CN206477853U - 一种隧道掘进装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道掘进装置，包括掘进部和导孔钻进部；掘进部包括掘进驱动机构、掘进安装架机构和掘进机构，掘进机构包括金刚石串珠绳锯、绳锯工字主动轮、绳锯安装支架和大于或等于两个绳锯定位工字轮；绳锯定位工字轮和绳锯工字主动轮分别安装在绳锯安装支架上，绳锯定位工字轮和绳锯工字主动轮通过金刚石串珠绳锯传动连接且与绳锯定位工字轮接触的金刚石串珠绳锯设置在绳锯定位工字轮的限位槽内，与绳锯主动工字轮接触的金刚石串珠绳锯设置在绳锯主动工字轮的限位槽内。本实用新型方便使用且不会对山体构造造成较大破坏，不仅造价低廉，而且可以加快岩石隧道的施工速度。

Description

一种隧道掘进装置

技术领域

本实用新型涉及隧道挖掘领域，特别涉及到一种隧道掘进装置。

背景技术

近些年来，我国越来越重视搞基础设施建设，以确保基础设施建设更好地服务于我国整个社会经济的发展。基础设施建设中，公路铁路建设占比很大，道路建设中，隧道的掘进长期以来以施工难度大，安全保障难，施工工艺复杂，工程进度慢成为难点。传统的隧道掘进施工，多采用爆破法与盾构法。

现有的盾构掘进机，仅适用于地质条件松散的卵石，泥石的隧道施工，对于岩石地质的隧道施工，盾构掘进机的施工进度慢，成本极其高昂，并且盾构机体积庞大，难于运输，不适应复杂地势。因此，盾构机多用于城市地铁等隧道掘进工程的施工。现有的爆破法施工，由于使用炸药爆破后除渣，爆破形成的隧道壁参差不齐，与隧道数据出入较大，需要人工修复，且爆破不可避免的对山体、岩体结构造成破坏，导致山体的稳定性差，容易发生塌方等危及施工人员及设备安全，使得隧道施工中所投入的保证安全的人力等物质成本不断升高。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种方便使用且不会对山体构造造成较大破坏的隧道掘进装置，不仅造价低廉，而且可以加快岩石隧道的施工速度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种隧道掘进装置，包括掘进部和导孔钻进部；

所述掘进部包括掘进驱动机构、掘进安装架机构、掘进机构和行走机构，所述掘进机构包括金刚石串珠绳锯、绳锯工字主动轮、绳锯安装支架和大于或等于两个绳锯定位工字轮；所述绳锯定位工字轮和所述绳锯工字主动轮分别安装在所述绳锯安装支架上，所述绳锯定位工字轮和所述绳锯工字主动轮通过所述金刚石串珠绳锯传动连接且与所述绳锯定位工字轮接触的所述金刚石串珠绳锯设置在所述绳锯定位工字轮的限位槽内，与所述绳锯主动工字轮接触的所述金刚石串珠绳锯设置在所述绳锯主动工字轮的限位槽内；所述绳锯安装支架与所述掘进安装架机构连接且所述绳锯主动工字轮与所述掘进驱动机构驱动连接，所述掘进驱动机构安装在所述掘进安装架机构上，所述掘进安装架机构安装在所述行走机构上；

所述导孔钻进部包括导孔钻进机构、导孔钻进安装架机构和导孔钻进驱动机构，所述导孔钻进机构和所述导孔钻进驱动机构分别安装在所述导孔钻进安装架机构，所述导孔钻机机构和所述导孔钻进驱动机构驱动连接。

上述隧道掘进装置，所述导孔钻进安装架机构和所述掘进安装架机构连接；所述绳锯定位工字轮设在所述绳锯工字主动轮和所述导孔钻进机构的导孔钻进端之间。

上述隧道掘进装置，所述导孔钻进机构包括钻杆和钻头，所述导孔钻进驱动机构为步进电机；所述钻头与所述钻杆的一端可拆卸连接，所述钻杆的另一端与所述步进电机驱动连接；所述钻杆通过支撑轴承与所述导孔钻进安装架连接；所述钻头直径大于所述绳锯定位工字轮的直径；所述绳锯定位工字轮设在所述绳锯工字主动轮和所述钻头之间。

上述隧道掘进装置，所述绳锯安装支架包括定位工字轮支撑杆和绳锯安装板，所述定位工字轮支撑杆的一端与所述绳锯定位工字轮通过定位工字轮轮轴固定连接且所述绳锯定位工字轮能以所述定位工字轮轮轴为轴自由转动，所述定位工字轮支撑杆的另一端与所述绳锯安装板铰接且所述定位工字轮支撑杆可通过支撑杆定位销与所述绳锯安装板固定连接。

上述隧道掘进装置，其特征在于，所述掘进机构还包括绳锯松紧调整结构，所述绳锯松紧调整结构包括松紧调整用工字轮和调整用工字轮支撑杆，所述松紧调整用工字轮设在所述绳锯定位工字轮和所述绳锯工字主动轮之间，所述松紧调整用工字轮与所述调整用工字轮支撑杆的一端通过调整用工字轮轮轴固定连接且所述松紧调整用工字轮能以所述调整用工字轮轮轴为轴自由转动，所述调整用工字轮支撑杆的另一端与所述绳锯安装板铰接且所述调整用工字轮支撑杆可通过定位销钉与所述绳锯安装板固定连接。

上述隧道掘进装置，当所述绳锯定位工字轮为两个时，两个所述绳锯定位工字轮与所述绳锯工字主动轮成等腰三角形结构装配，所述等腰三角形的顶角所在的顶点位于所述绳锯工字主动轮的转轴上。

上述隧道掘进装置，所述松紧调整用工字轮与所述绳锯定位工字轮和所述绳锯工字主动轮分设在所述金刚石串珠绳锯相对的两侧。

上述隧道掘进装置，所述松紧调整用工字轮中心轴与所述绳锯定位工字轮中心轴之间的距离大于所述松紧调整用工字轮中心轴与所述绳锯工字主动轮中心轴之间的距离。

上述隧道掘进装置，所述掘进驱动机构为力矩电机。

上述隧道掘进装置，所述导孔钻进部还包括冷却机构，所述冷却机构与所述导孔钻进安装架机构连接，所述冷却机构的冷却液流出端设在所述导孔钻进机构的导孔钻进端。

本实用新型的有益效果如下：

1.采用本实用新型可以对隧道掘进方向上的岩石进行整体切块，从而可以获得成块的石材并将石材用于雕刻等产品的加工，提高岩石的利用率，创造额外的经济价值。

2.由于本实用新型采用导孔钻进和岩石切割相结合的技术，完全替代了现有隧道掘进过程中使用雷管爆破掘进的操作，不仅减少或消除了雷管爆破过程对山体结构的影响，减少了隧道挖掘地段山体滑坡或塌方现象出现的几率，提高了施工的安全性。

3.本实用新型采用岩石整体切割便于后期对隧道内壁的修整，减少隧道后期施工的工作量，有利于加快隧道掘进施工的进度。

4.本实用新型采用岩石整体切割，减少了隧道掘进过程中碎石的产生量，也就减少了碎石的清理工作，有利于提高隧道掘进速度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1 本实用新型隧道掘进装置的结构示意图。

图中，1-掘进安装架机构；2-掘进驱动机构；3-绳锯工字主动轮；4-绳锯定位工字轮；5-金刚石串珠绳锯；6-定位工字轮支撑杆；7-松紧调整用工字轮；8-绳锯安装板；9-支撑杆定位销；10-调整用工字轮支撑杆；11-钻头；12-钻杆；13-导孔钻进安装架；14-导孔钻进驱动机构；15-行走机构。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型隧道掘进装置，包括掘进部和导孔钻进部。

其中，所述掘进部包括掘进驱动机构2、掘进安装架机构1、掘进机构和行走机构15，所述掘进机构包括金刚石串珠绳锯5、绳锯工字主动轮3、绳锯安装支架和两个绳锯定位工字轮4；所述绳锯定位工字轮4和所述绳锯工字主动轮3分别安装在所述绳锯安装支架上，所述绳锯定位工字轮4和所述绳锯工字主动轮3通过所述金刚石串珠绳锯5传动连接且与所述绳锯定位工字轮4接触的所述金刚石串珠绳锯5设置在所述绳锯定位工字轮4的限位槽内，与所述绳锯主动工字轮3接触的所述金刚石串珠绳锯5设置在所述绳锯主动工字轮3的限位槽内；所述绳锯安装支架与所述掘进安装架机构1连接且所述绳锯主动工字轮3与所述掘进驱动机构2驱动连接，所述掘进驱动机构2安装在所述掘进安装架机构1上，所述掘进安装架机构1安装在所述行走机构15上；所述导孔钻进部包括导孔钻进机构、导孔钻进安装架13机构和导孔钻进驱动机构14，所述导孔钻进机构和所述导孔钻进驱动机构14分别安装在所述导孔钻进安装架13机构，所述导孔钻机机构和所述导孔钻进驱动机构14驱动连接。本实施例中，所述掘进驱动机构2为力矩电机，所述行走机构15为重型脚轮。

为了是导孔钻进与岩石切割同时进行，减少工序，进一步节约隧道掘进施工的时间，本实施例中，将所述导孔钻进安装架13机构和所述掘进安装架机构1连接；所述绳锯定位工字轮4设在所述绳锯工字主动轮3和所述导孔钻进机构的导孔钻进端之间。其中，如图1所示，所述导孔钻进机构包括两个钻杆12和两个钻头11，所述导孔钻进驱动机构14为步进电机；所述钻头11与所述钻杆12的一端可拆卸连接，所述钻杆12的另一端与所述步进电机驱动连接；所述钻杆12通过支撑轴承与所述导孔钻进安装架13连接；所述钻头11直径大于所述绳锯定位工字轮4的直径；所述绳锯定位工字轮4设在所述绳锯工字主动轮3和所述钻头11之间，这样在切割岩石时，可以将所述绳锯定位工字轮4放入所述导孔钻进机构钻出的导向孔中，从而使位于两个所述绳锯定位工字轮4之间且远离所述绳锯工字主动轮3的所述金刚石串珠绳锯5能够和带切割岩石表面接触比较紧密，从而方便利用所述金刚石串珠绳锯5对岩石进行切割。

而为了降低本实用新型的装置的制造成本，同时便于维修，本实施例中，如图1所示，所述绳锯安装支架包括定位工字轮支撑杆6和绳锯安装板8，所述定位工字轮支撑杆6的一端与所述绳锯定位工字轮4通过定位工字轮轮轴固定连接且所述绳锯定位工字轮4能以所述定位工字轮轮轴为轴自由转动，所述定位工字轮支撑杆6的另一端与所述绳锯安装板8铰接且所述定位工字轮支撑杆6可通过支撑杆定位销99与所述绳锯安装板8固定连接，这样就可以根据要切割的岩石宽度或高度通过调整两个所述定位工字轮支撑杆6之间张开角度α的大小来调整两个所述绳锯定位工字轮4之间的距离，以便调整位于两个所述绳锯定位工字轮4之间且远离所述绳锯工字主动轮3的所述金刚石串珠绳锯5的长度。同时为了避免，在调整位于两个所述绳锯定位工字轮4之间且远离所述绳锯工字主动轮3的所述金刚石串珠绳锯5的长度之后，所述金刚石串珠绳锯5的张紧力度不够或过大导致所述金刚石串珠绳锯5出现打滑，本实施例中，所述掘进机构还包括绳锯松紧调整结构，其中，所述绳锯松紧调整结构包括松紧调整用工字轮7和调整用工字轮支撑杆10，所述松紧调整用工字轮7设在所述绳锯定位工字轮4和所述绳锯工字主动轮3之间，所述松紧调整用工字轮7与所述调整用工字轮支撑杆10的一端通过调整用工字轮轮轴固定连接且所述松紧调整用工字轮7能以所述调整用工字轮轮轴为轴自由转动，所述调整用工字轮支撑杆10的另一端与所述绳锯安装板8铰接且所述调整用工字轮支撑杆10可通过定位销钉与所述绳锯安装板8固定连接，通过调整所述调整用工字轮支撑杆10与所述绳锯定位工字轮4轴心和所述绳锯工字主动轮3轴心之间的连线的夹角β的大小，可以调整所述金刚石串珠绳锯5的张紧力度，从而避免所述金刚石串珠绳锯5张紧力度过大或过小导致所述金刚石串珠绳锯5出现打滑。而且为了避免所述金刚石串珠绳锯5单向受力，从而避免所述金刚石串珠绳锯5远离所述绳锯定位工字轮4一侧的材料结构受到破坏，本实施例中，将所述松紧调整用工字轮7与所述绳锯定位工字轮4和所述绳锯工字主动轮3分设在所述金刚石串珠绳锯5相对的两侧。

而为了保持本实用新型在切割岩石过程中所述金刚石串珠绳锯5的稳定性，避免所述金刚石串珠绳锯5所受的张力忽大忽小导致所述金刚石串珠绳锯5的使用寿命缩短，本实施例中，两个所述绳锯定位工字轮4与所述绳锯工字主动轮3成等腰三角形结构装配，所述等腰三角形的顶角所在的顶点位于所述绳锯工字主动轮3的转轴上，其中，优选两个所述绳锯定位工字轮4与所述绳锯工字主动轮3成等边三角形结构装配。

而为了便于在开动本实用新型的过程中对所述松紧调整用工字轮7进行位置调整，避免切割岩石时产生的石屑溅到人身上造成人员受伤，本实施例中，所述松紧调整用工字轮7中心轴与所述绳锯定位工字轮4中心轴之间的距离大于所述松紧调整用工字轮7中心轴与所述绳锯工字主动轮3中心轴之间的距离，这样就可以增加人与岩石之间的距离，增加石屑飞行的距离，从而使石屑速度降低，减少了石屑给人带来伤害的概率，提高施工的安全性。

为了保证隧道掘进施工的连续性，同时提高所述钻头11和所述金刚石串珠绳锯5的使用寿命，避免导孔钻进过程中产生的热量对所述钻头11的损害以及岩石切割过程中产生的热量对所述金刚石串珠绳锯5产生的损害，所述导孔钻进部还包括冷却机构，所述冷却机构与所述导孔钻进安装架13机构连接，所述冷却机构的冷却液流出端设在所述钻头11处，冷却液从导向孔中流出时可以对所述金刚石串珠绳锯5进行降温以及对被切割岩石进行降温，而且还可以减少导向孔钻进和岩石切割过程中产生的粉尘。

使用本实用新型进行隧道掘进时，在待进行隧道掘进的山体的岩石面上标识出施工位置和高度，然后确定单次切割石块的高度或宽度，然后将本实用新型通过所述重型脚轮移动至待切割岩石前面，根据单次切割石块的高度或宽度调整两个所述定位工字轮支撑杆6之间的夹角α的大小，以使位于两个所述绳锯定位工字轮4之间且远离所述绳锯工字主动轮3的所述金刚石串珠绳锯5的长度与单次切割石块的高度或宽度相等或者使位于两个所述钻头11之间的距离与单次切割石块的高度或宽度相等。然后启动所述步进电机和所述力矩电机，同时接通所述冷却机构的冷却液，此时，所述导孔钻进机构钻出导向孔，而所述绳锯定位工字轮4被移送至导向孔内，则位于两个所述绳锯定位工字轮4之间且远离所述绳锯工字主动轮3的所述金刚石串珠绳锯5与待切割岩石接触，并且在所述力矩电机驱动下的所述绳锯工字主动轮3的带动下所述金刚石串珠绳锯5上的金刚石串珠对岩石进行切割，从而实现了通过对岩石分割实现了隧道的掘进，避免了雷管爆破带了的危险，同时消除了雷管爆破对山体结构的破坏。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种隧道掘进装置，其特征在于，包括掘进部和导孔钻进部；

所述掘进部包括掘进驱动机构、掘进安装架机构、掘进机构和行走机构，所述掘进机构包括金刚石串珠绳锯、绳锯工字主动轮、绳锯安装支架和大于或等于两个绳锯定位工字轮；所述绳锯定位工字轮和所述绳锯工字主动轮分别安装在所述绳锯安装支架上，所述绳锯定位工字轮和所述绳锯工字主动轮通过所述金刚石串珠绳锯传动连接且与所述绳锯定位工字轮接触的所述金刚石串珠绳锯设置在所述绳锯定位工字轮的限位槽内，与所述绳锯主动工字轮接触的所述金刚石串珠绳锯设置在所述绳锯主动工字轮的限位槽内；所述绳锯安装支架与所述掘进安装架机构连接且所述绳锯主动工字轮与所述掘进驱动机构驱动连接，所述掘进驱动机构安装在所述掘进安装架机构上，所述掘进安装架机构安装在所述行走机构上；

所述导孔钻进部包括导孔钻进机构、导孔钻进安装架机构和导孔钻进驱动机构，所述导孔钻进机构和所述导孔钻进驱动机构分别安装在所述导孔钻进安装架机构，所述导孔钻机机构和所述导孔钻进驱动机构驱动连接。

2.根据权利要求1所述的隧道掘进装置，其特征在于，所述导孔钻进安装架机构和所述掘进安装架机构连接；所述绳锯定位工字轮设在所述绳锯工字主动轮和所述导孔钻进机构的导孔钻进端之间。

3.根据权利要求2所述的隧道掘进装置，其特征在于，所述导孔钻进机构包括钻杆和钻头，所述导孔钻进驱动机构为步进电机；所述钻头与所述钻杆的一端可拆卸连接，所述钻杆的另一端与所述步进电机驱动连接；所述钻杆通过支撑轴承与所述导孔钻进安装架连接；所述钻头直径大于所述绳锯定位工字轮的直径；所述绳锯定位工字轮设在所述绳锯工字主动轮和所述钻头之间。

4.根据权利要求1-3任一所述的隧道掘进装置，其特征在于，所述绳锯安装支架包括定位工字轮支撑杆和绳锯安装板，所述定位工字轮支撑杆的一端与所述绳锯定位工字轮通过定位工字轮轮轴固定连接且所述绳锯定位工字轮能以所述定位工字轮轮轴为轴自由转动，所述定位工字轮支撑杆的另一端与所述绳锯安装板铰接且所述定位工字轮支撑杆可通过支撑杆定位销与所述绳锯安装板固定连接。

5.根据权利要求4所述的隧道掘进装置，其特征在于，所述掘进机构还包括绳锯松紧调整结构，所述绳锯松紧调整结构包括松紧调整用工字轮和调整用工字轮支撑杆，所述松紧调整用工字轮设在所述绳锯定位工字轮和所述绳锯工字主动轮之间，所述松紧调整用工字轮与所述调整用工字轮支撑杆的一端通过调整用工字轮轮轴固定连接且所述松紧调整用工字轮能以所述调整用工字轮轮轴为轴自由转动，所述调整用工字轮支撑杆的另一端与所述绳锯安装板铰接且所述调整用工字轮支撑杆可通过定位销钉与所述绳锯安装板固定连接。

6.根据权利要求5所述的隧道掘进装置，其特征在于，当所述绳锯定位工字轮为两个时，两个所述绳锯定位工字轮与所述绳锯工字主动轮成等腰三角形结构装配，所述等腰三角形的顶角所在的顶点位于所述绳锯工字主动轮的转轴上。

7.根据权利要求5所述的隧道掘进装置，其特征在于，所述松紧调整用工字轮与所述绳锯定位工字轮和所述绳锯工字主动轮分设在所述金刚石串珠绳锯相对的两侧。

8.根据权利要求5所述的隧道掘进装置，其特征在于，所述松紧调整用工字轮中心轴与所述绳锯定位工字轮中心轴之间的距离大于所述松紧调整用工字轮中心轴与所述绳锯工字主动轮中心轴之间的距离。

9.根据权利要求5所述的隧道掘进装置，其特征在于，所述掘进驱动机构为力矩电机。

10.根据权利要求6-9任一所述的隧道掘进装置，其特征在于，所述导孔钻进部还包括冷却机构，所述冷却机构与所述导孔钻进安装架机构连接，所述冷却机构的冷却液流出端设在所述导孔钻进机构的导孔钻进端。