CN210087236U - 掘进设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种掘进设备，包括：行走总成；主机，设置于行走总成上，主机设置有导轨、曲线形导向部及钻头，曲线形导向部设置于导轨上，钻头与曲线形导向部相连接；控制器，与行走总成及主机相连接；其中，控制器控制行走总成移动至预设位置后，控制钻头旋转及控制曲线形导向部沿导轨运动。本实用新型通过合理设置掘进设备的结构，实现掘进设备沿围岩曲线形掘进钻孔，故，可根据具体实际使用情况有针对性地增大钻孔的深度，以满足成孔的深度要求，并使成型的打桩孔的弯曲程度可控，进而可满足隧道拱脚补强的要求，同时，该结构设置为实现超前加固和超前支护功能提供了结构基础，进而可实现避免拱脚下沉及提高围岩稳定性的目的。

Description

掘进设备

技术领域

本实用新型涉及掘进设备技术领域，具体而言，涉及一种掘进设备。

背景技术

当前铁路隧道开挖中，大约有30％～40％地质结构属于软弱围岩，软弱围岩由于自身承载力和刚性不足，支护的拱脚会产生下沉，一旦施工方法不当，极易产生变形侵限、支护开裂和局部坍塌等工程灾害，不仅严重影响施工安全和施工质量，而且对建设工期和投资造成不利影响，如已建成的张集铁路旧堡隧道、襄渝二线新蜀河隧道、太中银铁路兴旺峁隧道等在内的多条隧道，由于围岩自稳能力差，变形量大，遇水软化等特性，导致设计变更，工期延长，投资增加。

相关技术中，利用机械设备进行钻孔操作存在旋挖钻进力不足，无法满足隧道拱脚补强的要求及无法有效抑制拱脚变形的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的一方面提出了一种掘进设备。

有鉴于此，本实用新型的一方面提出了一种掘进设备，包括：行走总成；主机，设置于行走总成上，主机设置有导轨、曲线形导向部及钻头，曲线形导向部设置于导轨上，钻头与曲线形导向部相连接；控制器，与行走总成及主机相连接；其中，控制器控制行走总成移动至预设位置后，控制钻头旋转及控制曲线形导向部沿导轨运动。

本实用新型提供的一种掘进设备包括：行走总成、主机和控制器。控制器控制行走总成移动，行走总成移动的同时带动位于其上的主机移动至预设位置，以根据具体实际场地情况使得主机的钻头对准桩位控制点，为后续钻孔形成打桩孔提供了精准且可靠的定位基准；进一步地，由于钻头与曲线形导向部相连接，故，掘进设备工作时，控制器控制钻头旋转及控制曲线形导向部沿导轨运动，进而实现掘进设备沿围岩曲线形掘进钻孔，为后续形成的弯曲支持桩提供了有效的成型结构基础；进一步地，曲线形导向部与导轨相配合共同限定了后续形成的打桩孔的形状结构，故，可根据具体实际使用情况有针对性地增大钻孔的深度，以满足成孔的深度要求，并使成型的打桩孔的弯曲程度可控，保证了后续形成的弯曲支持桩的结构可控性及稳定性，进而可满足隧道拱脚补强的要求，为提升施工安全和施工质量打下了坚实的结构基础。

另外，由于钻头与曲线形导向部相连接，故，能降低掘进设备的自身高度，以使得掘进设备的使用不受限于隧道径向尺寸的限制，即，可以在不干扰地面的情况下合理利用纵向空间，实现了曲线钻孔，故，后续形成的弯曲支持桩可增大其与围岩的摩擦作用，并可以平稳地将载荷分散至围岩周围，从而抑制拱脚变形，进而能更好的适应隧道支护结构，以提高围岩强度和承载力。

再有，导轨地设置限制了曲线形导向部的运行轨迹，避免曲线形导向部在运动的过程中偏离预设轨迹的情况发生，有利于提升钻孔的精度及可控性。

然后，掘进设备可预先在围岩开挖前在预先设置钢拱架的位置，通过控制器控制钻头旋转及控制曲线形导向部沿导轨运动，以形成弯曲的打桩孔，为后续实现超前加固和超前支护功能提供了结构基础，进而可实现避免拱脚下沉及提高围岩稳定性的目的。

具体地，可根据具体实际使用情况有针对性地设置曲线形导向部的形状，以满足多样化的使用需求，如，曲线形导向部为弧形导向部，亦可曲线形导向部为抛物线形导向部。且曲线形导向部可朝向背离地面的方向弯曲，亦可，曲线形导向部朝向地面的方向弯曲。即，可根据具体实际使用情况设置曲线形导向部的弯曲方向及形状，以满足不同的施工要求。

根据本实用新型上述的掘进设备，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，主机还包括：推进装置，与曲线形导向部及控制器相连接；旋转动力装置，与钻头及控制器相连接。

在该技术方案中，主机包括推进装置和旋转动力装置。通过设置使得推进装置与曲线形导向部及控制器相连接，并使旋转动力装置与钻头及控制器相连接，故，控制器通过旋转动力装置控制钻头旋转，控制器通过推进装置控制曲线形导向部沿导轨运动。也就是说，控制器通过不同的装置来控制钻头旋转及控制曲线形导向部沿导轨运动，以根据具体实际使用需求实现钻头旋转和/或曲线形导向部沿导轨运动，进而保证掘进设备的多种使用功能，提升了产品的使用性能及市场竞争力。同时，该结构设置使得当钻头或曲线形导向部发生故障时，并不会影响曲线形导向部或钻头的使用，进而有利于降低维修及维护的成本，用户体验好。

在上述任一技术方案中，优选地，曲线形导向部包括：曲线导向筒，设置于导轨上；传动件，位于曲线导向筒内，传动件的两端分别与钻头和旋转动力装置相连接，传动件设置有多个螺旋叶片和多个万向节，相邻螺旋叶片通过万向节相连接。

在该技术方案中，曲线形导向部包括曲线导向筒和传动件。其中，传动件由多个螺旋叶片拼接而成，相邻螺旋叶片通过万向节相连接，且传动件的两端分别与钻头和旋转动力装置相连接，故，旋转动力装置驱动多个螺旋叶片转动进而驱动钻头旋转，在打桩的过程中，渣土通过螺旋叶片输送至曲线导向筒内，进而当钻头旋转至预设位置时，曲线导向筒沿原路回撤进而带动钻头抽出打桩孔。另外，当向打桩孔注浆时，可使螺旋叶片反转以使曲线导向筒内的部分渣土回填至打桩孔内，进而使得渣土与泥浆液混合，以完成注浆，该结构设置在保证形成的弯曲支持桩的结构强度的同时，即可减少泥浆液的消耗量，又可实现渣土的绿色再利用，提高了经济效益。

另外，相邻螺旋叶片通过万向节相连接，故，可通过万向节来调整多个螺旋叶片连接后形成的传动件的弯曲形状，以保证传动件相对于曲线导向筒的装配间隙，进而为传动件相对于曲线导向筒的转动提供了稳定且可靠的结构保障。同时，相邻螺旋叶片通过万向节进行铰接，旋转动力装置的驱动力通过万向节及多个螺旋叶片传递至钻头，传动效率高，可保证钻头稳定且可靠的旋转。

具体地，掘进设备工作时，旋转动力装置驱动钻头转动，随着钻头转动的同时推进装置驱动曲线形导向部沿导轨运动，即，在推进力和旋挖力的共同作用下实现掘进设备沿围岩曲线形掘进钻孔，换句话说，导轨、曲线形导向部及钻孔相配合共同限定及保证了的打桩孔的尺寸，有利于提升钻孔的精度及可控性。

在上述任一技术方案中，优选地，主机还包括：注浆管，注浆管沿传动件的轴线方向贯穿传动件；注浆泵，与注浆管和控制器相连接。

在该技术方案中，主机还包括注浆管和注浆泵。其中，注浆泵与注浆管和控制器相连接，故，控制器控制注浆泵开启，以将泥浆抽入注浆管内，进而实现向打桩孔内注浆的目的，该结构设置使得掘进设备兼具钻孔及注浆的功能，实现了钻孔及注浆的一体化作业，进而提升了产品的智能化程度，避免了注浆设备的投入，降低了支持桩的生产成本，且降低了对隧道空间的占用率。

另外，注浆管沿传动件的轴线方向贯穿传动件，如，安装孔贯穿万向节及螺旋叶片，注浆管置于安装孔内，即，由于相邻螺旋叶片通过万向节进行铰接，故，可利用螺旋叶片及万向节的结构来布置安装孔，进而实现了注浆管的合理装配。该结构设置合理利用了传动件的组成结构，在传动件现有结构的基础上通过设置安装孔实现对注浆管的有效装配，减少了注浆管对曲线导向筒的内部空间的占用率，有利于减小曲线形导向部的整体外形尺寸，同时，注浆管沿传动件的轴线方向贯穿传动件，故，万向节和螺旋叶片起到对位于其内的注浆管的保护作用，降低注浆管与渣土的碰撞概率，有利于延长注浆管的使用寿命。

具体地，当钻头旋转至预设位置时，曲线导向筒沿原路回撤进而带动钻头抽出打桩孔，同时，控制器控制开启注浆泵，以将泥浆通过注浆管注入到打桩孔内，进而完成拱脚支持桩的填充，该结构设置通过向软弱围岩拱脚填充泥浆液进行加固，可以抑制隧道开挖过程中拱脚下沉，有效避免因拱脚下沉造成围岩的破坏和变形，减少拱顶坍塌、掌子面失稳和底鼓等工程灾害的发生，从而保证隧道施工的正常进行。

在上述任一技术方案中，优选地，行走总成包括：车体；回转支撑，可转动地设置于车体上，回转支撑与主机和控制器相连接；其中，回转支撑的转动轴线垂直于地面。

在该技术方案中，行走总成包括：车体和回转支撑。其中，回转支撑，可转动地设置于车体上，且回转支撑与主机和控制器相连接，这样，当车体带动主机行驶至预设位置后，控制器控制回转支撑旋转预设角度，以根据具体实际场地情况使得主机的钻头对准桩位控制点，为后续钻孔形成打桩孔提供了精准且可靠的定位基准。其中，回转支撑与车体相配合以实现在多个方位、多个角度及多个维度限定钻头相对于桩位控制点的位置，保证了后续形成的打桩孔的尺寸的精确性。另外，通过控制回转支撑的旋转，可以合理利用隧道纵深空间，进而实现快速调整主机掘进方位的目的。

在上述任一技术方案中，优选地，行走总成还包括：支腿，可伸缩地设置于车体上，支腿与控制器相连接，支腿用于支撑车体。

在该技术方案中，行走总成还包括：支腿，当车体带动主机移动至预设位置时，控制器控制支腿伸出，直至支腿与地面相抵接，增大掘进设备与隧道的接触面积，进而可提升掘进设备工作时整机停靠时的稳定性；当完成掘进操作时，控制器控制支腿回收，以减小车体移动时的阻力。该结构设置根据隧道内的不同结构，通过控制器调整支腿的伸出长度，在保证掘进设备停靠的稳固性的情况下提升了产品对环境的适应性。

在上述任一技术方案中，优选地，掘进设备，还包括：摄像头，设置于主机上，与控制器相连接；操作平台，设置于主机的侧壁上，操作平台与控制器相连接；显示屏，设置于操作平台上，显示屏与摄像头相连接，用于显示摄像头采集的图像数据。

在该技术方案中，通过在主机上设置摄像头，使得摄像头与控制器相连接，控制器控制摄像头采集环境图像数据，控制器控制摄像头将采集到的环境图像数据发送给显示屏，以便操作者根据显示屏呈现的钻头与桩位控制点的工况画面，通过操作平台快速调整主机的方位，以实现钻头对准桩位控制点的目的。该结构设置提升了产品的智能化程度，实现了对桩点的精准定位，便于操作，有利于提升产品的掘进效率。另外，摄像头实时捕捉钻头和桩位控制点的工况，可避免操作人员无法正确判断桩点位置的情况发生，同时也减少了桩机配合人员的投入，施工更加方便、快速，有利于提升经济效益。

另外，操作平台设置于主机的侧壁上，增加操作者的视野，方便观测施工情况。

在上述任一技术方案中，优选地，曲线导向筒上设置有排渣口和位于排渣口处的排渣板；掘进设备的输送部与排渣口相连通。

在该技术方案中，曲线导向筒上设置有排渣口，当向打桩孔注浆时，曲线导向筒内的部分渣土被回填至打桩孔内，其余渣土可借由排渣口排出掘进设备，进而可保证曲线导向筒内的渣土的更新及转运的及时性与有效性，为掘进设备的钻孔及排渣提供了稳定的结构基础。另外，通过在排渣口设置排渣板，排渣板、排渣口及输送部相配合共同限定了渣土移出掘进设备的路径，以确保顺利且有序地转移渣土。

在上述任一技术方案中，优选地，推进装置包括：至少两个导向轮；传送部，套设在至少两个导向轮上；减速器，减速器与传送部相接触，减速器用于驱动传送部运动；第一电机，与减速器相连接；推进件，推进件与曲线形导向部和传送部相连接。

在该技术方案中，传送部经过减速器、至少两个导向轮与推进件形成闭合环路，传送部将推进动力传递至推进件，进而带动曲线形导向部和钻头沿着导轨运动，即，实现推进装置带动曲线形导向部及钻头沿着导轨运动的目的。另外，当打桩孔完成后调节第一电机的转动方向，使得推进装置带动曲线形导向部及钻头抽离出打桩孔，也就是说，可根据具体实际使用情况通过推进装置带动曲线形导向部及钻头沿导轨往复运动，操作方便，易于实现。该结构设置传递功率大且传动平稳，可保证曲线形导向部和钻头运行的稳定性及可靠性，进而保证形成的打桩孔满足预设要求。具体地，沿导轨的延伸方向，导轨的相对两侧各布置一条传送部，以增加传动的平稳性。其中，传送部包括以下任一种：链条、三角带及平带。

在上述任一技术方案中，优选地，旋转动力装置包括：第二电机，设置在推进件上；子减速器，子减速器与第二电机和传动件相连接；其中，第二电机通过子减速器驱动传动件转动。

在该技术方案中，通过在推进件上设置第二电机，使得子减速器与第二电机和传动件相连接，这样，第二电机的驱动力通过子减速器、各万向节和螺旋叶片传递至钻头，以实现钻头地旋转。另外，当向打桩孔注浆时，第二电机反向转动以带动螺旋叶片反向转动，以使曲线导向筒内的部分渣土回填至打桩孔内，使得渣土与泥浆液混合，进而完成注浆。该结构通过合理设置旋转动力装置的结构，使得旋转动力装置驱动螺旋叶片正转及反转，即，利用同一旋转动力装置实现了驱动钻头旋转及驱动部分渣土回填的双重作用，避免了额外器件的投入，降低了掘进设备的生产成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本实用新型的第一个实施例的掘进设备的结构示意图；

图2示出了本实用新型的第二个实施例的掘进设备的第一视角的结构示意图；

图3示出了本实用新型的第二个实施例的掘进设备的第二视角的结构示意图；

图4示出了本实用新型的第三个实施例的掘进设备的结构示意图；

图5示出了本实用新型的一个实施例的主机的结构示意图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1掘进设备，10行走总成，102车体，104回转支撑，106支腿，20主机，202曲线形导向部，204钻头，206推进装置，208旋转动力装置，210导向轮，212传送部，214减速器，216推进件，218曲线导向筒，220传动件，222螺旋叶片，224万向节，226注浆管，228排渣口，230支架，232主体，234导向支架，236滚动部，30控制器，40摄像头，50操作平台，60显示屏，70输送部。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本实用新型一些实施例所述掘进设备1。

如图1至图4所示，本实用新型的实施例提出了一种掘进设备1，包括：行走总成10；主机20，设置于行走总成10上，主机20设置有导轨(图中未示出)、曲线形导向部202及钻头204，曲线形导向部202设置于导轨上，钻头204与曲线形导向部202相连接；控制器30，与行走总成10及主机20相连接；其中，控制器30控制行走总成10移动至预设位置后，控制钻头204旋转及控制曲线形导向部202沿导轨运动。

本实用新型提供的一种掘进设备1包括：行走总成10、主机20和控制器30。控制器30控制行走总成10移动，行走总成10移动的同时带动位于其上的主机20移动至预设位置，以根据具体实际场地情况使得主机20的钻头204对准桩位控制点，为后续钻孔形成打桩孔提供了精准且可靠的定位基准；进一步地，由于钻头204与曲线形导向部202相连接，故，掘进设备1工作时，控制器30控制钻头204旋转及控制曲线形导向部202沿导轨运动，进而实现掘进设备1沿围岩曲线形掘进钻孔，为后续形成的弯曲支持桩提供了有效的成型结构基础；进一步地，曲线形导向部202与导轨相配合共同限定了后续形成的打桩孔的形状结构，故，可根据具体实际使用情况有针对性地增大钻孔的深度，以满足成孔的深度要求，并使成型的打桩孔的弯曲程度可控，保证了后续形成的弯曲支持桩的结构可控性及稳定性，进而可满足隧道拱脚补强的要求，为提升施工安全和施工质量打下了坚实的结构基础。

另外，由于钻头204与曲线形导向部202相连接，故，能降低掘进设备1的自身高度，以使得掘进设备1的使用不受限于隧道径向尺寸的限制，即，可以在不干扰地面的情况下合理利用纵向空间，实现了曲线钻孔，故，后续形成的弯曲支持桩可增大其与围岩的摩擦作用，并可以平稳地将载荷分散至围岩周围，从而抑制拱脚变形，进而能更好的适应隧道支护结构，以提高围岩强度和承载力。

再有，导轨地设置限制了曲线形导向部202的运行轨迹，避免曲线形导向部202在运动的过程中偏离预设轨迹的情况发生，有利于提升钻孔的精度及可控性。

然后，掘进设备1可预先在围岩开挖前在预先设置钢拱架的位置，通过控制器控制钻头204旋转及控制曲线形导向部202沿导轨运动，以形成弯曲的打桩孔，为后续实现超前加固和超前支护功能提供了结构基础，进而可实现避免拱脚下沉及提高围岩稳定性的目的。

具体地，可根据具体实际使用情况有针对性地设置曲线形导向部202的形状，以满足多样化的使用需求，如，曲线形导向部202为弧形导向部，亦可曲线形导向部202为抛物线形导向部。且曲线形导向部202可朝向背离地面的方向弯曲，亦可，曲线形导向部202朝向地面的方向弯曲。即，可根据具体实际使用情况设置曲线形导向部202的弯曲方向及形状，以满足不同的施工要求。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，如图3所示，主机20还包括：推进装置206，与曲线形导向部202及控制器30相连接；旋转动力装置208，与钻头204及控制器30相连接。

在该实施例中，主机20包括推进装置206和旋转动力装置208。通过设置使得推进装置206与曲线形导向部202及控制器30相连接，并使旋转动力装置208与钻头204及控制器30相连接，故，控制器30通过旋转动力装置208控制钻头204旋转，控制器30通过推进装置206控制曲线形导向部202沿导轨运动。也就是说，控制器30通过不同的装置来控制钻头204旋转及控制曲线形导向部202沿导轨运动，以根据具体实际使用需求实现钻头204旋转和/或曲线形导向部202沿导轨运动，进而保证掘进设备1的多种使用功能，提升了产品的使用性能及市场竞争力。同时，该结构设置使得当钻头204或曲线形导向部202发生故障时，并不会影响曲线形导向部202或钻头204的使用，进而有利于降低维修及维护的成本，用户体验好。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，如图5所示，曲线形导向部202包括：曲线导向筒218，设置于导轨上；传动件220，位于曲线导向筒218内，传动件220的两端分别与钻头204和旋转动力装置208相连接，传动件220设置有多个螺旋叶片222和多个万向节224，相邻螺旋叶片222通过万向节224相连接。

在该实施例中，曲线形导向部202包括曲线导向筒218和传动件220。其中，传动件220由多个螺旋叶片222拼接而成，相邻螺旋叶片222通过万向节224相连接，且传动件220的两端分别与钻头204和旋转动力装置208相连接，故，旋转动力装置208驱动多个螺旋叶片222转动进而驱动钻头204旋转，在打桩的过程中，渣土通过螺旋叶片222输送至曲线导向筒218内，进而当钻头204旋转至预设位置时，曲线导向筒218沿原路回撤进而带动钻头204抽出打桩孔。另外，当向打桩孔注浆时，可使螺旋叶片222反转以使曲线导向筒218内的部分渣土回填至打桩孔内，进而使得渣土与泥浆液混合，以完成注浆，该结构设置在保证形成的弯曲支持桩的结构强度的同时，即可减少泥浆液的消耗量，又可实现渣土的绿色再利用，提高了经济效益。

另外，相邻螺旋叶片222通过万向节224相连接，故，可通过万向节224来调整多个螺旋叶片222连接后形成的传动件220的弯曲形状，以保证传动件220相对于曲线导向筒218的装配间隙，进而为传动件220相对于曲线导向筒218的转动提供了稳定且可靠的结构保障。同时，相邻螺旋叶片222通过万向节224进行铰接，旋转动力装置208的驱动力通过万向节224及多个螺旋叶片222传递至钻头204，传动效率高，可保证钻头204稳定且可靠的旋转。

具体地，掘进设备1工作时，旋转动力装置208驱动钻头204转动，随着钻头204转动的同时推进装置206驱动曲线形导向部202沿导轨运动，即，在推进力和旋挖力的共同作用下实现掘进设备1沿围岩曲线形掘进钻孔，换句话说，导轨、曲线形导向部202及钻孔相配合共同限定及保证了的打桩孔的尺寸，有利于提升钻孔的精度及可控性。

具体实施例中，如图5所示，推进装置206包括：至少两个导向轮210；传送部212，套设在至少两个导向轮210上；减速器214，减速器214与传送部212相接触，减速器214用于驱动传送部212运动；第一电机(图中未示出)，与减速器214相连接；推进件216，推进件216与曲线形导向部202和传送部212相连接。其中，传送部212经过减速器214、至少两个导向轮210与推进件216形成闭合环路，传送部212将推进动力传递至推进件216，进而带动曲线形导向部202和钻头204沿着导轨运动，即，实现推进装置206带动曲线形导向部202及钻头204沿着导轨运动的目的。另外，当打桩孔完成后调节第一电机的转动方向，使得推进装置206带动曲线形导向部202及钻头204抽离出打桩孔，也就是说，可根据具体实际使用情况通过推进装置206带动曲线形导向部202及钻头204沿导轨往复运动，操作方便，易于实现。该结构设置传递功率大且传动平稳，可保证曲线形导向部202和钻头204运行的稳定性及可靠性，进而保证形成的打桩孔满足预设要求。具体地，沿导轨的延伸方向，导轨的相对两侧各布置一条传送部212，以增加传动的平稳性。其中，传送部212包括以下任一种：链条、三角带及平带。

具体实施例中，旋转动力装置208包括：第二电机(图中未示出)，设置在推进件216上；子减速器(图中未示出)，子减速器与第二电机和传动件220相连接；其中，第二电机通过子减速器驱动传动件220转动。通过在推进件216上设置第二电机，使得子减速器与第二电机和传动件220相连接，这样，第二电机的驱动力通过子减速器、各万向节224和螺旋叶片222传递至钻头204，以实现钻头204地旋转。另外，当向打桩孔注浆时，第二电机反向转动以带动螺旋叶片222反向转动，以使曲线导向筒218内的部分渣土回填至打桩孔内，使得渣土与泥浆液混合，进而完成注浆。该结构通过合理设置旋转动力装置208的结构，使得旋转动力装置208驱动螺旋叶片222正转及反转，即，利用同一旋转动力装置208实现了驱动钻头204旋转及驱动部分渣土回填的双重作用，避免了额外器件的投入，降低了掘进设备1的生产成本。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，如图5所示，主机20还包括：注浆管226，注浆管226沿传动件220的轴线方向贯穿传动件220；注浆泵(图中未示出)，与注浆管226和控制器30相连接。

在该实施例中，主机20还包括注浆管226和注浆泵。其中，注浆泵与注浆管226和控制器30相连接，故，控制器30控制注浆泵开启，以将泥浆抽入注浆管226内，进而实现向打桩孔内注浆的目的，该结构设置使得掘进设备1兼具钻孔及注浆的功能，实现了钻孔及注浆的一体化作业，进而提升了产品的智能化程度，避免了注浆设备的投入，降低了支持桩的生产成本，且降低了对隧道空间的占用率。

另外，注浆管226沿传动件220的轴线方向贯穿传动件220，如，安装孔贯穿万向节224及螺旋叶片222，注浆管226置于安装孔内，即，由于相邻螺旋叶片222通过万向节224进行铰接，故，可利用螺旋叶片222及万向节224的结构来布置安装孔，进而实现了注浆管226的合理装配。该结构设置合理利用了传动件220的组成结构，在传动件220现有结构的基础上通过设置安装孔实现对注浆管226的有效装配，减少了注浆管226对曲线导向筒218的内部空间的占用率，有利于减小曲线形导向部202的整体外形尺寸，同时，注浆管226沿传动件220的轴线方向贯穿传动件220，故，万向节224和螺旋叶片222起到对位于其内的注浆管226的保护作用，降低注浆管226与渣土的碰撞概率，有利于延长注浆管226的使用寿命。

具体地，当钻头204旋转至预设位置时，曲线导向筒218沿原路回撤进而带动钻头204抽出打桩孔，同时，控制器30控制开启注浆泵，以将泥浆通过注浆管226注入到打桩孔内，进而完成拱脚支持桩的填充，该结构设置通过向软弱围岩拱脚填充泥浆液进行加固，可以抑制隧道开挖过程中拱脚下沉，有效避免因拱脚下沉造成围岩的破坏和变形，减少拱顶坍塌、掌子面失稳和底鼓等工程灾害的发生，从而保证隧道施工的正常进行。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，如图3所示，行走总成10包括：车体102；回转支撑104，可转动地设置于车体102上，回转支撑104与主机20和控制器30相连接；其中，回转支撑104的转动轴线垂直于地面。

在该实施例中，行走总成10包括：车体102和回转支撑104。其中，回转支撑104，可转动地设置于车体102上，且回转支撑104与主机20和控制器30相连接，这样，当车体102带动主机20行驶至预设位置后，控制器30控制回转支撑104旋转预设角度，以根据具体实际场地情况使得主机20的钻头204对准桩位控制点，为后续钻孔形成打桩孔提供了精准且可靠的定位基准。其中，回转支撑104与车体102相配合以实现在多个方位、多个角度及多个维度限定钻头204相对于桩位控制点的位置，保证了后续形成的打桩孔的尺寸的精确性。另外，通过控制回转支撑104的旋转，可以合理利用隧道纵深空间，进而实现快速调整主机20掘进方位的目的。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，如图1和图3所示，行走总成10还包括：支腿106，可伸缩地设置于车体102上，支腿106与控制器30相连接，支腿106用于支撑车体102。

在该实施例中，行走总成10还包括：支腿106，当车体102带动主机20移动至预设位置时，控制器30控制支腿106伸出，直至支腿106与地面相抵接，增大掘进设备1与隧道的接触面积，进而可提升掘进设备1工作时整机停靠时的稳定性；当完成掘进操作时，控制器30控制支腿106回收，以减小车体102移动时的阻力。该结构设置根据隧道内的不同结构，通过控制器30调整支腿106的伸出长度，在保证掘进设备1停靠的稳固性的情况下提升了产品对环境的适应性。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，如图3所示，掘进设备1，还包括：摄像头40，设置于主机20上，与控制器30相连接；操作平台50，设置于主机20的侧壁上，操作平台50与控制器30相连接；显示屏60，设置于操作平台50上，显示屏60与摄像头40相连接，用于显示摄像头40采集的图像数据。

在该实施例中，通过在主机20上设置摄像头40，使得摄像头40与控制器30相连接，控制器30控制摄像头40采集环境图像数据，控制器30控制摄像头40将采集到的环境图像数据发送给显示屏60，以便操作者根据显示屏60呈现的钻头204与桩位控制点的工况画面，通过操作平台50快速调整主机20的方位，以实现钻头204对准桩位控制点的目的。该结构设置提升了产品的智能化程度，实现了对桩点的精准定位，便于操作，有利于提升产品的掘进效率。另外，摄像头40实时捕捉钻头204和桩位控制点的工况，可避免操作人员无法正确判断桩点位置的情况发生，同时也减少了桩机配合人员的投入，施工更加方便、快速，有利于提升经济效益。另外，操作平台50设置于主机20的侧壁上，增加操作者的视野，方便观测施工情况。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，如图2和图4所示，曲线导向筒218上设置有排渣口228和位于排渣口228处的排渣板；掘进设备的输送部70与排渣口228相连通。

具体实施例中，输送部70为皮带输送器。曲线导向筒218上设置有排渣口228，当向打桩孔注浆时，曲线导向筒218内的部分渣土被回填至打桩孔内，其余渣土可借由排渣口228排出掘进设备，进而可保证曲线导向筒218内的渣土的更新及转运的及时性与有效性，为掘进设备1的钻孔及排渣提供了稳定的结构基础。另外，通过在排渣口228设置排渣板，排渣板、排渣口228及皮带输送器相配合共同限定了渣土移出掘进设备1的路径，以确保顺利且有序地转移渣土。该结构设置实现自动运输渣土的目的，提升了产品的自动化程度，进而减少了人工的投入，可满足高度市场的使用需求。

具体实施例中，如图5所示，主机20包括：支架230，导轨设置于支架230上；支架230包括：主体232，导轨设置于主体232上；导向支架234，设置于主体232上，位于导轨背离推进件216的一侧；滚动部236，可转动地设置于导向支架234上，滚动部236与曲线形导向部202相接触。支架230包括：主体232、导向支架234及滚动部236。主体232对设置于其上的导轨起到支撑及固定的作用；导向支架234设置于主体232上，且导向支架234位于导轨背离推进件216的一侧，故，导向支架234和滚动部236具有支撑及导向的双重作用，以保证曲线形导向部202沿导轨运动的稳定性及可靠性，同时，滚动部236地设置可减少曲线形导向部202相对于导轨运动时的摩擦阻力。

具体实施例中，掘进设备1包括行走总成10、主机20、操作平台50、泵站、控制器30和回转支撑104。利用行走总成10行驶至开挖隧道，操作人员根据主机20前端摄像头40捕捉到的实时影像，通过控制回转支撑104带动主机20旋转角度至待拱脚补强的桩位控制点，然后通过控制推进装置206和旋转动力装置208实现主机20沿围岩钻到预定位置，在主机20停止掘进抽出曲线形导向部202的同时，通过主机20中的注浆管226和注浆泵将泥浆液注入至构造改良体中，掘进过程中产生的渣土根据实际工况可与泥浆液混合回填到构造体中，完成拱脚支持桩的填充，不需要的渣土则通过排渣口228、排渣板及输送部70排出。

具体实施例中，掘进设备1包括行走总成10、主机20、操作平台50、泵站、控制器30和回转支撑104。主机20包括支架230、钻头204(如旋挖钻头)、圆弧导向筒、螺旋叶片222、万向节224、注浆管226、推进装置206和旋转动力装置208。旋挖钻头和推进件216分别通过法兰与圆弧导向筒的两端固定连接；螺旋叶片222通过万向节224连接；注浆管226布置在螺旋叶片222及万向节224中间；推进装置206包括第一电机、减速器214、导向轮210(如惰轮)及链条；旋转动力装置208包括第二电机和子减速器214；导向支架234四周各设有滚筒。行走总成10包括车体102，车体102包括驾驶室，回转支撑104设于车体102上，操作平台50固定在主机20的侧面，回转支撑104上端固定安装主机20。

具体实施例中，应用本实用新型提供的掘进设备1进行钻孔及注浆的过程，如下所示：

(1)通过控制器30控制行走总成10行驶至开挖隧道，通过安装在行走总成10上的前后支腿106贴近地面，进而稳定整机机体；

(2)主机20和桩位控制点之间的工况可通过安装在主机20前端的摄像头40进行实时捕捉，操作人员根据传输到显示屏60上影像控制回转支撑104带动主机20旋转角度，迅速精准对准桩位控制点；

(3)通过控制器30控制推进装置206带动圆弧导向筒和旋挖钻头沿着导轨向前推进，待旋挖钻头到打桩点的距离达到预定值时，通过旋转动力装置208带动旋挖钻头旋转，此时在推进装置206和旋转动力装置208共同作用下，实现旋挖钻头沿围岩弧面打桩；

(4)当旋挖钻头钻到预定位置后，通过控制器30控制推进装置206调节第一电机的转向，带动旋挖钻头和圆弧导向筒抽出打桩孔，同时打开注浆泵将泥浆液通过注浆管226注入到构造改良体中，完成拱脚支持桩的填充；

(5)打桩过程中的渣土通过螺旋叶片222输送到圆弧导向筒内，渣土可在注浆的时候，通过调节旋转动力装置208的第二电机的转向，调整螺旋叶片222的方向，回填到打桩孔内和泥浆液混合，多余的渣土则通过排渣口228经排渣板由皮带输送机排出；

(6)待支持桩固化后，通过控制器30控制回转支撑104带动主机20旋转角度至下一个桩位控制点，重复2～5，完成所有拱脚补强支持桩填充工作。

具体地，预先在围岩开挖前在预先设置钢架的位置处钻孔打桩且满足成孔深度要求，而后进行开挖并架立钢架，起到超前加固和超前支护功能，显著抑制拱脚下沉。解决了现有技术中都是在上半断面开挖后利用支护结构进行拱脚补强作业，其抑制初期下沉的效果比较差。该结构设置使得形成的弯曲支持桩能更好适应隧道支护结构，增大摩擦作用并将载荷充分分散到围岩周围，该方法能更有效抑制拱脚变形，提高围岩强度和承载力。

在本实用新型中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种掘进设备，其特征在于，包括：

行走总成；

主机，设置于所述行走总成上，所述主机设置有导轨、曲线形导向部及钻头，所述曲线形导向部设置于所述导轨上，所述钻头与所述曲线形导向部相连接；

控制器，与所述行走总成及所述主机相连接；

其中，所述控制器控制所述行走总成移动至预设位置后，控制所述钻头旋转及控制所述曲线形导向部沿所述导轨运动。

2.根据权利要求1所述的掘进设备，其特征在于，

所述主机还包括：

推进装置，与所述曲线形导向部及所述控制器相连接；

旋转动力装置，与所述钻头及所述控制器相连接。

3.根据权利要求2所述的掘进设备，其特征在于，

所述曲线形导向部包括：

曲线导向筒，设置于所述导轨上；

传动件，位于所述曲线导向筒内，所述传动件的两端分别与所述钻头和所述旋转动力装置相连接，所述传动件设置有多个螺旋叶片和多个万向节，相邻所述螺旋叶片通过所述万向节相连接。

4.根据权利要求3所述的掘进设备，其特征在于，

所述主机还包括：

注浆管，所述注浆管沿所述传动件的轴线方向贯穿所述传动件；

注浆泵，与所述注浆管和所述控制器相连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的掘进设备，其特征在于，

所述行走总成包括：

车体；

回转支撑，可转动地设置于所述车体上，所述回转支撑与所述主机和所述控制器相连接；

其中，所述回转支撑的转动轴线垂直于地面。

6.根据权利要求5所述的掘进设备，其特征在于，

行走总成还包括：

支腿，可伸缩地设置于所述车体上，所述支腿与所述控制器相连接，所述支腿用于支撑所述车体。

7.根据权利要求6所述的掘进设备，其特征在于，还包括：

摄像头，设置于所述主机上，与所述控制器相连接；

操作平台，设置于所述主机的侧壁上，所述操作平台与所述控制器相连接；

显示屏，设置于所述操作平台上，所述显示屏与所述摄像头相连接，用于显示所述摄像头采集的图像数据。

8.根据权利要求3或4所述的掘进设备，其特征在于，

所述曲线导向筒上设置有排渣口和位于所述排渣口处的排渣板；

所述掘进设备的输送部与所述排渣口相连通。

9.根据权利要求3或4所述的掘进设备，其特征在于，

所述推进装置包括：

至少两个导向轮；

传送部，套设在所述至少两个导向轮上；

减速器，所述减速器与所述传送部相接触，所述减速器用于驱动所述传送部运动；

第一电机，与所述减速器相连接；

推进件，所述推进件与所述曲线形导向部和所述传送部相连接。

10.根据权利要求9所述的掘进设备，其特征在于，

所述旋转动力装置包括：

第二电机，设置在所述推进件上；

子减速器，所述子减速器与所述第二电机和所述传动件相连接；

其中，所述第二电机通过所述子减速器驱动所述传动件转动。

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