[发明专利]自由断面隧道掘进机

说明书

本发明提供了一种自由断面隧道掘进机，包括：掘进机车体，设置有悬臂；水喷头总成，设置在悬臂的前端，水喷头总成能够朝向岩面喷射用于破岩的水射流；液压破碎锤总成，设置在悬臂的前端并能够相对于悬臂往复运动，液压破碎锤总成能够与岩面抵接。本发明的有益效果是，利用高压水射流对岩石的致裂、击碎作用，在掌子面产生切槽，使掌子面上的的岩石结构形成具有很多凌空面的网格状岩石结构，掌子面岩石强度及完整性大幅度降低，最后通过液压破碎锤总成作用于已有切槽的掌子面，即可以达到岩石从掌子面脱落的效果，从而实现提高破岩效率的目的。

技术领域

本发明涉及隧道掘进机械领域，具体涉及一种自由断面隧道掘进机。

背景技术

传统盾构装备适应的断面较为单一且设备成本较高，且传统盾构装备一般采用金属刀具(滚刀、刮刀)进行破岩工作，针对一般强度的岩层(100MPA以内)其破岩效率尚可，但掘进过程中碰到孤石和较硬的岩石时，破岩的效率会下降，刀具异常磨损和更换频率的增加，随之带来盾构掘进效率的降低，掘进成本增加。同时在掘进上软下硬、软硬不均等严重不均匀地质时，传统的金属刀具极易发生异常损坏。

发明内容

本发明提供了一种自由断面隧道掘进机，以达到提高破岩效率的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自由断面隧道掘进机，包括：掘进机车体，设置有悬臂；水喷头总成，设置在悬臂的前端，水喷头总成能够朝向岩面喷射用于破岩的水射流；液压破碎锤总成，设置在悬臂的前端并能够相对于悬臂往复运动，液压破碎锤总成能够与岩面抵接。

进一步地，水喷头总成包括：增压泵站，设置在掘进机车体上；水管，一端与增压泵站的出口连接，水管的另一端置于悬臂的前端；多个射流组件，设置在悬臂的前端并沿液压破碎锤总成的周向间隔均布，且多个射流组件与水管的另一端均连通。

进一步地，每个射流组件均包括射流安装架和射流喷头，射流安装架固定在悬臂的前端，射流喷头固定在射流安装架上且与水管的另一端连接。

进一步地，液压破碎锤总成包括：导向筒，呈套筒状结构；钎杆，一端设置在导向筒内，钎杆的另一端设置在导向筒的外侧并能够与岩面抵接；活塞，套设并固定在钎杆外周，且活塞置于导向筒内，活塞能够带动钎杆相对于导向筒往复滑动；减震块，固定套设在导向筒的一端，减震块具有内孔，钎杆的另一端穿过内孔并置于导向筒的外侧。

进一步地，自由断面隧道掘进机还包括扫描及路径规划组件，设置在掘进机车体上。

进一步地，扫描及路径规划组件包括：扫描仪，设置在掘进机车体上；激光器，设置在悬臂的前端，且激光器发射出的激光的方向与悬臂的延伸方向平行。

进一步地，自由断面隧道掘进机还包括：挖机，一端与悬臂的底壁固定连接，挖机的另一端设置有用于清理渣土的活动铲斗；出渣皮带机，固定设置在掘进机车体上，出渣皮带机的一端置于挖机处，出渣皮带机的另一端置于掘进机车体的后侧。

进一步地，掘进机车体包括：行走履带；回转台，设置在行走履带的上方并能够相对于行走履带转动；车体本体，固定设置在回转台上且能够随回转台一起转动，悬臂的后端与车体本体连接。

进一步地，悬臂的前端固定设置有集成安装架，多个射流组件和液压破碎锤总成均设置在集成安装架上。

进一步地，自由断面隧道掘进机还包括角度传感器，设置在集成安装架上。

本发明的有益效果是，利用高压水射流对岩石的致裂、击碎作用，在掌子面产生切槽，使掌子面上的的岩石结构形成具有很多凌空面的网格状岩石结构，掌子面岩石强度及完整性大幅度降低，最后通过液压破碎锤总成作用于已有切槽的掌子面，即可以达到岩石从掌子面脱落的效果，从而实现提高破岩效率的目的。

附图说明