[发明专利]一种开挖直径可变的竖井掘进机及井壁支护方法

说明书

本发明公开一种开挖直径可变的竖井掘进机，涉及掘进机技术领域，包括机身、可旋转地设置于所述机身前端的刀盘，所述刀盘包括中心盘体、连接在所述中心盘体的侧壁上的侧边盘体、连接在所述中心盘体的侧壁上的辐臂基座，所述辐臂基座上沿周向分布有多个变径辐臂，各所述变径辐臂的末端至所述中心盘体的中轴线的径向距离不均相同，且各所述变径辐臂均与所述辐臂基座可拆卸连接；所述中心盘体的底面、所述侧边盘体的底面、各所述变径辐臂的末端均设置有滚刀。本发明公开的开挖直径可变的竖井掘进机，能够降低滑模衬砌的浇筑操作难度，防止衬砌模板出现脱落情况，提高井壁支护安全性。本发明还公开一种井壁支护方法，其有益效果如上所述。

技术领域

本发明涉及掘进机技术领域，特别涉及一种开挖直径可变的竖井掘进机。本发明还涉及一种井壁支护方法。

背景技术

掘进机(Boring Machine)是一种用于平直地面开凿巷道的机器。掘进机的种类很多，比如TBM(Tunnel Boring Machine，全断面硬岩隧道掘进机)、盾构机和竖井掘进机等。

竖井施工装备是竖井快速高效成型的关键性因素，目前竖井开挖方法主要有钻爆法、钻井法等。与传统竖井开挖方法比较，竖井掘进机在成井速度、安全性、经济性方面有着明显的优势，特别是在深竖井领域更为突出。

刀盘是竖井掘进机的核心部件，主要用于对竖井的底面进行全断面开挖，以形成圆形或锥形的掌子面。为保证竖井筒开挖后的稳定性，通常会采用滑模衬砌系统对井筒岩壁进行浇筑支护，相当于在井壁上覆盖一层防护层。然而，由于全断面竖井掘进机开挖后的井筒筒壁比较完整、光滑，对滑模衬砌的稳定浇筑操作造成了较大困难，如果浇筑后的模板与井壁粘接性不好，可能会造成模板脱落、坠毁的严重事故。

因此，如何降低滑模衬砌的浇筑操作难度，防止衬砌模板出现脱落情况，提高井壁支护安全性，是本领域技术人员面临的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种开挖直径可变的竖井掘进机，能够降低滑模衬砌的浇筑操作难度，防止衬砌模板出现脱落情况，提高井壁支护安全性。本发明的另一目的是提供一种井壁支护方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种开挖直径可变的竖井掘进机，包括机身、可旋转地设置于所述机身前端的刀盘，所述刀盘包括中心盘体、连接在所述中心盘体的侧壁上的侧边盘体、连接在所述中心盘体的侧壁上的辐臂基座，所述辐臂基座上沿周向分布有多个变径辐臂，各所述变径辐臂的末端至所述中心盘体的中轴线的径向距离不均相同，且各所述变径辐臂均与所述辐臂基座可拆卸连接；所述中心盘体的底面、所述侧边盘体的底面、各所述变径辐臂的末端均设置有滚刀。

优选地，所述中心盘体呈矩形，所述侧边盘体分别连接于所述中心盘体的其中一对正对侧壁上，所述辐臂基座分别连接于所述中心盘体的另外一对正对侧壁上。

优选地，各所述侧边盘体的底面与所述中心盘体的底面连接形成锥面，且各所述辐臂基座的末端均分布于所述锥面的大端端面的上方。

优选地，各所述变径辐臂均通过紧固件或卡接件与所述辐臂基座相连。

优选地，所述刀盘还包括可翻转地连接在所述辐臂基座上的若干个翻转辐臂，各所述翻转辐臂的翻转平面均为所述中心盘体的纵截面，且各所述翻转辐臂的末端均设置有滚刀，以调整开挖角度。

优选地，各所述变径辐臂的开挖角度相同，且在掘进过程中，位于径向最外端的所述翻转辐臂的开挖角度与所述变径辐臂的开挖角度保持一致。

优选地，还包括安装于所述机身内的链斗输送机，且所述链斗输送机的底端穿设于所述中心盘体内并延伸至其底面外，以通过铲斗收集掌子面的渣土并朝上方运输。

优选地，所述中心盘体的底面上开设有安装孔，且所述安装孔与所述中心盘体的底面圆心保持预定距离，所述链斗输送机的底端安装于所述安装孔内。