DE112020006662T5 - Tunneling machine and construction method for a hard rock transverse tunnel - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Vortriebsmaschine und ein Bauverfahren für einen Querkanal aus hartem Gestein, wodurch die Probleme der unflexiblen Verwendung und geringen Arbeitseffizienz der Aushubausrüstung für den Querverbindungskanal im Stand der Technik gelöst werden. Die vorliegende Erfindung umfasst ein geteiltes Bohrgerät und eine Vortriebsvorrichtung, wobei das Ausgangsende des geteilten Bohrgeräts abnehmbar mit einem Bohrgestänge versehen ist, wobei die Vortriebsvorrichtung einen Vortriebshauptkörper umfasst, so dass das Bohrgestänge durch den Vortriebshauptkörper verläuft, wodurch der Vortriebshauptkörper mit dem Bohrgestänge zusammenarbeitet. In der vorliegenden Erfindung wird das geteilte Bohrgerät zuerst zum Bohren des Tunnels verwendet, und dann führt die Vortriebsvorrichtung den Vortrieb und den Aushub mit dem Schneidkopf für den Tunnel auf der Grundlage des Bohrens durch, wodurch die Vibrationsbelastung während des Vortriebs verringert und die Vortriebseffizienz verbessert wird. Das geteilte Bohrgerät wird in Verbindung mit der Vortriebsvorrichtung verwendet. Der Vortriebshauptkörper nimmt das in dem Bohrloch angeordnete Bohrgestänge als Stützpunkt und treibt entlang dem Bohrgestänge vorwärts, um den effizienten Aushub des ersten Bohrens und dann des Grabens zu realisieren.The present invention discloses a boring machine and a construction method for a hard rock cross channel, thereby solving the problems of inflexible use and low working efficiency of the cross channel excavation equipment in the prior art. The present invention comprises a split drill and a propulsion device, wherein the output end of the split drill is detachably provided with a drill pipe, the propulsion device comprising a propulsion main body so that the drill pipe passes through the propulsion main body, whereby the propulsion main body cooperates with the drill pipe. In the present invention, the split drilling rig is first used to bore the tunnel, and then the tunneling device performs tunneling and excavation with the cutter head for the tunnel based on boring, thereby reducing the vibration stress during tunneling and improving tunneling efficiency . The split drill is used in conjunction with the propulsion device. The propulsion main body takes the drill pipe placed in the borehole as a fulcrum, and propels along the drill pipe to realize the efficient excavation of the first drilling and then the digging.
Description
Gebiet der Erfindungfield of invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet des Verbindungskanalaushubs, insbesondere auf eine Vortriebsmaschine und ein Bauverfahren für einen Querkanal aus hartem Gestein.The present invention relates to the technical field of connecting sewer excavation, particularly to a boring machine and a construction method for a hard rock transverse sewer.
Stand der TechnikState of the art
Beim Bau eines zweigleisigen Bergbahntunnels ist es erforderlich, in regelmäßigen Abständen (ca. 350 Meter) zwischen zwei parallelen Tunneln einen Querverbindungskanal für die Wartung des Tunnels oder die Luftzirkulation beim Ein- und Ausfahren des Tunnels zu konstruieren. Die Hauptstrecke des Eisenbahntunnels wird in der Regel mit einer Vortriebsmaschine eines Hartgesteinstunnels gebaut. Der Abstand zwischen den beiden parallelen Tunneln ist gering (20 m bis 30 m). Die Querkanalachse und die Hauptlochachse befinden sich in einem Winkel von 45° in der horizontalen Ebene. Querkanäle werden im Allgemeinen durch Bohr- und Sprengverfahren ausgehoben. Bohr- und Sprengaushub birgt die Gefahr von Detonationen und großen Vibrationsschwankungen. Das Bauverfahren des Verbindungskanals im Stand der Technik, wie das Bauverfahren und der Verbindungskanal eines Verbindungskanalschildes mit der Anmeldenummer
Aufgabe der Erfindungobject of the invention
Im Hinblick auf die Unzulänglichkeiten im Stand der Technik stellt die vorliegende Erfindung eine Vortriebsmaschine und ein Bauverfahren für einen Querkanal aus hartem Gestein bereit, wodurch die Probleme der unflexiblen Verwendung und der geringen Arbeitseffizienz der Aushubausrüstung für den Querverbindungskanal im Stand der Technik gelöst werden.In view of the shortcomings of the prior art, the present invention provides a boring machine and a construction method for a hard rock cross channel, thereby solving the problems of inflexible use and low working efficiency of the prior art cross channel excavation equipment.
Die technische Lösung der vorliegenden Erfindung ist wie folgt implementiert: Bohrvortriebsvorrichtung, umfassend ein geteiltes Bohrgerät und eine Vortriebsvorrichtung, wobei das Ausgangsende des geteilten Bohrgeräts abnehmbar mit einem Bohrgestänge versehen ist, wobei die Vortriebsvorrichtung einen Vortriebshauptkörper umfasst, so dass das Bohrgestänge durch den Vortriebshauptkörper verläuft, wodurch der Vortriebshauptkörper mit dem Bohrgestänge zusammenarbeitet. Ferner ist vorgesehen, dass das geteilte Bohrgerät einen Hydraulikmotor umfasst, wobei der Hydraulikmotor über einen Gleitmechanismus auf der Basis angeordnet ist, wobei das Ausgangsende des Hydraulikmotors abnehmbar mit einem Bohrgestänge versehen ist, wobei die Basis mit einem Führungsmechanismus versehen ist, wobei das Bohrgestänge dem Führungsmechanismus entspricht.The technical solution of the present invention is implemented as follows: a drilling propulsion device comprising a split drill and a propulsion device, the output end of the split drill being detachably provided with a drill pipe, the propulsion device comprising a propulsion main body such that the drill pipe passes through the propulsion main body, whereby the propellant main body cooperates with the drill string. It is further envisaged that the split drilling apparatus comprises a hydraulic motor, the hydraulic motor being arranged on the base via a sliding mechanism, the output end of the hydraulic motor being detachably provided with a drill rod, the base being provided with a guide mechanism, the drill rod being attached to the guide mechanism is equivalent to.
Ferner ist vorgesehen, dass der Führungsmechanismus einen Führungssitz umfasst, wobei der Führungssitz mit einer Drehstütze versehen ist, wobei das Bohrgestänge durch die Drehstütze verläuft und mit der Drehstütze zusammenarbeitet.It is further provided that the guide mechanism comprises a guide seat, the guide seat being provided with a pivot support, the drill string passing through the pivot support and cooperating with the pivot support.
Ferner ist vorgesehen, dass der Gleitmechanismus einen Gleittisch und eine Gleitschiene umfasst, die auf der Basis angeordnet ist, wobei der Gleittisch über ein Antriebselement gleitend mit der Gleitschiene verbunden ist.Furthermore, it is provided that the slide mechanism comprises a slide table and a slide rail arranged on the base, the slide table being slidably connected to the slide rail via a drive element.
Ferner ist vorgesehen, dass das Bohrgestänge eine Bohrstange und eine Bohrkrone umfasst, wobei die beiden benachbarten Bohrstangen zusammengesteckt sind.It is also provided that the drill string comprises a drill rod and a drill bit, the two adjacent drill rods being plugged together.
Ferner ist vorgesehen, dass der Vortriebshauptkörper einen Schildkörper, einen Schneidkopf und einen Schrittmechanismus umfasst, wobei ein Ende des Schildkörpers mit einem Schneidkopf versehen ist und das andere Ende mit einem Schrittmechanismus versehen ist, wobei der Schildkörper mit einem Bandförderer zum Abführen der Schlacke versehen ist, wobei der Schneidkopf mit einem Hauptantrieb verbunden ist, der in dem Schildkörper angeordnet ist.It is further provided that the propulsion main body comprises a shield body, a cutting head and a stepping mechanism, one end of the shield body being provided with a cutting head and the other end being provided with a stepping mechanism, the shield body being provided with a belt conveyor for discharging the slag, the cutting head being connected to a prime mover located in the shield body.
Ferner ist vorgesehen, dass die Mitte des Schneidkopfes mit einem zentralen Loch zum Durchlaufen des Bohrgestänges versehen ist, wobei der Schneidkopf mit einem Schlackeneinlass versehen ist, wobei der Schlackeneinlass dem Bandförderer entspricht.It is further provided that the center of the cutter head is provided with a central hole for the drill string to pass through, the cutter head being provided with a slag inlet, the slag inlet corresponding to the belt conveyor.
Ferner ist vorgesehen, dass der Schildkörper einen oberen Schild und einen unteren Schild umfasst, wobei der obere Schild und der untere Schild halbkreisförmige Strukturen sind, wobei der obere Schild durch einen Hubölzylinder mit dem unteren Schild verbunden ist.Further, the shield body is provided to include an upper shield and a lower shield, the upper shield and the lower shield being semi-circular structures, the upper shield being connected to the lower shield by a lifting oil cylinder.
Ferner ist vorgesehen, dass das untere Schild mit einer Klemmvorrichtung zum Andrücken des oberen Schildes versehen ist.It is also provided that the lower shield is provided with a clamping device for pressing the upper shield.
Ferner ist vorgesehen, dass der Schrittmechanismus einen axialen Teleskoptorsionsrahmen und einen radialen Teleskopbremssattel zum Klemmen des Bohrgestänges umfasst, wobei ein Ende des axialen Teleskoptorsionsrahmens mit dem Schildkörper verbunden ist und das andere Ende mit einem radialen Teleskopbremssattel verbunden ist, wobei der radiale Teleskopbremssattel senkrecht zu dem axialen Teleskoptorsionsrahmen angeordnet ist.It is further provided that the stepping mechanism comprises an axial telescopic torsion frame and a radial telescopic brake caliper for clamping the drill string, one end of the axial telescopic torsion frame having the shield body and the other end connected to a telescopic radial brake caliper, the telescopic radial brake caliper being perpendicular to the telescopic axial torsion frame.
Ferner ist vorgesehen, dass die Unterseite des Bandförderers mit einem Laufrad versehen ist, wobei das Laufrad in Kontakt mit dem Bohrgestänge steht.It is further provided that the underside of the belt conveyor is provided with an impeller, the impeller being in contact with the drill string.
Vortriebsmaschine für einen Querkanal aus hartem Gestein, umfassend die obige Bohrvortriebsvorrichtung und auch umfassend einen mobilen Wagen, wobei die Bohrvortriebsvorrichtung auf einem mobilen Wagen angeordnet ist, wobei der mobile Wagen abnehmbar mit einem Kran versehen ist.A boring machine for a hard rock cross channel comprising the above boring machine and also comprising a mobile truck, the boring machine being placed on a mobile truck, the mobile truck being detachably provided with a crane.
Ferner ist vorgesehen, dass die Unterseite des mobilen Wagens symmetrisch mit einem Teleskopstahlrad und einer Teleskoplaufspur versehen ist, wobei die Teleskoplaufspur geneigt auf beiden Seiten des Teleskopstahlrads angeordnet ist.Furthermore, it is provided that the underside of the mobile car is symmetrically provided with a telescopic steel wheel and a telescopic track, the telescopic track being arranged inclined on both sides of the telescopic steel wheel.
Bauverfahren für einen Querkanal aus hartem Gestein, umfassend folgende Schritte,
- S1: Ein mobiler Wagen mit dem geteilten Bohrgerät und der Vortriebsvorrichtung bewegt sich entlang des Haupttunnels zu einer bestimmten Position;
- S2: Der Hydraulikmotor des geteilten Bohrgeräts treibt das Bohrgestänge an, um die Höhlenwand zwischen den zwei Haupttunneln zu bohren;
- S3: Wenn das geteilte Bohrgerät um die Länge eines Bohrgestänges vorwärts bohrt, wird die Verbindung zwischen dem Hydraulikmotor und dem Bohrgestänge gelöst. Der Hydraulikmotor bewegt sich rückwärts, um einen Abstand einer Bohrstange freizugeben. Dann wird ein neues Bohrstange installiert. Die neue Bohrstange ist mit der vorherigen Bohrstange zusammengesteckt. Der Hydraulikmotor bohrt weiter durch die neue Bohrstange und die vorherige Bohrstange;
- S4: Die Schritte S2-S3 werden wiederholt, bis die Höhlenwand zwischen den beiden Haupttunneln gebohrt wird;
- S5: Die Vortriebsvorrichtung wird auf der Bohrstange installiert, und der radiale Teleskopbremssattel der Vortriebsmaschine klemmt die Bohrstange;
- S6: Der Schneidkopf wird zur Drehung angetrieben. Zum Vortreiben wird der axial Teleskoptorsionsrahmen ausgefahren. Wenn der Teleskopölzylinder des axial Teleskoptorsionsrahmens den maximalen Hub erreicht, hört der Schneidkopf auf sich zu drehen. Eine Vortriebsfahrt endet;
- S7: Der radial Teleskopbremssattel wird gelöst und der axial Teleskoptorsionsrahmen wird eingefahren. Der radiale Teleskopbremssattel fährt aus, um die Bohrstange zu klemmen, und der Schneidkopf dreht sich. Der axial Teleskoptorsionsrahmen streckt sich, um den nächsten Vortriebsvorgang zu beginnen;
- S8: Die Schritte S6-S7 werden wiederholt, bis die Höhlenwand zwischen den beiden Haupttunneln gegraben wird, um einen Verbindungskanal zu bilden;
- S9: Für die Vortriebsvorrichtung, die die Vortriebsarbeiten abgeschlossen hat, wird die Vortriebsvorrichtung aus dem Verbindungskanal herausgezogen, indem die Bohrstange einzeln entfernt wird, um den Aushubvorgang abzuschließen.
- S1: A mobile truck with the split drilling rig and the propulsion device moves along the main tunnel to a certain position;
- S2: The split drill rig's hydraulic motor drives the drill pipe to drill the cave wall between the two main tunnels;
- S3: When the split drill drills forward by the length of a drill string, the connection between the hydraulic motor and the drill string is released. The hydraulic motor moves backward to clear a clearance of a boring bar. Then a new boring bar is installed. The new boring bar is mated with the previous boring bar. The hydraulic motor continues to drill through the new drill rod and the previous drill rod;
- S4: Steps S2-S3 are repeated until the cave wall between the two main tunnels is drilled;
- S5: The tunneling device is installed on the drill rod, and the radial telescopic brake caliper of the tunnel boring machine clamps the drill rod;
- S6: The cutting head is driven to rotate. The axial telescopic torsion frame is extended for propulsion. When the telescopic oil cylinder of the axial telescopic torsion frame reaches the maximum stroke, the cutting head stops rotating. A heading run ends;
- S7: The radial telescopic caliper is released and the axial telescopic torsion frame is retracted. The telescopic radial brake caliper extends to clamp the boring bar and the cutting head rotates. The axially telescopic torsion frame stretches to begin the next tunneling operation;
- S8: Steps S6-S7 are repeated until the cave wall is dug between the two main tunnels to form a connecting channel;
- S9: For the mole that has completed the boring work, the mole is extracted from the connecting passage by removing the drill rod one by one to complete the excavation work.
In der vorliegenden Erfindung wird das geteilte Bohrgerät zuerst zum Bohren des Tunnels verwendet, und dann führt die Vortriebsvorrichtung den Vortrieb und den Aushub mit dem Schneidkopf für den Tunnel auf der Grundlage des Bohrens durch, wodurch die Vibrationsbelastung während des Vortriebs verringert und die Vortriebseffizienz verbessert wird. Das geteilte Bohrgerät wird in Verbindung mit der Vortriebsvorrichtung verwendet. Der Vortriebshauptkörper nimmt das in dem Bohrloch angeordnete Bohrgestänge als Stützpunkt und treibt entlang dem Bohrgestänge vorwärts, um den effizienten Aushub des ersten Bohrens und dann des Grabens zu realisieren. Der mobile Wagen der Vortriebsmaschine für einen Querkanal aus hartem Gestein ermöglicht eine längere Strecke durch das Laufen von Stahlrädern, die hauptsächlich für die Bewegung zwischen verschiedenen Stationen verwendet werden. Wenn es sich auf die angegebene Arbeitsfläche bewegt, fahren die linken und rechten Laufspuren aus und die linken und rechten Stahlräder fahren ein. Die Laufspurvorrichtung kann großen Lasten standhalten, um das Umdrehen der Plattform während des Baus zu verhindern, so dass auch eine Plattformbewegung und eine Plattformlageregelung in Kurzstrecken sowie eine flexible Bewegung realisiert werden können. Der Gesamtmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung ist kompakt, die gegenseitigen Positionen sind einstellbar und der Vortriebsmodus ist flexibel, was für den Aushub von Verbindungskanälen in Kurzstrecken geeignet ist, was eine große Innovation beim Quertunnelaushub darstellt.In the present invention, the split drilling rig is first used to bore the tunnel, and then the tunneling device performs tunneling and excavation with the cutter head for the tunnel based on boring, thereby reducing the vibration stress during tunneling and improving tunneling efficiency . The split drill is used in conjunction with the propulsion device. The propulsion main body takes the drill pipe placed in the borehole as a fulcrum, and propels along the drill pipe to realize the efficient excavation of the first drilling and then the digging. The mobile carriage of the hard rock transverse tunnel boring machine enables a longer distance by running steel wheels, which are mainly used for the movement between different stations. When it moves to the specified work surface, the left and right running tracks extend and the left and right steel wheels retract. The running track device can withstand large loads to prevent the platform from turning over during construction, so that platform movement and platform attitude control in short distances and flexible movement can also be realized. The whole mechanism according to the present invention is compact, the mutual positions are adjustable, and the propulsion mode is flexible, which is suitable for short-distance connecting sewer excavation, which is a great innovation in transverse tunnel excavation.
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Um die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung klarer zu beschreiben, werden die Zeichnungen, die in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwendet werden müssen, nachstehend kurz beschrieben. Offensichtlich sind die Zeichnungen in der folgenden Beschreibung nur einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Ohne kreative Arbeit kann der gewöhnliche Fachmann auch andere Zeichnungen auf der Grundlage dieser Zeichnungen erhalten.
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1 ist ein schematisches Diagramm einer Position einer Gesamtanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. -
2 ist ein schematisches Diagramm der Struktur des geteilten Bohrgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung. -
3 ist ein schematisches Diagramm der Struktur der Vortriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. -
4 ist ein schematisches Diagramm der Struktur des mobilen Wagens gemäß der vorliegenden Erfindung. -
5 ist ein schematisches Diagramm des Hebezustands des Krans gemäß der vorliegenden Erfindung. -
6 ist ein schematisches Diagramm des Bohrzustands des geteilten Bohrgeräts. -
7 ist ein schematisches Diagramm des Bohrdurchgangszustands des geteilten Bohrgeräts. -
8 ist ein schematisches Diagramm des vorbereiteten Vortriebszustands der Vortriebsvorrichtung. -
9 ist ein schematisches Diagramm des Vortriebszustands der Vortriebsvorrichtung. -
10 ist ein schematisches Diagramm des Vortriebsdurchgangszustands der Vortriebsvorrichtung. -
11 ist ein schematisches Diagramm des Rückziehzustands der Vortriebsvorrichtung. -
12 ist ein schematisches Diagramm des Einfahrtszustands der Vortriebsvorrichtung in den Haupttunnel.
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1 Fig. 12 is a schematic diagram of one position of an overall assembly according to the present invention. -
2 Fig. 12 is a schematic diagram of the structure of the split drilling rig according to the present invention. -
3 Fig. 12 is a schematic diagram of the structure of the propulsion device according to the present invention. -
4 12 is a schematic diagram of the structure of the mobile truck according to the present invention. -
5 Fig. 12 is a schematic diagram of the hoisting state of the crane according to the present invention. -
6 Fig. 12 is a schematic diagram of the drilling state of the split drilling rig. -
7 Fig. 12 is a schematic diagram of the drill pass state of the split drill. -
8th Fig. 12 is a schematic diagram of the prepared propulsion state of the propulsion device. -
9 Fig. 12 is a schematic diagram of the propulsion state of the propulsion device. -
10 Fig. 12 is a schematic diagram of the propulsion passage state of the propulsion device. -
11 Fig. 12 is a schematic diagram of the state of retraction of the propulsion device. -
12 Fig. 12 is a schematic diagram of the entrance state of the propulsion apparatus into the main tunnel.
Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleDescription of the preferred embodiments
Die technische Lösung in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird nachstehend in Kombination mit den Zeichnungen in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung klar und vollständig beschrieben. Offensichtlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele nur einige Ausführungsbeispiele und nicht alle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Auf der Grundlage der Ausführungsbeispiele in der vorliegenden Erfindung fallen alle anderen Ausführungsbeispiele, die ein gewöhnlicher Fachmann ohne kreative Arbeit erhalten hat, in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.The technical solution in the embodiments of the present invention will be clearly and fully described below in combination with the drawings in the embodiments of the present invention. Obviously, the described embodiments are only some embodiments and not all embodiments of the present invention. Based on the embodiments in the present invention, all other embodiments obtained without creative work by a person of ordinary skill in the art fall within the scope of the present invention.
Bohrvortriebsvorrichtung, umfassend ein geteiltes Bohrgerät 1 und eine Vortriebsvorrichtung 2, wobei das geteilte Bohrgerät 1 zuerst zum Bohren des Tunnels verwendet wird, wobei die Vortriebsvorrichtung 2 dann den Vortrieb und den Aushub mit dem Schneidkopf für den Tunnel auf der Grundlage des Bohrens durchführt, wobei das Ausgangsende des geteilten Bohrgeräts 1 abnehmbar mit einem Bohrgestänge 104 versehen ist, wobei das Bohrgestänge 104 eine Bohrstange 104-1 und eine Bohrkrone 104-2 umfasst, wobei die Bohrstange 104-1 abnehmbar mit der Bohrkrone 104-2 verbunden ist, wie in Ausführungsbeispiel 1 in
Ferner ist vorgesehen, dass das geteilte Bohrgerät 1 einen Hydraulikmotor 101 umfasst, wobei der Hydraulikmotor 101 über einen Gleitmechanismus 102 auf der Basis 103 angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Gleitmechanismus 102 einen Gleittisch 102-1 und eine Gleitschiene 102-2 umfasst, die auf der Basis 103 angeordnet ist, wobei der Gleittisch 102-1 über ein Antriebselement 102-3 gleitend mit der Gleitschiene 102-2 verbunden ist, wobei das Antriebselement ein Hydraulikölzylinder sein kann, so dass der Hydraulikmotor unter Einwirkung des Hydraulikölzylinders angetrieben wird, um sich entlang der Basis zu bewegen, wodurch ein kontinuierliches Vorwärtsbohren des Bohrgestänges erreicht wird, wobei das Ausgangsende des Hydraulikmotors 101 abnehmbar mit einem Bohrgestänge 104 versehen ist, wobei die Basis 103 mit einem Führungsmechanismus 105 versehen ist, wobei das Bohrgestänge 104 den Führungsmechanismus 105 durchläuft und relativ zu dem Führungsmechanismus gleiten kann, wobei der Führungsmechanismus eine führende Rolle spielt, so dass das Bohrgestänge in einer bestimmten Richtung gebohrt wird, wobei vorzugsweise der Führungsmechanismus 105 einen Führungssitz 105-1 umfasst, wobei der Führungssitz 105-1 an der Basis befestigt ist, wobei der Führungssitz 105-1 mit einer Drehstütze 105-2 versehen ist, wobei das Bohrgestänge 104 durch die Drehstütze 105-2 verläuft und gleitend mit der Drehstütze 105-2 verbunden ist, wobei die Drehstütze verwendet wird, um die Bohrstange zu stützen, was die Drehung der Bohrstange nicht beeinflusst.It is further provided that the split drilling device 1 comprises a hydraulic motor 101, the hydraulic motor 101 being arranged on the base 103 via a sliding mechanism 102, the sliding mechanism 102 preferably comprising a sliding table 102-1 and a sliding rail 102-2 mounted on the base 103, wherein the slide table 102-1 is slidably connected to the slide rail 102-2 via a drive member 102-3, which drive member may be a hydraulic oil cylinder, so that the hydraulic motor is driven under the action of the hydraulic oil cylinder to move along the to move the base, thereby achieving continuous forward drilling of the drill string, the output end of the hydraulic motor 101 being detachably provided with a drill string 104, the base 103 being provided with a guide mechanism 105, the drill string 104 passing through the guide mechanism 105 and relative to the Guide mechanism can slide, the guide m mechanism plays a leading role, so that the drill string is drilled in a certain direction, preferably the guide mechanism 105 comprises a guide seat 105-1, the guide seat 105-1 being fixed to the base, the guide seat 105-1 being provided with a pivot support 105-2, the drill string 104 passing through the pivot support 105-2 and slidable with the Pivot support 105-2 is connected, the pivot support being used to support the drill rod, which does not affect the rotation of the drill rod.
Geteilte Bohrgeräte können Führungslöcher (Bohrlöcher) ausheben. Die Achse des Führungslochs fällt mit der Achse des Querkanals zusammen. Beim Bohren treibt der Hydraulikmotor die Bohrstange und die Bohrkrone zur Drehung an. Der Gleitmechanismus treibt den Hydraulikmotor, die Bohrstange und die Bohrkrone an, um sich vorwärts (in Vortriebsrichtung) zu bewegen, und die Bohrkrone bohrt in der Höhlenwand. Wenn sich der Hydraulikmotor um die Länge einer Bohrstange vorwärts bewegt, wird die Verbindung zwischen dem Hydraulikmotor und der Bohrstange gelöst. Der Gleitmechanismus treibt den Hydraulikmotor an, um sich rückwärts zu bewegen (in die entgegengesetzte Vortriebsrichtung), wodurch der Abstand einer Bohrstange freigegeben wird. Eine neue Bohrstange wird installiert und mit der vorherigen Bohrstange verbunden, um das Bohren fortzusetzen. Bohrvortriebsvorrichtung, wobei der Vortriebshauptkörper einen Schildkörper 201, einen Schneidkopf 202 und einen Schrittmechanismus 203 umfasst, wobei ein Ende des Schildkörpers 201 mit einem Schneidkopf 202 versehen ist und das andere Ende mit einem Schrittmechanismus 203 versehen ist, wobei der Schrittmechanismus Unterstützung und Kraft für den Vorwärtsschritt des Vortriebshauptkörpers liefert, wobei der Schildkörper 201 mit einem Bandförderer 204 zum Abführen der Schlacke versehen ist, wobei der Bandförderer ein Teleskopbandförderer für den Transport von Schlacken sein kann, wobei die Unterseite des Bandförderers 204 mit einem Laufrad versehen ist, wobei das Laufrad in Kontakt mit dem Bohrgestänge 104 steht, wobei der Schneidkopf 202 mit einem Hauptantrieb 205 verbunden ist, der in dem Schildkörper 201 angeordnet ist, wobei der Hauptantrieb Kraft für die Drehung des Schneidkopfes bereitstellt, wie in Ausführungsbeispiel 3 in
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Mitte des Schneidkopfes 202 mit einem zentralen Loch 202-1 zum Durchlaufen des Bohrgestänges 104 versehen ist, wobei der Schneidkopf 202 mit einem Schlackeneinlass 202-2 versehen ist, wobei der Schlackeneinlass 202-2 dem Bandförderer 204 entspricht. Das heißt, der zentrale Bereich des Schneidkopfes ist eine hohle Struktur, die für den Durchgang des Bohrgestänges geeignet ist. Auf dem Schneidkopf ist ein Wälzfräser installiert, der die Funktion hat, Gestein zu brechen, so dass die vom Wälzfräser abgeschälten Schlackenspäne unter der Wirkung der Schwerkraft auf die Unterseite des Querkanals fallen. Um den Schneidkopf herum ist ein Schlackeneinlass angeordnet, so dass die vom Wälzfräser auf die Unterseite des Tunnels abgeschälten Schlackenspäne in den Schneidkopf aufgenommen und zusammen mit der Schneidkopfstruktur von der Oberseite des Schneidkopfes auf den Bandförderer geschoben und vom Bandförderer rückwärts transportiert werden können. Mit dem vorwärtsgerichteten Vortrieb des Schneidkopfes kann auch die Anzahl oder Länge der Bandförderer erhöht werden, was den effizienten Transport von Schlacken erleichtert.Preferably, the center of the
Ferner ist vorgesehen, dass der Schildkörper 201 einen oberen Schild 201-1 und einen unteren Schild 201-2 umfasst, wobei der obere Schild 201-1 und der untere Schild 201-2 halbkreisförmige Strukturen sind, wobei der obere Schild 201-1 durch einen Hubölzylinder 201-3 mit dem unteren Schild 202-2 verbunden ist, wobei das untere Schild 202-2 mit einer Klemmvorrichtung 201-4 zum Andrücken des oberen Schildes 201-1 versehen ist. Der untere Schild hat eine halbkreisförmige Struktur und ist starr mit dem Hauptantrieb durch Bolzen verbunden, um das Gewicht der gesamten Vortriebsmaschine zu stützen, steht während des Vortriebs in Kontakt mit der Unterseite des Querkanals und überwindet die Reibung mit der Höhlenwand unter dem Schub der Vortriebsmaschine. Der obere Schild ist auch eine halbkreisförmige Struktur, so dass der obere Schild durch den Hubölzylinder mit dem unteren Schild verbunden ist. Das Ein- und Ausfahren des Hubölzylinders kann die Auf- und Abwärtsbewegung des oberen Schilds relativ zum unteren Schild realisieren. Während des Vortriebs steht der obere Schild in Kontakt mit der Oberseite des Tunnels, die Haltekraft sollte jedoch innerhalb eines bestimmten Bereichs gesteuert werden. Der obere Schild wird durch die Klemmvorrichtung des oberen Schildes geklemmt, so dass verhindert wird, dass die Reibung zwischen dem oberen Schild und der Höhlenwand zu groß ist und die obere Unterstützung des oberen Schildes versagt, wodurch der Bausicherheitsfaktor verbessert wird.It is further provided that the
Ferner ist vorgesehen, dass der Schrittmechanismus 203 einen axialen Teleskoptorsionsrahmen 203-1 und einen radialen Teleskopbremssattel 203-2 zum Klemmen des Bohrgestänges 104 umfasst, wobei der axiale Teleskoptorsionsrahmen 203-1 durch einen axial angeordneten Teleskopölzylinder mit dem Schildkörper verbunden ist, wodurch das Ein- und Ausfahren der Tunnelachse verlängert werden kann, wobei ein Ende des axialen Teleskoptorsionsrahmens 203-1 mit dem Schildkörper 201 verbunden ist und das andere Ende mit einem radialen Teleskopbremssattel 203-2 verbunden ist, wobei der radiale Teleskopbremssattel durch einen radial angeordneten Teleskopölzylinder mit dem axialen Teleskoptorsionsrahmen verbunden ist, wobei der radiale Teleskopbremssattel 203-2 senkrecht zu dem axialen Teleskoptorsionsrahmen 203-1 angeordnet ist. Der radiale Teleskopbremssattel kann die Bohrstange festhalten. Nach dem Festhalten der Bohrstange kann die relative Bewegung der Vortriebsmaschine und der Bohrstange durch Steuern des Ein- und Ausfahrens des axialen Teleskoptorsionsrahmens realisiert werden. Die Reaktionskraft des Schubs des Schneidkopfes und das umgekehrte Drehmoment der Drehung des Schneidkopfes während des Vortriebs können auch auf die Bohrstange übertragen werden.It is further provided that the
Die anderen Strukturen sind die gleichen wie in Ausführungsbeispiel 1. Vortriebsmaschine für einen Querkanal aus hartem Gestein, umfassend die Bohrvortriebsvorrichtung nach Ausführungsbeispiel 2 und auch umfassend einen mobilen Wagen 3, wobei die Bohrvortriebsvorrichtung auf einem mobilen Wagen 3 angeordnet ist, wobei der mobile Wagen 3 abnehmbar mit einem Kran 4 versehen ist, wobei der Kran zwischen dem geteilten Bohrgerät 1 und der Vortriebsvorrichtung 2 angeordnet ist, um die notwendigen Hebearbeiten für Bohrarbeiten und Vortriebsarbeiten bereitzustellen, wie in Ausführungsbeispiel 3 in
Ausführungsbeispiel 4: Bauverfahren für einen Querkanal aus hartem Gestein nach Ausführungsbeispiel 3, umfassend folgende Schritte,
- S1:
Ein mobiler Wagen 3 mitdem geteilten Bohrgerät 1 und der Vortriebsvorrichtung 2 bewegt sich entlang des Haupttunnels zu einer bestimmten Position; Das heißt, die mobile Plattform kann die Ausrüstung, die für den Bau des Querkanals erforderlich ist, zu der spezifizierten Station transportieren und die Haltung an der spezifizierten Station einstellen, um die Anforderungen des Baus des Querkanals zu erfüllen; - S2: Wenn sich das geteilte Bohrgerät in einer geeigneten Position befindet, treibt der
Hydraulikmotor 101 des geteilten Bohrgeräts 1das Bohrgestänge 104 an, um die Höhlenwand zwischen den zwei Haupttunneln zu bohren, wie in6 gezeigt; - S3: Wenn
das geteilte Bohrgerät 1 um dieLänge eines Bohrgestänges 104 vorwärts bohrt, wird die Verbindung zwischen dem Hydraulikmotorund dem Bohrgestänge 104 gelöst. Der Hydraulikmotor bewegt sich rückwärts, um einen Abstand einer Bohrstange freizugeben. Dann wird ein neues Bohrstange installiert. Die neue Bohrstange ist mit der vorherigen Bohrstange zusammengesteckt. Der Hydraulikmotor bohrt weiter durch die neue Bohrstange und die vorherige Bohrstange; - S4: Die Schritte S2-S3 werden wiederholt, bis die Höhlenwand zwischen den beiden Haupttunneln gebohrt wird, wie in
7 gezeigt; - S5: Nachdem die Bohrung abgeschlossen ist, wird die bewegliche Plattform vorwärts bewegt, so dass die Vortriebsmaschine die angegebene Station erreicht.
Die Vortriebsvorrichtung 2 wird auf der Bohrstange installiert, und der radiale Teleskopbremssattel 203-2 der Vortriebsmaschine klemmt die Bohrstange. Um die Baueffizienz zu verbessern, kann eine Querkanalvortriebsvorrichtung in jedem linken und rechten Haupttunnel installiert werden, wie in8 gezeigt; - S6:
Der Schneidkopf 202 wird zur Drehung angetrieben. Zum Vortreiben wird der axial Teleskoptorsionsrahmen 203-1 ausgefahren. Wenn der Teleskopölzylinder des axial Teleskoptorsionsrahmens 203-1 den maximalen Hub erreicht, hört der Schneidkopf auf sich zu drehen. Eine Vortriebsfahrt endet, wie in9 gezeigt; - S7: Der radial Teleskopbremssattel 203-2 wird gelöst und der axial Teleskoptorsionsrahmen 203-1 wird eingefahren. Der radiale Teleskopbremssattel 203-2 fährt aus, um die Bohrstange zu klemmen, und der Schneidkopf dreht sich. Der axial Teleskoptorsionsrahmen 203-1 streckt sich, um den nächsten Vortriebsvorgang zu beginnen;
- S8: Die Schritte S6-S7 werden wiederholt, bis die Höhlenwand zwischen den beiden Haupttunneln gegraben wird, um einen Verbindungskanal zu bilden, wie in
10 gezeigt; - S9:
Für die Vortriebsvorrichtung 2, die die Vortriebsarbeiten abgeschlossen hat, wird dieVortriebsvorrichtung 2 aus dem Verbindungskanal herausgezogen, indem die Bohrstange einzeln entfernt wird, um den Aushubvorgang abzuschließen. Das heißt, nachdem die Vortriebsvorrichtung durchdrungen ist, wird die Bohrstange zwischen den beiden Vortriebsmaschinen getrennt. Die Vortriebsmaschine wird durch die Plattform des Bohrgeräts aus dem Querkanal herausgezogen, um den gesamten Prozess abzuschließen, wie in11 und12 gezeigt.
- S1: A
mobile truck 3 with thesplit drilling rig 1 and thepropulsion device 2 moves along the main tunnel to a specified position; That is, the mobile platform can transport the equipment required for the construction of the cross channel to the specified station and adjust the posture at the specified station to meet the requirements of the construction of the cross channel; - S2: When the split drilling rig is in an appropriate position, the
hydraulic motor 101 of thesplit drilling rig 1 drives thedrill pipe 104 to bore the cave wall between the two main tunnels as in FIG6 shown; - S3: When the
split drill 1 drills forward by the length of adrill pipe 104, the connection between the hydraulic motor and thedrill pipe 104 is released. The hydraulic motor moves backward to clear a clearance of a boring bar. Then a new boring bar is installed. The new boring bar is mated with the previous boring bar. The hydraulic motor continues to drill through the new drill rod and the previous drill rod; - S4: Steps S2-S3 are repeated until the cave wall between the two main tunnels is drilled, as in
7 shown; - S5: After drilling is completed, the moving platform is moved forward so that the boring machine reaches the specified station. The
mole 2 is installed on the drill rod, and the radial telescopic caliper 203-2 of the mole clamps the drill rod. In order to improve construction efficiency, a cross-channel tunneling device can be installed in each left and right main tunnel, as in8th shown; - S6: The cutting
head 202 is driven to rotate. For advancement, the axial telescopic torsion frame 203-1 is extended. When the telescopic oil cylinder of the axially telescopic torsion frame 203-1 reaches the maximum stroke, the cutting head stops rotating. A heading run ends as in9 shown; - S7: The radially telescopic brake caliper 203-2 is released and the axially telescopic torsion frame 203-1 is retracted. The 203-2 telescopic radial brake caliper extends to clamp the boring bar and the cutter head rotates. The axially telescopic torsion frame 203-1 stretches to begin the next tunneling operation;
- S8: Steps S6-S7 are repeated until the cave wall is dug between the two main tunnels to form a connecting channel as in
10 shown; - S9: For the
mole 2 that has completed the boring work, themole 2 is extracted from the connecting passage by removing the drill rod one by one to complete the excavation work. That is, after the mole is penetrated, the drill rod is separated between the two mole machines. The mole is pulled out of the cross-channel through the platform of the drilling rig to complete the whole process as in11 and12 shown.
Die Obigen sind nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und sollen die vorliegende Erfindung nicht begrenzen. Alle Änderungen, äquivalenten Ersetzungen, Verbesserungen usw. im Geist und in den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung müssen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.The above are only preferred embodiments of the present invention and are not intended to limit the present invention. All changes, equivalent substitutions, improvements, etc. within the spirit and principles of the present invention must fall within the scope of the present invention.
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