[发明专利]一种搭载于TBM上具有密封防松功能的高压水射流喷射装置

说明书

本发明提供了一种搭载于TBM上具有密封防松功能的高压水射流喷射装置，高压水射流喷射装置本体，所述高压水射流喷射装置本体包括高压软管、喷水杆、喷水杆法兰，其特征在于，所述具有密封防松功能的高压水射流喷射装置还包括：高压软管的密封防松结构、喷水杆法兰螺栓的密封防松结构和喷水杆螺垫螺套的密封防松结构。该装置通过在多个关键部位的有效防松，可实现水射流喷射装置的密封防松，同时，加工制造简单，装配拆卸方便，结构稳定性好，能适应TBM现场掘进过程中的结构振动，保证水射流高压密封面的稳定使用，提高TBM对极硬岩石掘进效率，减少刀具磨损与换刀次数，节约成本，缩短施工工期，同时加快高压水射流辅助破岩TBM技术的推广。

技术领域

本发明涉及高压水耦合破岩TBM技术领域，特别是指一种搭载于TBM上具有密封防松功能的高压水射流喷射装置。

背景技术

全断面岩石隧道掘进机(简称TBM)，凭借其高效、环保、自动化程度高等诸多优点而广泛地应用于隧道工程。传统的TBM采用盘形滚刀作为破碎岩石的切削工具，在TBM驱动系统扭矩和推力的作用下，盘形滚刀贯入岩石，并且随刀盘的旋转而转动切削岩石，岩石在滚刀作用下被压碎并形成辐射状裂纹，随着裂纹扩展形成岩石碎片，达到破岩的目的。

随着TBM遭遇到大埋深、高围压、极硬岩的地质越来越多，传统的滚刀出现贯入度低，刀具磨损严重等一系列问题，导致TBM破岩困难，掘进效率低，施工成本增加。因此，如何高效破岩是当前TBM掘进硬岩面临的关键性理论和技术难题。

在众多新型辅助破岩方法中，水射流破岩具有破岩效率高、易于实现、清洁环保的特点，并在石油钻探、煤矿开采领域具有丰富的实践基础，与现有TBM进行融合研究及应用潜力巨大。目前，关于TBM刀盘处产生高压水射流，辅助TBM滚刀破岩的概念已经被提出，并见于公开的专利中。然而高压水射流的产生需要一整套高压水生成、传输、喷射装置、控制系统及若干安全防护措施，同时还要充分考虑高压水射流系统与现有TBM结构及施工兼容的问题，真正实施起来，尚有许多技术难题需要解决。

在TBM施工过程中，滚刀刀盘和岩石相互作用时，会产生强烈的振动，导致高压水射流喷射装置的密封性降低，对高压水辅助破岩系统的安全性和稳定运行造成影响。因此，保证高压水射流喷射装置的密封防松，已成为迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种搭载于TBM上具有密封防松功能的高压水射流喷射装置，旨在解决高压水喷射装置因强烈振动而发生连接松动、压力降低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种搭载于TBM上具有密封防松功能的高压水射流喷射装置，包括：高压水射流喷射装置本体，所述高压水射流喷射装置本体包括高压软管、喷水杆、喷水杆法兰，所述具有密封防松功能的高压水射流喷射装置还包括：高压软管的密封防松结构、喷水杆法兰螺栓的密封防松结构和喷水杆螺垫螺套的密封防松结构。

优选的，高压软管的密封防松结构包括：

与高压软管一端固定为一体的软管扣压件、以及套在软管扣压件上的开槽螺套、软管支撑套、哈夫夹套和第三压紧螺垫；

所述软管扣压件包含：依次连接的螺纹段、圆弧过渡段和圆柱段；

所述开槽螺套由第一螺杆和连接在第一螺杆一端的第一六角螺帽组成，所述开槽螺套设有第一内螺纹通孔，所述开槽螺套通过第一内螺纹通孔装配在所述软管扣压件上的螺纹段，所述第一内螺纹通孔内远离第一六角螺帽的一段装有第三压紧螺垫，所述第一六角螺帽远离第一螺杆的端面设置有矩形槽；

所述软管支撑套的一端与所述哈夫夹套固定在一起，另一端设置有能够嵌入配合开槽螺套的矩形槽的凸台；

所述哈夫夹套通过螺栓螺母拧紧固定在所述软管扣压件圆柱段上。

优选的，所述开槽螺套的第一六角螺帽端面上设置有：沿其径向均匀分布的若干条矩形槽；