CN208502784U - 组合式线性切削硬岩隧道开挖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种组合式线性切削硬岩隧道开挖装置，包括刀盘，所述的刀盘的前部设有若干交错布置的刀梁，刀盘上设有导向槽，刀梁的上下两端设有刀座，刀座上设有滚刀，刀梁上设有滑块和导向块，导向块在导向槽内滑动，导向块与设在刀盘内的驱动装置连接。本实用新型的优点：原理简单，设计巧妙；滚刀只做上下交错线性运动切割破岩，形成拱形全断面的岩石隧道；开挖效率高，相比TBM，刀盘布置的滚刀数量少，破岩功耗低，回填量少，每把滚刀线性运动轨迹近似相同，刀具磨损消耗均匀，大大降低施工成本。

Description

组合式线性切削硬岩隧道开挖装置

技术领域

本实用新型涉及硬岩隧道掘进机工程机械，特别是指一种组合式线性切削硬岩隧道开挖装置。

背景技术

目前硬岩隧道掘进装备主要有：悬臂掘进机和全断面硬岩掘进机（TBM）。这两种装备各有优缺点：悬臂掘进机采用安装有若干截齿的截割部旋转切割破岩，并通过摆动悬臂形成掌子面的开挖，是一种分步开挖隧道的掘进装备，可通过控制悬臂摆动的角度，实现不同断面隧道的开挖，但这种设备开挖效率低，施工周期长，且只适用于中软岩隧道；TBM是采用安装在刀盘上的若干盘形滚刀挤压破岩，通过旋转刀盘，形成圆形断面隧道的开挖，这种装备开挖效率高，尤其适用于中硬岩隧道，但该装备只能开挖圆形断面隧道，对于拱形断面的铁路及公路隧道，使用TBM开挖超挖量大，后期需要大量回填。因此，设计一种能快速开挖拱形断面硬岩隧道装置具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型提出一种组合式线性切削硬岩隧道开挖装置，解决了现有硬岩隧道掘进装备针对拱形隧道开挖效率低的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种组合式线性切削硬岩隧道开挖装置，包括刀盘，所述的刀盘的前部设有若干交错布置的刀梁，刀盘上设有导向槽，刀梁的上下两端设有刀座，刀座上设有滚刀，刀梁上设有滑块和导向块，导向块在导向槽内滑动，导向块与设在刀盘内的驱动装置连接。

所述的刀盘包括形成封闭结构的前面板、四周封板和背面板，前面板与四周封板固定连接，四周封板与背面板可拆卸连接。

所述的刀盘的前面板中间段为平面，刀盘的外侧两端向后弯曲。

所述的刀盘为拱形，刀梁为桥式结构，刀梁上端的滚刀为阶梯布置并与刀盘的上端拱形边界相匹配，刀梁下端的滚刀为水平布置并与刀盘的下端水平边界相匹配。

所述的刀梁的上下端均设有三个刀座，每个刀座上设有一个多刃滚刀。

所述的布置在刀盘上的刀梁的长度从中间到两边依次递减。

所述的导向槽的两端设有限位装置。

所述的驱动装置为液压油缸。

本实用新型的优点：原理简单，设计巧妙；滚刀只做上下交错线性运动切割破岩，形成拱形全断面的岩石隧道；开挖效率高，相比TBM，刀盘布置的滚刀数量少，破岩功耗低，回填量少，每把滚刀线性运动轨迹近似相同，刀具磨损消耗均匀，大大降低施工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型正视图。

图2为本实用新型俯视图。

图3为本实用新型隐藏刀盘背面板的背视图。

图4为本实用新型刀梁正视图。

图5为本实用新型刀梁右视图。

图6为本实用新型刀梁俯视图。

图中：1-刀盘，2-刀梁，3-驱动装置，101-导向槽，201-刀座，202-滚刀，203-滑块，204-导向块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-6所示，一种组合式线性切削硬岩隧道开挖装置，包括刀盘1，所述的刀盘1的前部设有若干交错布置的刀梁2，刀盘1上设有导向槽101，刀梁2的上下两端设有刀座201，刀座201上设有滚刀202，刀梁2上设有滑块203和导向块204，导向块204在导向槽101内滑动，导向块204与设在刀盘1内的驱动装置3连接。

所述的刀盘1包括形成封闭结构的前面板、四周封板和背面板，前面板与四周封板固定连接，四周封板与背面板可拆卸连接。

所述的刀盘1的前面板中间段为平面，刀盘1的外侧两端向后弯曲。

所述的刀盘1为拱形，刀梁2为桥式结构，刀梁2上端的滚刀202为阶梯布置并与刀盘1的上端拱形边界相匹配，刀梁2下端的滚刀202为水平布置并与刀盘1的下端水平边界相匹配。

所述的刀梁2的上下端均设有三个刀座201，每个刀座201上设有一个多刃滚刀。

所述的布置在刀盘1上的刀梁2的长度从中间到两边依次递减。

所述的导向槽101的两端设有限位装置。

所述的驱动装置3为液压油缸。

本实用新型提供了一种拱形截面的刀盘，刀盘上布置两排滚刀，上排滚刀呈弧线排列与开挖隧道拱顶相匹配，下排滚刀呈线性排列与开挖隧道拱底相匹配。开挖隧道时，刀盘推动滚刀灌入岩石，刀盘不做旋转运动，滚刀在驱动作用下做上下线性运动，挤压破损岩石。为平衡滚刀破岩时刀盘竖直方向的受力，将上下两排滚刀沿水平方向分成多组，交错布置于刀盘的上下两端，刀盘开挖时，使上下两端的滚刀做相向运动，平衡刀盘竖直方向所受的载荷。

本实用新型的一种组合式线性切削破岩隧道开挖装置，主要包括刀盘、刀梁和驱动装置。

刀盘呈拱形结构，主要包括前面板，四周封板及背面板，组成一个封闭结构。前面板上设置有安装刀梁的若干导向槽，面板中间段为平面，外侧两端向后弯曲，便于两侧布置的滚刀形成一定的偏转角度使刀刃延伸至刀盘左右两侧外沿以开挖隧道两侧的边界区域。前面板四周设置有封板，背面板为可拆卸结构，便于刀盘内部安装作业。刀盘背部设置有与推进系统连接的接口。

刀梁为桥形结构，两端各设置有三个刀座并安装多刃滚刀，下端三个多刃滚刀水平部置，上端三个多刃滚刀呈阶梯布置。刀盘上布置的各刀梁的长度从中间向两边依次递减，刀梁背部设置有滑块及导向块，滑块可以沿刀盘表面滑动，导向块可以在导向槽内上下滑动，在刀盘导向槽的两端头设置有限位装置，以限制刀梁上下运动行程的极限位置。在下限位时，刀梁下部滚刀伸出刀盘下边界，在上限位时，刀梁上部滚刀伸出刀盘上边界，便于刀具开挖隧道上下边界区域。

驱动装置置于刀盘内部，每一个刀梁背部布置一根驱动，一端安装在刀盘上，一端安装在刀梁上，通过驱动的往复动作，带动刀梁上下运动，进而实现滚刀上下运动挤压破岩。每一个驱动的行程与对应的刀梁的行程相匹配。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种组合式线性切削硬岩隧道开挖装置，包括刀盘（1），其特征在于：所述的刀盘（1）的前部设有若干交错布置的刀梁（2），刀盘（1）上设有导向槽（101），刀梁（2）的上下两端设有刀座（201），刀座（201）上设有滚刀（202），刀梁（2）上设有滑块（203）和导向块（204），导向块（204）在导向槽（101）内滑动，导向块（204）与设在刀盘（1）内的驱动装置（3）连接。

2.根据权利要求1所述的组合式线性切削硬岩隧道开挖装置，其特征在于：所述的刀盘（1）包括形成封闭结构的前面板、四周封板和背面板，前面板与四周封板固定连接，四周封板与背面板可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的组合式线性切削硬岩隧道开挖装置，其特征在于：所述的刀盘（1）的前面板中间段为平面，刀盘（1）的外侧两端向后弯曲。

4.根据权利要求1所述的组合式线性切削硬岩隧道开挖装置，其特征在于：所述的刀盘（1）为拱形，刀梁（2）为桥式结构，刀梁（2）上端的滚刀（202）为阶梯布置并与刀盘（1）的上端拱形边界相匹配，刀梁（2）下端的滚刀（202）为水平布置并与刀盘（1）的下端水平边界相匹配。

5.根据权利要求1所述的组合式线性切削硬岩隧道开挖装置，其特征在于：所述的刀梁（2）的上下端均设有三个刀座（201），每个刀座（201）上设有一个多刃滚刀。

6.根据权利要求1所述的组合式线性切削硬岩隧道开挖装置，其特征在于：所述的布置在刀盘（1）上的刀梁（2）的长度从中间到两边依次递减。

7.根据权利要求1所述的组合式线性切削硬岩隧道开挖装置，其特征在于：所述的导向槽（101）的两端设有限位装置。

8.根据权利要求1所述的组合式线性切削硬岩隧道开挖装置，其特征在于：所述的驱动装置（3）为液压油缸。