一種新型隧道掘進設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種新型隧道掘進設(shè)備，鋼拱架存儲在護盾組上方，鋼筋網(wǎng)存儲在懸臂掘進機的機身上；作業(yè)平臺和護盾組通過螺栓連接；后護欄組、機載濕噴機通過螺栓連接在作業(yè)平臺上；截割臂蓋板、支撐筋板通過螺栓連接在懸臂掘進機的前部；前護欄組、內(nèi)折疊板通過螺栓連接在截割臂蓋板上；外折疊板、內(nèi)折疊板之間通過銷軸鉸接。本發(fā)明設(shè)計先進、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、作業(yè)效率高、制造及使用成本低、安全可靠，利用護盾組的防護功能，保證了人工作業(yè)的安全性，簡化了鋼拱架的安裝過程、減少了作業(yè)人員的數(shù)量、降低了作業(yè)人員的勞動強度，是一種十分理想的隧道掘進設(shè)備。
【專利說明】一種新型隧道掘進設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道施工設(shè)備的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種應(yīng)用于隧道施工的具有截害!]、防護、錨固、濕噴等多種功能組合設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 在隧道施工領(lǐng)域，隧道掘進時多采用鉆爆法或掘進機法進行施工。鉆爆法施工時，需要大量的作業(yè)人員進行隧道支護，勞動強度高，工程進度慢，作業(yè)環(huán)境安全性較低。
[0003]掘進機法施工可分為全斷面掘進機法(TBM)和懸臂掘進機法。全斷面掘進機法(TBM)由于采用全機械化施工，施工速度快，安全性好，但整套設(shè)備價格昂貴，施工工藝復(fù)雜，后期運行成本較高。
[0004]懸臂掘進機法在施工時利用截割頭對隧道巖石進行截割，完成一個截割循環(huán)以后，將設(shè)備停機進行隧道支護工作。由于隧道施工地段圍巖級別較高、地質(zhì)情況復(fù)雜，懸臂掘進機因自身功能及作業(yè)空間限制，缺乏安全可靠的防護設(shè)備，作業(yè)人員經(jīng)常在簡易防護或無防護狀態(tài)下作業(yè)，作業(yè)人員的人身安全受到極大威脅。另外在支護過程中，隧道開挖斷面的鋼拱架安裝、錨固及混凝土噴射工作，需要大量的作業(yè)人員長時間、高強度工作，施工安全難以保證，工程進度緩慢，難以滿足施工工期要求。
[0005]綜上可知，現(xiàn)有的隧道施工設(shè)備存在著各種各樣的缺點和不足，因此，提供一種能解決上述問題的隧道施工設(shè)備成為當(dāng)前隧道施工的當(dāng)務(wù)之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有隧道掘進設(shè)備存在的問題和不足，提供一種作業(yè)安全性好、掘進效率高、支護時間短的新型隧道掘進設(shè)備。
[0007]為了解決以上技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:一種新型隧道掘進設(shè)備，包括懸臂掘進機、前護欄組、鋼拱架、護盾組、鋼筋網(wǎng)、風(fēng)動鑿巖機、后護欄組、機載濕噴機、作業(yè)平臺；鋼拱架存儲在護盾組上方，鋼筋網(wǎng)存儲在懸臂掘進機的機身上；作業(yè)平臺和護盾組通過螺栓連接；后護欄組、機載濕噴機通過螺栓連接在作業(yè)平臺上；截割臂蓋板、支撐筋板通過螺栓連接在懸臂掘進機的前部；前護欄組、內(nèi)折疊板通過螺栓連接在截割臂蓋板上；外折疊板、內(nèi)折疊板之間通過銷軸鉸接。
[0008]所述的護盾組4主要由前盾組、后盾組組成；前盾組、后盾組之間通過銷軸和推移油缸鉸接。
[0009]所述的前盾組包括前盾殼、前盾上連桿、前盾立柱油缸、前盾底座、平衡油缸、前盾前連桿、前盾后連桿、側(cè)調(diào)整油缸、連接筋板、連架油缸；前盾殼和前盾上連桿通過銷軸鉸接；平衡油缸通過銷軸和前盾殼、前盾上連桿鉸接；前盾立柱油缸和前盾殼、前盾底座鉸接；前盾前連桿、前盾后連桿通過銷軸和前盾上連桿、前盾底座鉸接；側(cè)調(diào)整油缸通過螺栓連接在前盾底座上；連架油缸通過銷軸和前盾上連桿鉸接。
[0010]所述的后盾組包括后盾殼、后盾立柱油缸、后盾上連桿、后盾如連桿、后盾后連桿、后盾底座、平衡油缸；后盾殼和后盾上連桿通過銷軸鉸接；平衡油缸通過銷軸和后盾殼、后盾上連桿鉸接；后盾立柱油缸和后盾殼、后盾底座鉸接；后盾前連桿、后盾后連桿通過銷軸和后盾上連桿、后盾底座鉸接；前盾底座、后盾底座通過銷軸和推移油缸鉸接。
[0011]所述的前盾殼和后盾殼之間有重疊區(qū)。
[0012]所述的作業(yè)平臺由鋼板、連接筋板組成；鋼板、連接筋板和后盾上連桿螺栓連接。
[0013]所述的機載濕噴機包括底座、伸縮主臂、伸縮次臂、擺動油缸1、連接法蘭、擺動油缸I1、噴槍組件、升降油缸、回轉(zhuǎn)支撐、驅(qū)動部；回轉(zhuǎn)支撐通過螺栓分別和驅(qū)動部、底座、鋼板連接；底座和伸縮主臂通過銷軸鉸接；擺動油缸I和伸縮次臂、連接法蘭螺栓連接，擺動油缸II和連接法蘭、噴槍組件螺栓連接，升降油缸通過銷軸分別和底座、伸縮主臂鉸接。
[0014]所述的伸縮主臂和伸縮次臂之間通過液壓伸縮油缸連接。
[0015]本發(fā)明設(shè)計先進、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、作業(yè)效率高、制造及使用成本低、安全可靠，利用護盾組的防護功能，保證了人工作業(yè)的安全性，簡化了鋼拱架的安裝過程、減少了作業(yè)人員的數(shù)量、降低了作業(yè)人員的勞動強度，是一種十分理想的隧道掘進設(shè)備。
[0016]用懸臂掘進機進行隧道斷面的開挖工作，截割臂上設(shè)有方便拆卸的人工作業(yè)平臺，方便作業(yè)人員進行鋼拱架、鋼筋網(wǎng)的安裝及錨桿或錨索的錨固工作；機身上也可存儲鋼筋網(wǎng)及人工作業(yè)。護盾組用來實現(xiàn)開挖斷面的防護工作，護盾組盾體上方可進行鋼拱架的存儲，前盾殼、后盾殼頂部均開設(shè)有錨固工作口，在護盾組的有效防護下，利用風(fēng)動鑿巖機可進行隧道開挖斷面的錨固工作；后盾組上設(shè)有人工作業(yè)平臺，方便人工進行錨固及機載濕噴機的操作；機載濕噴機可用來對開挖的隧道斷面進行初噴或二次襯砌的混凝土噴射工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為新型隧道掘進設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為圖1的俯視圖。
[0019]圖3為護盾組結(jié)構(gòu)示意圖.圖4為圖3的右視圖。
[0020]圖5為圖3的俯視圖。
[0021]圖6為機載濕噴機結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7為圖6的俯視圖。
[0023]圖1至圖7中:懸臂掘進機1、前護欄組2、鋼拱架3、護盾組4、鋼筋網(wǎng)5、風(fēng)動鑿巖機6、后護欄組7、機載濕噴機8、作業(yè)平臺9、截割臂蓋板10、支撐筋板11、外折疊板12、內(nèi)折疊板13、銷軸14、前盾殼15、前盾上連桿16、銷軸17、前盾立柱油缸18、后盾殼19、后盾立柱油缸20、后盾上連桿21、鋼板22、銷軸23、后盾后連桿24、后盾前連桿25、后盾底座26、平衡油缸27、銷軸28、推移油缸29、前盾底座30、平衡油缸31、銷軸32、前盾前連桿33、前盾后連桿34、側(cè)調(diào)整油缸35、連接筋板36、連架油缸37、銷軸38、底座39、銷軸40、伸縮主臂41、伸縮次臂42、擺動油缸I 43、連接法蘭44、擺動油缸II 45、噴槍組件46、升降油缸47、銷軸
48、回轉(zhuǎn)支撐49、驅(qū)動部50。
【具體實施方式】[0024]如圖1、2所示，一種新型隧道掘進設(shè)備，包括懸臂掘進機1、前護欄組2、鋼拱架3、護盾組4、鋼筋網(wǎng)5、風(fēng)動鑿巖機6、后護欄組7、機載濕噴機8、作業(yè)平臺9。
[0025]鋼拱架3存儲在護盾組4上方，鋼筋網(wǎng)5存儲在懸臂掘進機1機身上；作業(yè)平臺9和護盾組4之間通過螺栓連接；后護欄組7、機載濕噴機8通過螺栓連接在作業(yè)平臺9上；截割臂蓋板10、支撐筋板11通過連接在懸臂掘進機1上；前護欄組2、內(nèi)折疊板13通過螺栓連接在截割臂蓋板10上；外折疊板12、內(nèi)折疊板13通過銷軸14鉸接。外折疊板12、內(nèi)折疊板13可折疊、展開。
[0026]懸臂掘進機1開始截割作業(yè)時可將前護欄組2拆下，將外折疊板12和內(nèi)折疊板13折疊在一起，截割作業(yè)完成后將外折疊板12展開，并將前護欄2裝上，方便作業(yè)人員工作；開始支護作業(yè)時，護盾組4前移到截割工作面，對隧道開挖斷面進行防護，同時將鋼拱架支撐在隧道斷面，方便工作人員進行鋼拱架的固定連接，工作人員可站在截割臂上方進行掛鋼筋網(wǎng)，同時利用風(fēng)動鑿巖機6通過護盾組4頂部的錨固工作口進行錨固工作，工作人員也可站在作業(yè)平臺9上進行錨固及機載濕噴機8的混凝土噴射或其它支護工作。
[0027]如圖3、4、5所示，所述的護盾組4主要由前盾組、后盾組組成；前盾組、后盾組之間通過銷軸27和推移油缸28鉸接。
[0028]前盾組由前盾殼15、前盾上連桿16、前盾立柱油缸18、前盾底座30、平衡油缸31、銷軸32、前盾前連桿33、前盾后連桿34、側(cè)調(diào)整油缸35、連接筋板36、連架油缸37、銷軸17、銷軸23及銷軸38等部件組成。
[0029]前盾殼15和前盾上連桿16通過銷軸17鉸接；平衡油缸31通過銷軸32和前盾殼
15、前盾上連桿16鉸接；前盾立柱油缸18和前盾殼15、前盾底座30鉸接；前盾前連桿33、前盾后連桿34通過銷軸23和前盾上連桿16、前盾底座30鉸接；側(cè)調(diào)整油缸35通過螺栓連接在前盾底座30上；連架油缸37通過銷軸38和前盾上連桿16鉸接。
[0030]后盾組由后盾殼19、后盾立柱油缸20、后盾上連桿21、后盾如連桿25、后盾后連桿24、后盾底座26、平衡油缸27、銷軸17、銷軸23及銷軸32等部件組成。
[0031]后盾殼19和后盾上連桿21通過銷軸17鉸接；平衡油缸27通過銷軸32和后盾殼19、后盾上連桿21絞接；后盾立柱油缸20和后盾殼19、后盾底座26絞接；后盾如連桿25、后盾后連桿24通過銷軸23和后盾上連桿21、后盾底座26鉸接；前盾底座30、后盾底座26通過銷軸28和推移油缸29鉸接。
[0032]前盾殼和15后盾殼19之間有重疊區(qū)，使前盾組、后盾組在移動時不會出現(xiàn)空頂區(qū)域。
[0033]作業(yè)平臺9由鋼板22、連接筋板36組成，鋼板22、連接筋板36和后盾上連桿21螺栓連接。
[0034]通過控制前盾立柱油缸18、后盾立柱油缸20的伸、縮可實現(xiàn)前盾殼15、后盾殼19的升、降；側(cè)調(diào)整油缸35的一端支撐在懸臂掘進機1 一側(cè)的履帶架上，可實現(xiàn)護盾組4的左、右偏移；通過連架油缸37可保證護盾組4工作時的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0035]護盾組前移時，前盾組的前盾殼15下降至隧道開挖斷面頂板以下高度，后盾組的后盾殼19、后盾底座26分別支撐在隧道開挖斷面上的頂板和底板上，通過推移油缸29推動前盾組前移，前盾組移動完成后，后盾組的后盾殼19、后盾底座26下降至隧道開挖斷面頂板以下高度，前盾組將前盾殼15、前盾底座29分別支撐在隧道開挖斷面上的頂板和底板上，通過推移油缸29拉動后盾組前移；反之，前、后盾組反向動作則可實現(xiàn)護盾組的后退；前、后盾組交替前移、后退，便可實現(xiàn)護盾組的前移、后退。
[0036]如圖6、7所示，機載濕噴機8主要由底座39、銷軸40、伸縮主臂41、伸縮次臂42、擺動油缸I 43、連接法蘭44、擺動油缸II 45、噴槍組件46、升降油缸47、銷軸48、回轉(zhuǎn)支撐
49、驅(qū)動部50等部件組成。
[0037]回轉(zhuǎn)支撐49通過螺栓和驅(qū)動部50、底座39、鋼板22連接；底座39和伸縮主臂41通過銷軸40鉸接；擺動油缸I 43和伸縮次臂42、連接法蘭44螺栓連接，擺動油缸II 45和連接法蘭44、噴槍組件46螺栓連接，升降油缸47通過銷軸48分別和底座39、伸縮主臂41鉸接。
[0038]伸縮主臂41和伸縮次臂42之間通過液壓伸縮油缸連接，在液壓伸縮油缸作用下，伸縮次臂42可沿伸縮主臂41前后滑移；擺動油缸43、擺動油缸45均可周向轉(zhuǎn)動360°，回轉(zhuǎn)支撐49可周向轉(zhuǎn)動180°。
[0039]通過對回轉(zhuǎn)支撐49、伸縮臂伸縮主臂41、伸縮次臂42、擺動油缸3及擺動油缸45的適當(dāng)操作，可保證機載濕噴對隧道開挖斷面各個位置的混凝土噴射工作。
[0040]本發(fā)明開始聯(lián)合工作時，懸臂掘進機1按照隧道開挖斷面要求進行截割工作，完成一個截割循環(huán)后，掘進機停止工作，護盾組前移至截割工作面，通過前盾殼15、后盾殼19的上升，可將護盾組4頂部的鋼拱架3緊貼隧道開挖斷面固定，由于鋼拱架3離隧道底板還有一定高度，可通過人工連接鋼拱架3兩側(cè)的底部單元；另外，人工手持風(fēng)動鑿巖機6可通過前盾殼15、后盾殼19頂部開設(shè)的錨固工作口進行隧道開挖斷面頂部的錨桿或錨索錨固工作；人工站在懸臂掘進機1截割臂、掘進機機身或作業(yè)平臺9上方進行隧道開挖斷面的掛鋼筋網(wǎng)5及兩幫的錨桿或錨索錨固工作。
[0041]立鋼拱架3、掛鋼筋網(wǎng)5及錨固工作完成后，工作人員通過機載濕噴機8對護盾組4前移后空下的隧道開挖斷面進行混凝土噴射工作；濕噴機完成作業(yè)后，新型隧道掘進設(shè)備開始進行下一個工作循環(huán)。
[0042]本發(fā)明在進行隧道作業(yè)時，懸臂掘進機1后可跟一臺混凝土輸送泵車，進行機載濕噴機8用混凝土的攪拌及輸送工作；可采用皮帶運輸機、軌道運輸車或礦用自卸車等后配套輸送設(shè)備將物料運出。
【權(quán)利要求】
1.一種新型隧道掘進設(shè)備，其特征是:包括懸臂掘進機、前護欄組、鋼拱架、護盾組、鋼筋網(wǎng)、風(fēng)動鑿巖機、后護欄組、機載濕噴機、作業(yè)平臺；鋼拱架存儲在護盾組上方，鋼筋網(wǎng)存儲在懸臂掘進機的機身上；作業(yè)平臺和護盾組通過螺栓連接；后護欄組、機載濕噴機通過螺栓連接在作業(yè)平臺上；截割臂蓋板、支撐筋板通過螺栓連接在懸臂掘進機的前部；前護欄組、內(nèi)折疊板通過螺栓連接在截割臂蓋板上；外折疊板、內(nèi)折疊板之間通過銷軸鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型隧道掘進設(shè)備，其特征是:所述的護盾組4主要由前盾組、后盾組組成；前盾組、后盾組之間通過銷軸和推移油缸鉸接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型隧道掘進設(shè)備，其特征是:所述的前盾組包括前盾殼、前盾上連桿、前盾立柱油缸、前盾底座、平衡油缸、前盾前連桿、前盾后連桿、側(cè)調(diào)整油缸、連接筋板、連架油缸；前盾殼和前盾上連桿通過銷軸鉸接；平衡油缸通過銷軸和前盾殼、前盾上連桿鉸接；前盾立柱油缸和前盾殼、前盾底座鉸接；前盾前連桿、前盾后連桿通過銷軸和前盾上連桿、前盾底座鉸接；側(cè)調(diào)整油缸通過螺栓連接在前盾底座上；連架油缸通過銷軸和前盾上連桿鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的新型隧道掘進設(shè)備，其特征是:所述的后盾組包括后盾殼、后盾立柱油缸、后盾上連桿、后盾如連桿、后盾后連桿、后盾底座、平衡油缸；后盾殼和后盾上連桿通過銷軸鉸接；平衡油缸通過銷軸和后盾殼、后盾上連桿鉸接；后盾立柱油缸和后盾殼、后盾底座鉸接；后盾前連桿、后盾后連桿通過銷軸和后盾上連桿、后盾底座鉸接；前盾底座、后盾底座通過銷軸和推移油缸鉸接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型隧道掘進設(shè)備，其特征是:所述的前盾殼和后盾殼之間有重疊區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型隧道掘進設(shè)備，其特征是:所述的作業(yè)平臺由鋼板、連接筋板組成；鋼板、連接筋板和后盾上連桿螺栓連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型隧道掘進設(shè)備，其特征是:所述的機載濕噴機包括底座、伸縮主臂、伸縮次臂、擺動油缸1、連接法蘭、擺動油缸I1、噴槍組件、升降油缸、回轉(zhuǎn)支撐、驅(qū)動部；回轉(zhuǎn)支撐通過螺栓分別和驅(qū)動部、底座、鋼板連接；底座和伸縮主臂通過銷軸鉸接；擺動油缸I和伸縮次臂、連接法蘭螺栓連接，擺動油缸II和連接法蘭、噴槍組件螺栓連接，升降油缸通過銷軸分別和底座、伸縮主臂鉸接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型隧道掘進設(shè)備，其特征是:所述的伸縮主臂和伸縮次臂之間通過液壓伸縮油缸連接。
【文檔編號】E21D9/00GK103643959SQ201310713287
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】李建斌, 江帥, 王琴, 王鍇, 張國良 申請人:中鐵工程裝備集團有限公司