[发明专利]一种流砂地层隧道机械掘进装置及工艺

权利要求书

1.一种流砂地层隧道机械掘进工艺，其特征在于：利用流砂地层隧道机械掘进装置进行施工，所述流砂地层隧道机械掘进装置包括支撑装置、隔绝装置、挖掘装置、喷淋装置、出渣装置和推进装置；

所述隔绝装置设置在所述支撑装置的上下两端，用于隔绝开挖区域与非开挖区域流砂层，所述隔绝装置包括护盾；

所述挖掘装置设置在所述支撑装置的前端，用于对流砂地层开挖面的流砂进行开挖与收集，所述挖掘装置包括刀盘和驱动装置，所述刀盘上设置有多个挖斗式刀具，所述挖斗式刀具与所述刀盘内部连通；

所述喷淋装置设置在所述隔绝装置和挖掘装置上，用于将膨胀土浆液灌注到流砂地层之中，所述喷淋装置包括输送管道和喷淋口，所述护盾的内、外表面和所述刀盘内部均设置有喷淋口，所述喷淋口处设置有细毛刷；

所述出渣装置设置在所述支撑装置的下部，用于将挖掘装置收集的渣土传送到隧道之外；

所述推进装置设置在所述支撑装置的后端，用于推动掘进装置前进；

所述工艺具体包括以下步骤：

（1）通过千斤顶顶推后侧管片向前施加推进力，推动掘进装置前进，将圆形护盾超前插入流砂地层之中，隔绝开挖区域与非开挖区域流砂层的应力应变传递；

（2）利用喷淋装置将膨胀土浆液从护盾的内、外表面的喷淋口灌注到流砂地层之中，使掘进装置之外和护盾之中的流砂加固稳定不宜扰动破坏；

（3）利用驱动装置带动刀盘转动，利用锥形体刀盘实现对流砂地层开挖面的有效分割，利用挖斗式刀具实现流砂的开挖与收集，挖斗式刀具与刀盘内部连通，挖斗式刀具在开挖时可以使挖掘的流砂进入刀盘内部收集；

（4）利用喷淋装置将膨胀土浆液从刀盘内部的喷淋口喷淋到刀盘内，使刀盘内已掘进的流砂渣土成型；

（5）通过螺旋输送机将刀盘内的渣土传送到皮带输送机之上，然后运输到隧道之外。

2.根据权利要求1所述的流砂地层隧道机械掘进工艺，其特征在于，所述护盾为圆形护盾，所述圆形护盾的外直径为6.77m，内直径为6.70m，长度2.00m，内外直径之间设置有多个喷淋口。

3.根据权利要求2所述的流砂地层隧道机械掘进工艺，其特征在于，所述圆形护盾后端设置有推进装置，所述推进装置包括后侧管片和千斤顶，通过千斤顶顶推后侧管片向前施加推进力，推动掘进装置前进。

4.根据权利要求1所述的流砂地层隧道机械掘进工艺，其特征在于，所述驱动装置包括旋转轴承，所述旋转轴承的一端与所述刀盘连接，所述旋转轴承的另一端与动力装置连接，在动力装置的驱动下旋转轴承可带动刀盘转动。

5.根据权利要求4所述的流砂地层隧道机械掘进工艺，其特征在于，所述刀盘为圆锥形刀盘，所述圆锥形刀盘的底部直径为6.65m，高为1.0m；所述挖斗式刀具分布于圆锥形刀盘上，成十字形布置，每环间距为1.0m，共4环。

6.根据权利要求4所述的流砂地层隧道机械掘进工艺，其特征在于，所述刀盘的上下两端嵌设于所述护盾内表面的凹槽之中，所述刀盘和所述护盾之间具有一定的间隙，所述刀盘和所述护盾之间设置有细毛刷。

7.根据权利要求4所述的流砂地层隧道机械掘进工艺，其特征在于，所述出渣装置包括设置在刀盘内的螺旋输送机，所述螺旋输送机的末端设置皮带输送机。