装置撑靴采用前后间隔至少两组的设置，使得第一支撑装置撑靴对隧道内壁的顶紧效果更好，能够提供足够大的支撑作用力。

进一步地，第一支撑装置撑靴包括靴体和撑靴油缸，第一支撑装置撑靴上的撑靴油缸设置至少两个，且第一支撑装置撑靴上的各撑靴油缸沿第一支撑座周向间隔布置。

有益效果：撑靴油缸沿第一支撑座周向间隔设置使得相邻两组第一支撑装置撑靴之间的间距较小，进而使第一支撑座沿前后方向的尺寸较小，异形隧道开挖装置的整体结构更为紧凑。

进一步地，第一支撑装置包括第一支撑座，第一支撑座底部设置有恒压浮动支撑结构，滑靴安装在恒压浮动支撑结构的底部。

有益效果：通过调节恒压浮动支撑结构使得滑靴始终压紧在隧道内壁上，以避免主梁出现歪斜。另外，当异形隧道开挖装置处于上下坡或小弯道开挖过程中，主梁与导向套上下有压力变化时，滑靴可上下移动，保证主梁在导向套内的顺畅滑行，避免卡死。

进一步地，所述轮式刀盘的转动轴线沿竖直方向延伸。

有益效果：轮式刀盘的转动轴线沿竖直方向延伸使得轮式刀盘开挖宽度较大，并且使得轮式刀盘开挖的隧道底壁更加平整。

进一步地，刀盘安装座上下导向活动安装在导向套上，左右成对布置的轮式刀盘安装在同一个刀盘安装座上，导向套与刀盘安装座之间连接有安装座驱动机构，所述安装座驱动机构用于驱动刀盘安装座上下移动。

有益效果：安装座驱动机构驱动刀盘安装座上下移动，以使轮式刀盘能够上下移动，进而使轮式刀盘能够更好地对圆形断面隧道进行二次开挖。

进一步地，导向套底部设置有伸缩套筒，伸缩套筒包括与导向套固定的主筒体和与刀盘安装座固定的副筒体，副筒体滑动且周向转动装配在主筒体的内部，以使刀盘安装座相对导向套能够偏转。

有益效果：刀盘安装座相对导向套能够偏转，以使轮式刀盘能够满足小弯道施工，进而使异形隧道开挖装置的适应性更强。

进一步地，左右成对布置的轮式刀盘工作时旋转方向相反，且成对布置的两轮式刀盘的前端相向转动，以将轮式刀盘切削下来的渣土拨向隧道底壁的中间位置。

有益效果：两个轮式刀盘在工作时旋转方向相反，并且两个轮式刀盘的前端相向转动，以将轮式刀盘切削下来的渣土拨向两个轮式刀盘之间的间隔处，也即将渣土拨向隧道底壁的中间位置，以便实现中间收渣。

进一步地，刀盘安装座通过提升油缸上下导向活动安装在导向套上，提升油缸构成了所述安装座驱动机构，提升油缸有多个且均布在刀盘安装座上。

有益效果：通过提升油缸将刀盘安装座上下导向活动安装在导向套上，结构简单便于安装，另外，多个提升油缸均布在刀盘安装座上使得刀盘安装座上下移动更为稳定。

进一步地，主梁上设置有前后延伸的导向槽，导向套上安装有滑轮，导向套通过滑轮前后导向移动安装在主梁上。

有益效果：主梁与导向套之间采用导向槽和滑轮的配合结构，以实现导向套前后导向移动安装在主梁上，结构简单，安装方便。

进一步地，拖拉连接结构为能够拖动异形隧道开挖装置前进的拖拉油缸。

有益效果：拖拉连接结构通过拖拉油缸拖动异形隧道开挖装置前进，使得拖动异形隧道开挖装置与主机能够同步运动，也能够有先后顺序的分步运动，对异形隧道开挖装置的控制更加灵活。

本发明的异形隧道掘进机的技术方案是：

异形隧道掘进机包括主机、连接在主机后侧的异形隧道开挖装置、用于将异形隧道开挖装置产生的渣土收集向后输送的集渣装置，主机的前端设置有用于开挖圆形断面隧道的主开挖刀盘，异形隧道开挖装置包括前后延伸的主梁，主梁上前后间隔设置有第一支撑装置和第二支撑装置，第一支撑装置和第二支撑装置均包括用于顶紧隧道内壁的撑靴，并且第一支撑装置和第二支撑装置中至少一个还包括滑靴，滑靴用于滑动支撑在隧道底壁上，第一支撑装置或主梁上设置有用于与拖拉设备连接的拖拉连接结构；主梁上前后导向移动安装有导向套，导向套处于第一支撑装置和第二支撑装置之间，导向套上连接有刀盘安装座，刀盘安装座上转动安装有轮式刀盘，轮式刀盘用于对隧道进行二次开挖；异形隧道开挖装置还包括伸缩驱动机构，伸缩驱动机构一端与第一支撑装置或第二支撑装置连接，另一端连接在刀盘安装座或者导向套上，用于驱动轮式刀盘向前移动；异形隧道开挖装置通过拖拉连接结构与主机连接以使主机能够带动异形隧道开挖装置向前移动。

有益效果：本发明的异形隧道掘进机通过滑靴滑动支撑在隧道底壁上，使得整个异形隧道开挖装置可以独立行走，即可以独立存在；而第一支撑装置上设置有用于与拖拉设备连接的拖拉连接结构，这样异形隧道开挖装置既可搭载在现有盾构机上、也可与其他拖拉设备(如机车、绞车等)进行连接，从而既能满足异形断面隧道一次开挖成形、又能单独开展已成形圆形断面隧道的二次开挖工作，使用灵活性更高。另外，第一支撑装置和第二支撑装置上设置有用于顶紧在隧道内壁上的撑靴，当撑靴顶紧在圆形断面隧道内壁上时，可以保证第一、第二支撑装置及主梁固定不动，在伸缩驱动机构的驱动下轮式刀盘能够移动实现对圆形断面隧道的二次开挖，本发明只通过主梁和导向套这一套滑动装配结构来进行开挖，结构比较简单，控制更加方便，不但能够降低成本，而且可以简化施工操作，提高施工效率。

进一步地，所述滑靴处于轮式刀盘的前侧且处于第一支撑装置底部，第二支撑装置仅通过撑靴与隧道内壁支撑配合，并且在第二支撑装置下方形成有供集渣装置伸入的集渣空间。

有益效果：采用这种设置使得第一支撑装置、第二支撑装置的布置较为简单，并且第二支撑装置下方集渣空间的设置便于将轮式刀盘切削下来的渣土运走。

进一步地，伸缩驱动机构处于轮式刀盘的前侧，伸缩驱动机构的一端与第一支撑装置连接。

有益效果：相比将伸缩驱动机构设置在第二支撑装置上，伸缩驱动机构与第一支撑装置连接，可以使得第二支撑装置在竖直方向的尺寸较短，第二支撑装置整体结构较为简单，便于加工。

进一步地，第一支撑装置包括第一支撑座，第一支撑装置上的撑靴为第一支撑装置撑靴，第一支撑装置撑靴前后间隔设置至少两组，同一组的第一支撑装置撑靴设置至少两个，且同一组的各第一支撑装置撑靴沿第一支撑座周向间隔布置。

有益效果：第一支撑装置撑靴采用前后间隔至少两组的设置，使得第一支撑装置撑靴对隧道内壁的顶紧效果更好，能够提供足够大的支撑作用力。

进一步地，第一支撑装置撑靴包括靴体和撑靴油缸，第一支撑装置撑靴上的撑靴油缸设置至少两个，且第一支撑装置撑靴上的各撑靴油缸沿第一支撑座周向间隔布置。

有益效果：撑靴油缸沿第一支撑座周向间隔设置使得相邻两组第一支撑装置撑靴之间的间距较小，进而使第一支撑座沿前后方向的尺寸较小，异形隧道开挖装置的整体结构更为紧凑。

进一步地，第一支撑装置包括第一支撑座，第一支撑座底部设置有恒压浮动支撑结构，滑靴安装在恒压浮动支撑结构的底部。

有益效果：通过调节恒压浮动支撑结构使得滑靴始终压紧在隧道内壁上，以避免主梁出现歪斜。另外，当异形隧道开挖装置处于上下坡或小弯道开挖过程中，主梁与导向套上下有压力变化时，滑靴可上下移动，保证主梁在导向套内的顺畅滑行，避免卡死。

进一步地，所述轮式刀盘的转动轴线沿竖直方向延伸。

有益效果：轮式刀盘的转动轴线沿竖直方向延伸使得轮式刀盘开挖宽度较大，并且使得轮式刀盘开挖的隧道底壁更加平整。

进一步地，刀盘安装座上下导向活动安装在导向套上，左右成对布置的轮式刀盘安装在同一个刀盘安装座上，导向套与刀盘安装座之间连接有安装座驱动机构，所述安装座驱动机构用于驱动刀盘安装座上下移动。

有益效果：安装座驱动机构驱动刀盘安装座上下移动，以使轮式刀盘能够上下移动，进而使轮式刀盘能够更好地对圆形断面隧道进行二次开挖。

进一步地，导向套底部设置有伸缩套筒，伸缩套筒包括与导向套固定的主筒体和与刀盘安装座固定的副筒体，副筒体滑动且周向转动装配在主筒体的内部，以使刀盘安装座相对导向套能够偏转。

有益效果：刀盘安装座相对导向套能够偏转，以使轮式刀盘能够满足小弯道施工，进而使异形隧道开挖装置的适应性更强。

进一步地，左右成对布置的轮式刀盘工作时旋转方向相反，且成对布置的两轮式刀盘的前端相向转动，以将轮式刀盘切削下来的渣土拨向隧道底壁的中间位置。

有益效果：两个轮式刀盘在工作时旋转方向相反，并且两个轮式刀盘的前端相向转动，以将轮式刀盘切削下来的渣土拨向两个轮式刀盘之间的间隔处，也即将渣土拨向隧道底壁的中间位置，以便实现中间收渣。

进一步地，刀盘安装座通过提升油缸上下导向活动安装在导向套上，提升油缸构成了所述安装座驱动机构，提升油缸有多个且均布在刀盘安装座上。

有益效果：通过提升油缸将刀盘安装座上下导向活动安装在导向套上，结构简单便于安装，另外，多个提升油缸均布在刀盘安装座上使得刀盘安装座上下移动更为稳定。

进一步地，主梁上设置有前后延伸的导向槽，导向套上安装有滑轮，导向套通过滑轮前后导向移动安装在主梁上。

有益效果：主梁与导向套之间采用导向槽和滑轮的配合结构，以实现导向套前后导向移动安装在主梁上，结构简单，安装方便。

进一步地，拖拉连接结构为能够拖动异形隧道开挖装置前进的拖拉油缸。

有益效果：拖拉连接结构通过拖拉油缸拖动异形隧道开挖装置前进，使得拖动异形隧道开挖装置与主机能够同步运动，也能够有先后顺序的分步运动，对异形隧道开挖装置的控制更加灵活。

进一步地，集渣装置包括将渣土向后输送的刮板输送机和设置在刮板输送机前端的铲斗，铲斗里设置有将渣土拨向刮板输送机的拨料轮。

有益效果：集渣装置采用这种结构设置，结构简单，便于安装。

进一步地，异形隧道掘进机包括集渣装置拖车，集渣装置设置在集渣装置拖车上，集渣装置拖车连接在导向套上，以使集渣装置能够随轮式刀盘同步运动。

有益效果：集渣装置与轮式刀盘同步动作，使得集渣装置能够及时将轮式刀盘切削下来的渣土运走，做到实时出渣。

进一步地，集渣装置拖车通过拖拉调节机构连接在导向套上，拖拉调节机构能够拖动集渣装置拖车向前移动。

有益效果：拖拉调节机构能够根据现场情况拖动集渣装置拖车向前移动，调节轮式刀盘与集渣装置拖车之间的间距，便于安装且能够更好的适用不同的工作环境。

进一步地，集渣装置拖车底部有用于在隧道底壁上滑动的拖车滑靴。

有益效果：集渣装置拖车通过拖车滑靴能够向前滑动，以使集渣装置紧跟轮式刀盘，集渣装置能够更及时的收渣。

进一步地，主机上设有用于将主开挖刀盘开挖出的渣土向后输送的主机输送装置，异形隧道开挖装置包括用于承接主机输送装置的转载输送装置，转载输送装置用于将主机输送装置的渣土输送至集渣装置上，由集渣装置将异形隧道开挖装置产生的渣土和主开挖刀盘开挖出的渣土一同向后输送。

有益效果：通过集渣装置将由集渣装置将异形隧道开挖装置产生的渣土和主开挖刀盘开挖出的渣土一同向后输送，能够简化输送装置的结构，便于相邻输送装置之间位置的调整，灵活性更好。

进一步地，异形隧道掘进机包括集渣装置拖车，集渣装置设置在集渣装置拖车上，集渣装置拖车通过拖拉同步驱动机构连接在主梁或者第二支撑装置上，拖拉同步驱动机构用于在伸缩驱动机构驱动轮式刀盘向前运动时驱动集渣装置拖车向前移动，以使集渣装置能够随轮式刀盘同步运动。

有益效果：使得集渣装置与轮式刀盘能够同步运动，能够及时清理渣土，也能够有先后顺序的分步运动，对集渣装置的控制更加灵活。

附图说明

图1是本发明的异形隧道掘进机实施例1中的整体结构示意图；

图2是本发明的异形隧道掘进机实施例1中的部分结构示意图；

图3是图1中A-A处的剖视图；

图4是图1中B-B处的剖视图；

图5是图1中C-C处的剖视图；

图6是图1中D-D处的剖视图；

图7是本发明的异形隧道掘进机实施例1中的集渣装置的俯视图；

图8是圆形断面隧道的截面图；

图9是门洞形断面隧道的截面图。

附图标记说明：1、主机开挖装置；2、主机推进装置；3、主机驱动装置；4、主机撑靴；5、主开挖刀盘；6、主梁；7、第一支撑装置；8、第二支撑装置；9、导向套；10、轮式刀盘；11、第一支撑座；12、第一支撑装置撑靴；13、靴体；14、撑靴油缸；15、支撑装置滑靴；16、板体；17、滑动柱体；18、恒压浮动支撑结构；19、换步油缸；20、第二支撑座；21、第二支撑装置撑靴；22、滑轮；23、刀盘安装座；24、拖车滑靴；25、提升油缸；26、伸缩套筒；27、主筒体；28、副筒体；29、主机梁体；30、刀盘驱动油缸；31、主机皮带机；32、转载皮带机；33、刮板输送机；34、后配套皮带机；35、集渣装置拖车；36、后配套拖车；37、铲斗；38、拨料轮；381、盘体；382、拨料齿；39、输送机顶推油缸；40、行走轮；41、拖拉调节油缸；42、前连接板；43、后连接板；100、圆形断面隧道；200、门洞形断面隧道。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语如“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步地详细描述。

本发明中所提供的异形隧道掘进机的实施例1：

如图1至图7所示，异形隧道掘进机包括主机和连接在主机后侧的异形隧道开挖装置，主机用于开挖如图8所示的圆形断面隧道100，并构成了用于带动异形隧道开挖装置的向前移动的拖拉设备。异形隧道开挖装置用于对主机开挖的圆形断面隧道100进行二次开挖，以形成如图9所示的门洞形断面隧道200。

主机包括主机开挖装置1、主机推进装置2、主机驱动装置3、主机撑靴4和主机梁体29，主机开挖装置1包括主开挖刀盘5，主开挖刀盘5做圆周运动以开挖出圆形断面隧道100，主机驱动装置3作为主开挖刀盘5的动力源以驱动主开挖刀盘5转动，主机推进装置2用于驱动主开挖刀盘5向前推进。在本实施例中，主机推进装置2为主机推进油缸，主机推进油缸的活塞杆伸出时驱动主开挖刀盘5向前推进。主机撑靴4用于顶紧隧道内壁为主机推进装置2提供反作用力，以便主开挖刀盘5向前推进。

异形隧道开挖装置包括前后延伸的主梁6，在主梁6上前后间隔设置有第一支撑装置7和第二支撑装置8，并且在第一支撑装置7和第二支撑装置8之间设置有导向套9，导向套9前后导向移动安装在主梁6上，导向套9上连接有刀盘安装座23，刀盘安装座23上转动安装有轮式刀盘10，轮式刀盘10做圆周运动用于对圆形断面隧道100进行二次开挖，以形成门洞形断面隧道200。

第一支撑装置7包括第一支撑座11和设置在第一支撑座11上用于顶紧隧道内壁的第一支撑装置撑靴12，第一支撑座11与主梁6固定并且主梁6在第一支撑座11中穿过。第一支撑装置撑靴12有两组，两组第一支撑装置撑靴12在第一支撑座11上前后间隔设置，每组第一支撑装置撑靴12有两个，并且每组的两个第一支撑装置撑靴12均沿第一支撑座11周向间隔设置。位于前侧的两个第一支撑装置撑靴12中的一个的顶紧方向为左斜向上，另一个的顶紧方向为右斜向上，位于后侧的两个第一支撑装置撑靴12中的一个的顶紧方向为左斜向下，另一个的顶紧方向为右斜向下，四个第一支撑装置撑靴12采用这种布局的顶紧效果更好。更为具体地，第一支撑装置撑靴12包括靴体13和和撑靴油缸14，撑靴油缸14的活塞杆的伸缩运动时带动靴体13运动，以使第一支撑装置撑靴12顶紧隧道内壁或远离隧道内壁。在本实施例中，每个第一支撑装置撑靴12的撑靴油缸14有两个，且两个撑靴油缸14沿第一支撑座11的周向间隔设置，撑靴油缸14沿第一支撑座11周向间隔设置使得前后两组的第一支撑装置撑靴12之间的间距较小，以使第一支撑座11沿前后方向的尺寸较短，进而异形隧道开挖装置的整体结构更为紧凑。

在第一支撑座11的底部设置有支撑装置滑靴15，支撑装置滑靴15用于滑动支撑在隧道底壁上。支撑装置滑靴15包括在前后延伸的板体16和位于板体16左右两侧的滑动柱体17，滑动柱体17前后延伸并用于与隧道底壁接触。另外，第一支撑座11的底部设置有恒压浮动支撑结构18，支撑装置滑靴15安装在恒压浮动支撑结构18的底部。本实施例中，恒压浮动支撑结构18包括恒压油缸和套在恒压油缸外的弹簧。其他实施例中，恒压浮动支撑结构还可采用专利文献CN209324356U中公开的轮对浮动支撑装置。通过调节恒压浮动支撑结构18使得支撑装置滑靴15始终压紧在隧道内壁上，以避免主梁6出现歪斜。另外，当异形隧道开挖装置处于上下坡或小弯道开挖过程中，主梁3与导向套9上下有压力变化时，支撑装置滑靴15与第一支撑座11能够上下相对移动，保证主梁3在导向套9内的顺畅滑行，避免卡死。

第一支撑座11的前侧设置有用于与推拉设备连接的拖拉连接结构，即与主机的主机梁体29连接的拖拉连接结构。具体地，拖拉连接结构包括换步油缸19，换步油缸19的前端与主机梁体29铰接，后端与第一支撑座11铰接。在其他实施例中，换步油缸可以替换为气缸、电动推杆、或者丝杠螺母机构等。

第二支撑装置8包括第二支撑座20和设置在第二支撑座20上用于顶紧隧道内壁的第二支撑装置撑靴21，第二支撑座20与主梁6固定并且主梁6从第二支撑座20中穿过。第二支撑装置撑靴21有两个且左右对称布置，第二支撑装置撑靴21的结构与第一支撑装置撑靴12的结构相同，此处不再赘述。

如图4所示，导向套9的截面呈矩形环状，其内部通道供主梁6穿过。在导向套9的左右内侧面上安装有滑轮22，相对应地，主梁6上设置有前后延伸的导向槽，滑轮22安装在导向槽中并能够在导向槽中前后滚动，以实现导向套9前后导向移动安装在主梁6上。

导向套9上上下导向活动安装有刀盘安装座23，轮式刀盘10有两个且左右成对布置安装在刀盘安装座23的下侧，两个轮式刀盘10的转动轴线均沿上下竖直方向延伸，采用这种布置形式使得两个轮式刀盘10均水平放置，并且两个轮式刀盘10均吊装在刀盘安装座23的下侧，使得轮式刀盘10与刀盘安装座23呈上下方向排布，刀盘安装座23的安装空间较大，刀盘安装座23安装时不易发生干涉，便于刀盘安装座23的安装。需要说明的是，两个轮式刀盘10在工作时旋转方向相反，并且两个轮式刀盘10的前端相向转动，以将轮式刀盘10切削下来的渣土拨向两个轮式刀盘10之间的间隔处，也即将渣土拨向隧道底壁的中间位置，以便实现中间收渣。

另外，导向套9与刀盘安装座23之间连接有用于驱动刀盘安装座23上下移动的安装座驱动机构。具体地，在导向套9的左右外侧面上均连接有提升油缸25，提升油缸25的下端与刀盘安装座23连接，提升油缸25构成了安装座驱动机构，提升油缸25的活塞杆的伸缩运动能够带动刀盘安装座23上下移动，进而实现轮式刀盘10的上下移动。在其他实施例中，提升油缸可以替换为气缸、电动推杆或者丝杠螺母机构等。通过对轮式刀盘10的上下位置的调整，能够对轮式刀盘10上下竖直方向的开挖深度进行调整，以满足不同开挖截面的需求。

在本实施例中，提升油缸25有四个，两个位于导向套9的左侧，另两个位于导向套9的右侧，并且四个提升油缸25均布在刀盘安装座23上。提升油缸25采用这种布局，轮式刀盘10在上下移动的过程中更为稳定。

在导向套9的底部设置有伸缩套筒26，伸缩套筒26包括与导向套9固定的主筒体27和与刀盘安装座23固定的副筒体28，副筒体28上下滑动且周向转动装配在主筒体27的内部，即副筒体28能够在主筒体27内上下运动并能够在主筒体27内进行转动，在提升油缸25将刀盘安装座23向上提升时，主筒体27与副筒体28对刀盘安装座23起到导向作用，以避免刀盘安装座23在上下移动过程中出现歪斜。此外，刀盘安装座23能够通过伸缩套筒26在一定程度上相对导向套9左右偏转，以使轮式刀盘10能够满足小弯道施工，进而使异形隧道开挖装置的适应性更强。

异形隧道开挖装置还包括伸缩驱动机构，伸缩驱动机构用于驱动轮式刀盘10向前移动。在本实施例中，伸缩驱动机构为刀盘驱动油缸30，刀盘驱动油缸30左右布置有两个，刀盘驱动油缸30的前端与第一支撑座11连接，后端与刀盘安装座23连接，刀盘驱动油缸30能够带动轮式刀盘10向前移动以实现轮式刀盘10的开挖动作。在其他实施例中，刀盘驱动油缸可以替换为气缸、电动推杆或者丝杠螺母机构等。

异形隧道掘进机还包括用于将渣土由前向后进行输送的出渣系统，出渣系统包括主机皮带机31、转载皮带机32、集渣装置和后配套皮带机34，主机皮带机31用于将主开挖刀盘5切削下来的渣土由前向后进行输送，转载皮带机32设置在主梁6上，用于将主机皮带机31输送来的渣土继续向后输送。集渣装置包括刮板输送机33，刮板输送机33设置在集渣装置拖车35上，后配套皮带机34设置在后配套拖车36上，转载皮带机32向后输送的渣土输送至刮板输送机33上，接着由刮板输送机33输送至后配套皮带机34上，再由后配套皮带机34输送至渣土车或者隧道皮带机上，并最终由渣土车或者隧道皮带机运送至隧道外实现出渣。主机皮带机31构成主机上用于将主开挖刀盘5开挖出的渣土向后输送的主机输送装置，转载皮带机32构成用于承接主机输送装置的转载输送装置。

集渣装置还包括设置在刮板输送机33前端的铲斗37，铲斗37里设置有左右布置的两个拨料轮38，拨料轮38包括盘体381和环绕盘体381设置的拨料齿382，在电机的驱动下拨料轮38转动，转动的拨料轮38通过拨料齿382将轮式刀盘10切削下来的渣土拨向刮板输送机33，刮板输送机33再将拨料轮38拨来的渣土向后进行输送。

需要说明的是，在第二支撑装置8下侧形成有供集渣装置伸入的集渣空间，该集渣空间处于隧道的中间位置，轮式刀盘10切削下来的渣土被拨向该集渣空间的隧道底壁上，刮板输送机33采用自前向后逐渐升高的布置方式，以便刮板输送机33的前端伸入集渣空间中，将轮式刀盘10切削下来的渣土运离，实现渣土的中间收渣。

刮板输送机33的前端与集渣装置拖车35铰接，后端设置有输送机顶推油缸39，输送机顶推油缸39的一端与刮板输送机33铰接，另一端与集渣装置拖车35铰接，通过控制输送机顶推油缸39的活塞杆的伸缩量能够对刮板输送机33的倾斜角度角度进行调节。

集渣装置拖车35通过拖拉调节机构连接在导向套9上，在本实施例中，拖拉调节机构为拖拉调节油缸41，拖拉调节油缸41前端铰接在导向套9上，拖拉调节油缸41后端铰接在集渣装置拖车35上。在其他实施例中，拖拉调节机构也可以为气缸、丝杠螺母机构等。轮式刀盘向前开挖时，在轮式刀盘10向前进行开挖时，轮式刀盘10会带动导向套9向前移动，导向套9通过拖拉调节油缸41拉动集渣装置拖车35向前移动，这样刮板输送机33和轮式刀盘10能够实现同步动作，使得刮板输送机33能够及时将轮式刀盘10切削下来的渣土运走，做到实时出渣。当然，拖拉调节油缸41处于泄压状态时，拖拉调节油缸41的活塞杆在拖拉调节油缸41的缸体中能够自由伸缩，轮式刀盘10可以先向前开挖，集渣装置拖车35保持在原地不动，然后再控制拖拉调节油缸41拖动集渣装置拖车35向前移动，实现轮式刀盘10和刮板输送机33的分步动作，此时刮板输送机33再将轮式刀盘10切削下来渣土运走。除此之外，拖拉调节机构还可以用于调节刮板输送机33与轮式刀盘10之间的间距，以便于安装，同时也能适用更多的工作条件。

集渣装置拖车35的底部设置有拖车滑靴24，集渣装置拖车35通过拖车滑靴24能够向前滑动，拖车滑靴24的结构与第一支撑装置7底部的支撑装置滑靴15的结构相同，此处不再详细说明。后配套拖车36底部设置有行走轮40，行走轮40位于铺设在隧道底壁上的轨道上。集渣装置拖车35与后配套拖车36通过铰接连接结构连接，具体地，集渣装置拖车35的后端铰接有前连接板42，后配套拖车36的前端铰接有后连接板43，前连接板42与后连接板43相互铰接。

本发明异形隧道掘进机的工作流程如下：

开挖流程：主机的主开挖刀盘5在前部进行圆形断面隧道100的开挖。主机撑靴4顶紧隧道内壁，主机推进装置2一端顶在主机撑靴4上，另一端顶在主机开挖装置1上，推动主机开挖装置1向前推进，主机驱动装置3带动主开挖刀盘5转动起来，从而实现圆形断面隧道100的开挖。

异形隧道开挖装置在后部对主机开挖的圆形断面隧道100进行二次开挖，以将圆形断面隧道100开挖成门洞形断面隧道200，异形隧道开挖装置和主机同步工作。第一支撑装置撑靴12和第二支撑装置撑靴21顶紧隧道内壁，轮式刀盘10在轮式刀盘驱动电机的驱动下进行转动，同时轮式刀盘10在刀盘驱动油缸30的驱动下向前运动，从而实现门洞形断面隧道200的开挖。

出渣流程：在主机和异形隧道开挖装置开挖之前，出渣系统的主机皮带机31、转载皮带机32、刮板输送机33和后配套皮带机34由后向前逐级启动，主机皮带机31将主开挖刀盘5切削下来的渣土由前向后进行输送，转载皮带机32将主机皮带机31输送来的渣土继续向后输送，刮板输送机33将转载皮带机32输送来的渣土向后输送，并且刮板输送机33将轮式刀盘10切削下来的渣土收集并向后输送，后配套皮带机34将刮板输送机33输送来的渣土向后输送至渣土车中，并最终被渣土车输送至隧道外。

换步流程：完成出渣工作后，异形隧道掘进机整体向前步进一个行程。首先将主机撑靴4收回，主机推进装置2即主机推进油缸调节至泄压状态，主机推进油缸的活塞杆能够自由伸缩，利用换步油缸19将主机撑靴4向前步进一个行程，再将主机撑靴4伸出撑紧洞壁。然后将异形隧道开挖装置的第一支撑装置撑靴12和第二支撑装置撑靴21全部收回，刀盘驱动油缸30和拖拉调节油缸41调整至泄压状态，利用换步油缸19将异形隧道开挖装置向前步进一个行程，在此过程中，主梁6在导向套9内向前移动，如果集渣装置拖车35在收集轮式刀盘10切削下来的渣土时与轮式刀盘10同步动作，那么轮式刀盘10和集渣装置拖车35、后配套拖车36在原地不动，如果集渣装置拖车35在收集轮式刀盘10切削下来的渣土时与轮式刀盘10分步动作，那么拖拉调节油缸41拖动集渣装置拖车35、后配套拖车36向前步进一个行程即可。最后，将异形隧道开挖装置的第一支撑装置撑靴12和第二支撑装置撑靴21全部伸出撑紧隧道内壁，继续下一阶段的开挖工作。

综上所述，本发明的异形隧道掘进机实现了异形断面隧道一次开挖成形，且异形隧道开挖装置只通过主梁6和导向套9这一套滑动装配结构来进行开挖，轮式刀盘10直接通过刀盘安装座23连接在导向套9上，结构比较简单，控制更加方便，不但能够降低成本，而且可以简化施工操作，提高施工效率。

本发明的异形隧道掘进机的实施例2，与实施例1不同的是，换步油缸的前端铰接在主机梁体上，后端铰接在主梁上。

本发明的异形隧道掘进机的实施例3，与实施例1不同的是，第一支撑装置和第二支撑装置均包括支撑装置滑靴，第二支撑装置的支撑装置滑靴的板体为圆弧形板以在板体下侧形成供集渣装置伸入的集渣空间。或者在其他实施例中，支撑装置滑靴处于轮式刀盘的后侧且处于第二支撑装置上，第一支撑装置仅通过撑靴与隧道内壁支撑配合，支撑装置滑靴的板体为圆弧形板以在板体下侧形成供集渣装置伸入的集渣空间。

本发明的异形隧道掘进机的实施例4，与实施例1不同的是，刀盘驱动油缸处于轮式刀盘的后侧，刀盘驱动油缸的一端连接在刀盘安装座上，另一端连接在第二支撑座上，与实施例1中的第二支撑座相比，本实施例中的第二支撑座在竖直方向上的尺寸较长。

本发明的异形隧道掘进机的实施例5，与实施例1不同的是，第一支撑装置撑靴仅包括一组，该组第一支撑装置撑靴有四个，且各第一支撑装置撑靴沿第一支撑座的周向间隔设置。或者在其他实施例中，第一支撑装置撑靴可以包括三组、四组或者更多组，各组前后间隔排布，且每组的第一支撑装置撑靴沿第一支撑座的周向间隔设置。

本发明的异形隧道掘进机的实施例6，与实施例1不同的是，第一支撑装置撑靴包括靴体和撑靴油缸，第一支撑装置撑靴上的撑靴油缸设置两个，且第一支撑装置撑靴上的两个撑靴油缸沿第一支撑座轴向间隔布置。或者在其他实施例中，第一支撑装置撑靴包括靴体和撑靴油缸，第一支撑装置撑靴上的撑靴油缸可以设置一个。

本发明的异形隧道掘进机的实施例7，与实施例1不同的是，第一支撑装置包括第一支撑座，支撑装置滑靴直接固定在第一支撑座的底部。

本发明的异形隧道掘进机的实施例8，与实施例1不同的是，在本实施例中，两个轮式刀盘的转动轴线沿水平方向延伸，且两个轮式刀盘分别处于导向套左右两侧，处于导向套左侧的轮式刀盘与一个刀盘安装座连接，处于导向套右侧的轮式刀盘与另一个刀盘安装座连接，两个刀盘安装座分别通过一个提升油缸与导向套连接，两个轮式刀盘可以分开进行控制。

本发明的异形隧道掘进机的实施例9，与实施例1不同的是，刀盘安装座与直接固定在导向套的底部。

本发明的异形隧道掘进机的实施例10，与实施例1不同的是，在本实施例中，导向套与刀盘安装座之间不设置伸缩套筒，导向套与刀盘安装座仅通过提升油缸连接。

本发明的异形隧道掘进机的实施例11，与实施例1不同的是，提升油缸设置两个，两个提升油缸分别连接在导向套的左右外侧面上，并且两个提升油缸布置在安装座斜对角处。或者在其他实施例中，提升油缸均分为两组，一组设置在导向套的左外侧面上，另一组设置在导向套的右外侧面上，每组的提升油缸的数量可以是三个、四个或者更多。

本发明的异形隧道掘进机的实施例12，与实施例1不同的是，主梁的左右侧面上均设有前后延伸的滑槽，相对应地，导向套的左右内侧面行均设有滑块，滑块滑动装配在滑槽中，以实现导向套前后导向移动安装在主梁上。或者在其他实施例中，导向套的通过内侧面直接实现与主梁的前后导向移动安装。

本发明的异形隧道掘进机的实施例13，与实施例1不同的是，刮板输送机的前端设置有机械手臂，机械手臂动作将轮式刀盘切削下来的渣土拨向刮板输送机。

本发明的异形隧道掘进机的实施例14，与实施例1不同的是，在本实施例中，两个轮式刀盘的转动方向旋转方向相反，左右成对布置的两个轮式刀盘的前端相互背离转动，以将轮式刀盘切削下来的渣土拨向隧道的两侧，故在本实施例中，刮板输送机需要设置两个，一个伸向隧道的左侧以将左侧的轮式刀盘切削下来的渣土输送走，另一个伸向隧道的右侧以将右侧的轮式刀盘切削下来的渣土输送走，并且两个刮板输送机均将渣土输送至后配套皮带机中。

本发明的异形隧道掘进机的实施例15，与实施例1不同的是，在本实施例中，集渣装置拖车通过拖拉油缸与第二支撑座连接。

本发明的异形隧道掘进机的实施例16，与实施例1不同的是，集渣装置拖车与导向套铰接连接。具体地，导向套上铰接有前铰接板，集渣装置拖车上铰接有后铰接板，前铰接板和后铰接板相互铰接。

本发明的异形隧道掘进机的实施例17，与实施例1不同的是，集渣装置拖车通过底部设置的行走轮向前移动，行走轮位于铺设在隧道底壁的轨道上。

本发明的异形隧道掘进机的实施例18，与实施例1不同的是，本实施例中，主机皮带机一直延伸至后配套输送机上，集渣装置的刮板输送机仅用于将收集到的渣土输送至后配套输送机上即可。当然，在本实施例中的基础上，刮板输送机也可以将收集的渣土输送至主机皮带机上。

本发明的异形隧道掘进机的实施例19，与实施例1不同的是，本实施例中，集渣装置拖车通过拖拉同步驱动机构连接在主梁上，拖拉同步驱动机构用于在伸缩驱动机构驱动轮式刀盘向前运动时驱动集渣装置拖车向前移动，以使集渣装置能够随轮式刀盘同步运动。拖拉同步驱动机构为拖拉同步油缸，其他实施例中，拖拉同步驱动机构还可以是气缸、丝杠螺母驱动机构等。其他实施例中，拖拉同步驱动机构还可以连接在第二支撑装置上。

本发明的异形隧道开挖装置的实施例1，异形隧道开挖装置的结构与上文异形隧道掘进机中任一实施例中的异形隧道开挖装置的结构相同，此处不再赘述。

本发明的异形隧道开挖装置的实施例2，在本实施例中，异形隧道开挖装置的结构仍与上文异形隧道掘进机中任一实施例中的异形隧道开挖装置的结构相同，不同的是，异形隧道开挖装置不是搭载在现有的盾构机上，而是与其他拖拉设备(如机车、绞车等)进行连接，这样开挖圆形断面的盾构机就可以独立使用，先行完成圆形断面隧道的开挖，而后异形隧道开挖装置再搭载其他拖拉设备实现对圆形断面隧道的二次开挖，也即异形隧道开挖装置能单独开展已成形圆形断面隧道的二次开挖工作，使用灵活性更高。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (18)

1.一种异形隧道开挖装置，其特征在于，包括前后延伸的主梁，主梁上前后间隔设置有第一支撑装置和第二支撑装置，第一支撑装置和第二支撑装置均包括用于顶紧隧道内壁的撑靴，并且第一支撑装置底部设有支撑装置滑靴，支撑装置滑靴用于滑动支撑在隧道底壁上，支撑装置滑靴处于轮式刀盘的前侧，第一支撑装置包括第一支撑座，第一支撑座底部设置有恒压浮动支撑结构，支撑装置滑靴安装在恒压浮动支撑结构的底部，第一支撑装置或主梁上设置有用于与拖拉设备连接的拖拉连接结构；主梁上前后导向移动安装有导向套，导向套处于第一支撑装置和第二支撑装置之间，导向套上连接有刀盘安装座，刀盘安装座上转动安装有轮式刀盘，轮式刀盘用于对隧道进行二次开挖；异形隧道开挖装置还包括伸缩驱动机构，伸缩驱动机构一端与第一支撑装置或第二支撑装置连接，另一端连接在刀盘安装座或者导向套上，用于驱动轮式刀盘向前移动，轮式刀盘的转动轴线沿竖直方向延伸；步进时，将全部撑靴收回，伸缩驱动机构调整至泄压状态，利用拖拉设备将异形隧道开挖装置向前步进一个行程。

2.根据权利要求1所述的异形隧道开挖装置，其特征在于，第二支撑装置仅通过撑靴与隧道内壁支撑配合，并且在第二支撑装置下方形成有供集渣装置伸入的集渣空间。

3.根据权利要求2所述的异形隧道开挖装置，其特征在于，伸缩驱动机构处于轮式刀盘的前侧，伸缩驱动机构的一端与第一支撑装置连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的异形隧道开挖装置，其特征在于，第一支撑装置包括第一支撑座，第一支撑装置上的撑靴为第一支撑装置撑靴，第一支撑装置撑靴前后间隔设置至少两组，同一组的第一支撑装置撑靴设置至少两个，且同一组的各第一支撑装置撑靴沿第一支撑座周向间隔布置。

5.根据权利要求4所述的异形隧道开挖装置，其特征在于，第一支撑装置撑靴包括靴体和撑靴油缸，第一支撑装置撑靴上的撑靴油缸设置至少两个，且第一支撑装置撑靴上的各撑靴油缸沿第一支撑座周向间隔布置。

6.根据权利要求1-3任一项所述的异形隧道开挖装置，其特征在于，刀盘安装座上下导向活动安装在导向套上，左右成对布置的轮式刀盘安装在同一个刀盘安装座上，导向套与刀盘安装座之间连接有安装座驱动机构，所述安装座驱动机构用于驱动刀盘安装座上下移动。

7.根据权利要求6所述的异形隧道开挖装置，其特征在于，导向套底部设置有伸缩套筒，伸缩套筒包括与导向套固定的主筒体和与刀盘安装座固定的副筒体，副筒体滑动且周向转动装配在主筒体的内部，以使刀盘安装座相对导向套能够偏转。

8.根据权利要求6所述的异形隧道开挖装置，其特征在于，左右成对布置的轮式刀盘工作时旋转方向相反，且成对布置的两轮式刀盘的前端相向转动，以将轮式刀盘切削下来的渣土拨向隧道底壁的中间位置。

9.根据权利要求6所述的异形隧道开挖装置，其特征在于，刀盘安装座通过提升油缸上下导向活动安装在导向套上，提升油缸构成了所述安装座驱动机构，提升油缸有多个且均布在刀盘安装座上。

10.根据权利要求1-3任一项所述的异形隧道开挖装置，其特征在于，主梁上设置有前后延伸的导向槽，导向套上安装有滑轮，导向套通过滑轮前后导向移动安装在主梁上。

11.根据权利要求1-3任一项所述的异形隧道开挖装置，其特征在于，拖拉连接结构为能够拖动异形隧道开挖装置前进的拖拉油缸。

12.异形隧道掘进机，包括主机、连接在主机后侧的异形隧道开挖装置、用于将异形隧道开挖装置产生的渣土收集向后输送的集渣装置，主机的前端设置有用于开挖圆形断面隧道的主开挖刀盘，其特征在于，异形隧道开挖装置为权利要求1-11任一项所述的异形隧道开挖装置，异形隧道开挖装置通过拖拉连接结构与主机连接以使主机能够带动异形隧道开挖装置向前移动。

13.根据权利要求12所述的异形隧道掘进机，其特征在于，集渣装置包括将渣土向后输送的刮板输送机和设置在刮板输送机前端的铲斗，铲斗里设置有将渣土拨向刮板输送机的拨料轮。

14.根据权利要求12所述的异形隧道掘进机，其特征在于，异形隧道掘进机包括集渣装置拖车，集渣装置设置在集渣装置拖车上，集渣装置拖车连接在导向套上，以使集渣装置能够随轮式刀盘同步运动。

15.根据权利要求14所述的异形隧道掘进机，其特征在于，集渣装置拖车通过拖拉调节机构连接在导向套上，拖拉调节机构能够拖动集渣装置拖车向前移动。

16.根据权利要求14所述的异形隧道掘进机，其特征在于，集渣装置拖车底部有用于在隧道底壁上滑动的拖车滑靴。

17.根据权利要求12-16任一项所述的异形隧道掘进机，其特征在于，主机上设有用于将主开挖刀盘开挖出的渣土向后输送的主机输送装置，异形隧道开挖装置包括用于承接主机输送装置的转载输送装置，转载输送装置用于将主机输送装置的渣土输送至集渣装置上，由集渣装置将异形隧道开挖装置产生的渣土和主开挖刀盘开挖出的渣土一同向后输送。

18.根据权利要求12所述的异形隧道掘进机，其特征在于，异形隧道掘进机包括集渣装置拖车，集渣装置设置在集渣装置拖车上，集渣装置拖车通过拖拉同步驱动机构连接在主梁或者第二支撑装置上，拖拉同步驱动机构用于在伸缩驱动机构驱动轮式刀盘向前运动时驱动集渣装置拖车向前移动，以使集渣装置能够随轮式刀盘同步运动。