CN209604014U - 一种钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理tbm - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，解决了现有技术中钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理过程中施工效率和安全系数低的问题。本实用新型包括移动车体，移动车体上设有出渣系统、X型撑靴系统和伸缩机构，伸缩机构的前端通过主驱动连接有空心轴，空心轴的外圆周上设有外螺旋，空心轴的前端设有刀盘，所述主驱动通过推进机构与移动车体相连接。本实用新型移动车体自带动力，灵活移动，实现超前开挖，在钻爆法遇到大变形时使用，提高施工效率，降低施工风险。TBM施工法配合矿山法的灵活性特点，规避特殊地质条件下施工重大风险，提高施工安全系数。

Description

一种钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别是指一种钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM。

背景技术

TBM（全断面岩石隧道掘进机）由于其安全、高效、环保等优势被广泛应用于隧道施工。TBM隧道施工环境极其恶劣，尤其是在高海拔、大深埋、超长隧道环境下，采用TBM施工面临卡机、硬岩岩爆、软岩大变形、高地（岩、水）温、断裂带破碎岩体、突水涌泥等复杂地质条件考验，严重影响施工安全和效率。以往的解决方案是人工超前开挖，工况恶劣，工作效率低，塌方严重或进行防岩爆措施，需要大量的支护工作，施工效率和安全系数较低。因此，需要设计一种针对钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理的TBM，以解决上述问题。

实用新型内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，解决了现有技术中钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理过程中施工效率和安全系数低的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，包括移动车体，移动车体上设有出渣系统、X型撑靴系统和伸缩机构，伸缩机构的前端通过主驱动连接有空心轴，空心轴的外圆周上设有外螺旋，空心轴的前端设有刀盘，所述主驱动通过推进机构与移动车体相连接。

所述伸缩机构包括外凯和内凯，外凯固定在移动车体上，且位于出渣系统的上方，内凯设置在外凯内部，且在推进机构的作用下沿外凯移动，实现刀盘的伸出与缩回。

所述X型撑靴系统包括左支架和右支架，左支架和右支架对称设置在外凯的两侧，左支架和右支架上均设有上撑靴油缸和下撑靴油缸，上撑靴油缸和下撑靴油缸上均设有撑靴板。左支架上的上撑靴油缸和下撑靴油缸和右支架上的上撑靴油缸和下撑靴油缸对应组成X型，对开挖隧道形成撑靴支护。

所述上撑靴油缸和下撑靴油缸均倾斜设置，上撑靴油缸和下撑靴油缸之间的夹角为20°~65°，以形成X型撑靴。

所述推进机构包括对称设置的推进油缸，推进油缸的一端与主驱动铰接、另一端与对应的左支架或右支架铰接。

所述主驱动的输出端设有主轴承，空心轴与主轴承相配合，主驱动的底部设有辅助支撑。

所述出渣系统包括铲渣斗和刮板链，刮板链与铲渣斗相对应，铲渣斗伸出移动车体且用于接收与外螺旋送落的渣土。

所述移动车体的底部设有行走轮，行走轮之间连接有履带，移动车体上设有驱动系统和控制系统，驱动系统与控制系统相连接，行走轮与驱动系统相连接。

本实用新型采用履带式行走机构且配合内外凯结构，便于刀盘的掘进和调向；刀盘通过附带外螺旋的空心轴，实现自动排渣。本实用新型移动车体自带动力，灵活移动，实现超前开挖，在钻爆法遇到大变形时使用，提高施工效率，降低施工风险。TBM施工法配合矿山法的灵活性特点，规避特殊地质条件下施工重大风险，提高施工安全系数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例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为本实用新型主视示意图。

图2为本实用新型俯视示意图。

图3为本实用新型后视示意图。

图4为本实用新型前视示意图。

图5为本实用新型三维轴侧示意图。

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1-5所示，实施例1，一种钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，包括移动车体14，移动车体14自带动力，便于移动。移动车体14上设有出渣系统12、X型撑靴系统8和伸缩机构15，刀盘开挖下的渣土，最后经出渣系统排出隧道外部。X型撑靴系统既可以承受掘进时的反作用力，也可以作为设备纠偏调向机构，使用时，顶紧隧道内壁同时起到支护作用。伸缩机构15的前端通过主驱动4连接有空心轴2，主驱动4为空心轴2的转动提供动力，空心轴的使用可减轻质量，提高掘进效率。空心轴2的外圆周上设有外螺旋3，外螺旋可采用拼接式分段接长，外螺旋可焊接在空心轴上。空心轴2的前端设有刀盘1，主驱动带动空心轴转动，刀盘进行旋转开挖，开挖下的渣土在外螺旋的作用下，向后排落，再经出渣系统运至外部。所述主驱动4通过推进机构7与移动车体14相连接。在推进机构的作用下，伸缩机构15进行伸缩，实现刀盘的推进与否。

进一步，所述伸缩机构15包括外凯9和内凯6，外凯9固定在移动车体14上，且位于出渣系统12的上方，保证在出渣的过程中不会出现干涉现象。内凯6套设置在外凯9内部，且与外凯滑动连接，在推进机构7的作用下内凯6沿外凯9移动，实现其伸缩。

进一步，所述X型撑靴系统8包括左支架8-1和右支架8-2，左支架8-1和右支架8-2均固定设置在移动车体上，左支架8-1和右支架8-2对称设置在外凯9的两侧，左支架8-1和右支架8-2上均设有上撑靴油缸8-3和下撑靴油缸8-4，上撑靴油缸8-3和下撑靴油缸8-4上均设有撑靴板8-5，形成结构相同的左撑靴机构和右撑靴机构。所述上撑靴油缸8-3和下撑靴油缸8-4均倾斜设置，上撑靴油缸8-3和下撑靴油缸8-4之间的夹角为30°或45°或60°，左支架上的上撑靴油缸和下撑靴油缸与右支架上的相应的上撑靴油缸和下撑靴油缸对应组成X型，对开挖隧道形成撑靴支护，增大支护面积。

实施例2，一种钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，所述推进机构7包括对称设置的推进油缸7-1，其中一个推进油缸7-1的一端与主驱动4铰接、另一端与对应的左支架8-1铰接。另一个推进油缸7-1的一端与主驱动4铰接、另一端与对应的右支架8-2铰接。在推进油缸的作用下，主驱动带动内凯沿外凯移动，实现刀盘的伸缩完成一个开挖行程。

进一步，所述主驱动4的输出端设有主轴承5，空心轴2与主轴承5相配合，主驱动带动空心轴转动，实现刀盘的旋转。主驱动4的底部设有辅助支撑13。辅助支撑可以折合，使用时，对主驱动形成一个支撑。所述出渣系统12包括铲渣斗12-1和刮板链12-2，刮板链12-2与铲渣斗12-1相对应，铲渣斗12-1伸出移动车体14且用于接收与外螺旋3送落的渣土。刀盘开挖出的渣石，在刀盘本身的刮渣斗的作用下，抛至外螺旋，然后在外螺旋的作用下，渣石被抛至铲渣斗，然后在刮板链的作用下被运至外部。

进一步，所述移动车体14的底部设有行走轮11，行走轮11之间连接有履带16，形成履带式移动车体。移动车体14上设有驱动系统10和控制系统，控制系统为该装置的控制中心。驱动系统10与控制系统相连接，行走轮11与驱动系统相连接，为移动车体提供动力。通过控制系统控制驱动系统的开闭。

掘进时，刀盘和内凯一起在推进机构的作用下移动一个油缸行程，渣石通过刀盘内的刮渣斗刮出，落入刀盘后部，通过外螺旋排出开挖面；排出的渣石，由出渣系统，运至设备后部，最后运出洞外；一个掘进行程完成后，打开主驱动下方的辅助支撑，撑靴油缸收回，动力系统驱动设备移动，移动到位后，打开辅助支撑系统，临时支撑设备，进行下一个作业循环。遇到极破碎围岩或岩爆，超前掘进完毕后，在超前导洞内放置气囊，快速充压，防止导洞迅速垮塌引起超前隧道塌方。

其他机构与实施例1相同。

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)

1.一种钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，其特征在于：包括移动车体（14），移动车体（14）上设有出渣系统（12）、X型撑靴系统（8）和伸缩机构（15），伸缩机构（15）的前端通过主驱动（4）连接有空心轴（2），空心轴（2）的外圆周上设有外螺旋（3），空心轴（2）的前端设有刀盘（1），所述主驱动（4）通过推进机构（7）与移动车体（14）相连接。

2.根据权利要求1所述的钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，其特征在于：所述伸缩机构（15）包括外凯（9）和内凯（6），外凯（9）固定在移动车体（14）上，且位于出渣系统（12）的上方，内凯（6）设置在外凯（9）内部，且在推进机构（7）的作用下沿外凯（9）移动。

3.根据权利要求1或2所述的钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，其特征在于：所述X型撑靴系统（8）包括左支架（8-1）和右支架（8-2），左支架（8-1）和右支架（8-2）对称设置在外凯（9）的两侧，左支架（8-1）和右支架（8-2）上均设有上撑靴油缸（8-3）和下撑靴油缸（8-4），上撑靴油缸（8-3）和下撑靴油缸（8-4）上均设有撑靴板（8-5）。

4.根据权利要求3所述的钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，其特征在于：所述上撑靴油缸（8-3）和下撑靴油缸（8-4）均倾斜设置，上撑靴油缸（8-3）和下撑靴油缸（8-4）之间的夹角为20°~65°。

5.根据权利要求4所述的钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，其特征在于：所述推进机构（7）包括对称设置的推进油缸（7-1），推进油缸（7-1）的一端与主驱动（4）铰接、另一端与对应的左支架（8-1）或右支架（8-2）铰接。

6.根据权利要求1或4或5所述的钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，其特征在于：所述主驱动（4）的输出端设有主轴承（5），空心轴（2）与主轴承（5）相配合，主驱动（4）的底部设有辅助支撑（13）。

7.根据权利要求6所述的钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，其特征在于：所述出渣系统（12）包括铲渣斗（12-1）和刮板链（12-2），刮板链（12-2）与铲渣斗（12-1）相对应，铲渣斗（12-1）伸出移动车体（14）且用于接收与外螺旋（3）送落的渣土。

8.根据权利要求1或7所述的钻爆法隧道软弱大变形和岩爆预处理TBM，其特征在于：所述移动车体（14）的底部设有行走轮（11），行走轮（11）之间连接有履带（16），移动车体（14）上设有驱动系统（10）和控制系统，驱动系统（10）与控制系统相连接，行走轮（11）与驱动系统相连接。