[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：刀盘组件，端面设置有多条滑动槽和至少一个冲击器安装孔；水喷头总成，能滑动地设置在滑动槽中，水喷头总成能够朝向岩面喷射用于破岩的水射流；震动冲击组件，设置在冲击器安装孔内并能够相对于刀盘组件往复运动，且震动冲击组件能够与岩面抵接。本发明的有益效果是，利用水喷头总成喷射高压水射流以在岩石的掌子面上产生与水喷头总成运动轨迹相同的切槽，使掌子面的完整性及连接强度大幅度降低，最后通过震动冲击组件作用于已有切槽的掌子面，可以使岩石直接从掌子面上剥落，从而达到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。

传统盾构采用主驱动带动刀盘进行旋转，通过滚刀或刮刀挤压掌子面岩石达到破岩效果，中心主驱动需要在刀盘背后布置多组电机或液压马达，占用了大量的空间位置，进行刀具更换时，留给施工人员的空间较小，不方便操作。

传统盾构机整机推动油缸不仅要为盾构机提供整机前进的动力，还需要提供滚刀挤压破岩的推动力，所需的油缸个数或整体推力较大，造成掘进机整机的制造成本很高。

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：刀盘组件，端面设置有多条滑动槽和至少一个冲击器安装孔；水喷头总成，能滑动地设置在滑动槽中，水喷头总成能够朝向岩面喷射用于破岩的水射流；震动冲击组件，设置在冲击器安装孔内并能够相对于刀盘组件往复运动，且震动冲击组件能够与岩面抵接。

进一步地，水喷头总成包括：增压泵站，设置在刀盘组件的后侧；水管，一端与增压泵站的出口连接；多个射流组件，能滑动地设置在滑动槽中，且多个射流组件与水管的另一端均连通。

进一步地，射流组件包括：保护罩，呈两端开口的筒状结构；喷嘴，穿设在保护罩内，且喷嘴的一端与水管的另一端均连接，喷嘴的另一端置于保护罩外侧。

进一步地，喷嘴的一端外壁设置有用于检测喷嘴喷射角度的角度检测装置和用于微调喷嘴喷射角度的角度微调装置。

进一步地，每条滑动槽中均安装有一个滑块，每个滑块上对应安装有一个射流组件。

进一步地，每个滑块上均设置有驱动组件，驱动组件能够驱动滑块带动射流组件沿对应的滑动槽滑动。

进一步地，震动冲击组件包括：活塞缸，设置在冲击器安装孔中并具有内腔；冲击杆，一端置于内腔中，冲击杆的另一端置于活塞缸的外侧并能够与岩面抵接，且冲击杆一端固定设置有活塞；电磁激振器，设置在活塞缸远离冲击杆的一侧，电磁激振器能够驱动冲击杆相对于活塞缸往复运动。

进一步地，震动冲击组件还包括减震块，固定在冲击杆的外周并能够与活塞缸的一侧端壁抵接。

进一步地，自由断面隧道掘进机还包括：铲渣板，设置在刀盘组件的下侧；两个行星铲板，对称设置在铲渣板上，两个行星铲板均能够相对铲渣板转动，且两个行星铲板的转动方向相反；溜渣槽，设置在铲渣板上并位于两个行星铲板之间；出渣皮带机，一端与铲渣板连接，出渣皮带机的另一端置于刀盘组件的后侧。

进一步地，自由断面隧道掘进机还包括推进油缸，设置在刀盘组件的后侧并与刀盘组件驱动连接。