本實用新型涉及隧道挖掘領域，特別涉及到一種龍門隧道掘進裝置。

背景技術：

近些年來，我國越來越重視搞基礎設施建設，以確?；A設施建設更好地服務于我國整個社會經濟的發(fā)展?；A設施建設中，公路鐵路建設占比很大，道路建設中，隧道的掘進長期以來以施工難度大，安全保障難，施工工藝復雜，工程進度慢成為難點。傳統(tǒng)的隧道掘進施工，多采用爆破法與盾構法。

現有的盾構掘進機，僅適用于地質條件松散的卵石，泥石的隧道施工，對于巖石地質的隧道施工，盾構掘進機的施工進度慢，成本極其高昂，并且盾構機體積龐大，難于運輸，不適應復雜地勢。因此，盾構機多用于城市地鐵等隧道掘進工程的施工?，F有的爆破法施工，由于使用炸藥爆破后除渣，爆破形成的隧道壁參差不齊，與隧道數據出入較大，需要人工修復，且爆破不可避免的對山體、巖體結構造成破壞，導致山體的穩(wěn)定性差，容易發(fā)生塌方等危及施工人員及設備安全，使得隧道施工中所投入的保證安全的人力等物質成本不斷升高。而且現有隧道掘進裝置只能用于隧道掘進，而隧道挖掘完成后隧道壁的修整需要重新搭建手腳架或用其他設備進行修整。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種既使用方便又可以在隧道掘進過程中對隧道壁進行修整的且不會對山體構造造成較大破壞的龍門隧道掘進裝置，不僅造價低廉，而且可以加快巖石隧道的施工速度。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案如下：一種龍門隧道掘進裝置，包括龍門架、升降部、掘進部和導孔鉆進部；

所述龍門架包括頂部安裝架機構、底部安裝架機構、中部支撐機構、行走機構和導軌組，所述頂部安裝架機構包括第一頂部支撐構件、第二頂部支撐構件、第三頂部支撐構件和第四頂部支撐構件，所述第一頂部支撐構件、所述第二頂部支撐構件、所述第三頂部支撐構件和所述第四頂部支撐構件依次首尾連接；所述底部安裝架機構包括第一底部支撐構件、第二底部支撐構件、第三底部支撐構件和第四底部支撐構件，所述第一底部支撐構件、所述第二底部支撐構件、所述第三底部支撐構件和所述第四底部支撐構件依次首尾連接；所述中部支撐機構包括大于或等于四個豎向支撐構件，所述豎向支撐構件的上端與所述頂部安裝架機構連接，所述豎向支撐構件的下端與所述底部安裝架機構連接，所述底部安裝架機構設在所述行走機構的上方且與所述行走機構連接；所述導軌組包括橫向導軌和縱向導軌，所述橫向導軌的導向槽和所述縱向導軌的導向槽交叉且導通，所述橫向導軌和所述縱向導軌分別設置在所述底部安裝架機構上方且與所述底部安裝架機構可拆卸連接；

所述升降部包括移動式升降平臺；

所述掘進部包括掘進驅動機構、掘進安裝架機構和掘進機構，所述掘進機構包括金剛石串珠繩鋸、繩鋸主動工字輪、繩鋸安裝支架和大于或等于兩個繩鋸定位工字輪；所述繩鋸定位工字輪和所述繩鋸主動工字輪分別安裝在所述繩鋸安裝支架上，所述繩鋸定位工字輪和所述繩鋸主動工字輪通過所述金剛石串珠繩鋸傳動連接且與所述繩鋸定位工字輪接觸的所述金剛石串珠繩鋸設置在所述繩鋸定位工字輪的限位槽內，與所述繩鋸主動工字輪接觸的所述金剛石串珠繩鋸設置在所述繩鋸主動工字輪的限位槽內；所述繩鋸安裝支架與所述掘進安裝架機構連接且所述繩鋸主動工字輪與所述掘進驅動機構驅動連接，所述掘進驅動機構安裝在所述掘進安裝架機構上；

所述導孔鉆進部包括導孔鉆進機構、導孔鉆進安裝架機構和導孔鉆進驅動機構，所述導孔鉆進機構和所述導孔鉆進驅動機構分別安裝在所述導孔鉆進安裝架機構，所述導孔鉆機機構和所述導孔鉆進驅動機構驅動連接；

所述掘進安裝架機構和所述導孔鉆進安裝架機構分別安裝在所述移動式升降平臺的載物臺上，所述移動式升降平臺的腳輪設在所述橫向導軌的導向槽或所述縱向導軌的導向槽內，且所述移動式升降平臺可以沿著所述橫向導軌的導向槽或所述縱向導軌的導向槽自由移動。

上述龍門隧道掘進裝置，所述導孔鉆進安裝架機構和所述掘進安裝架機構連接；所述繩鋸定位工字輪設在所述繩鋸主動工字輪和所述導孔鉆進機構的導孔鉆進端之間。

上述龍門隧道掘進裝置，所述導孔鉆進機構包括鉆桿和鉆頭，所述導孔鉆進驅動機構為步進電機；所述鉆頭與所述鉆桿的一端可拆卸連接，所述鉆桿的另一端與所述步進電機驅動連接；所述鉆桿通過支撐軸承與所述導孔鉆進安裝架連接；所述鉆頭直徑大于所述繩鋸定位工字輪的直徑；所述繩鋸定位工字輪設在所述繩鋸主動工字輪和所述鉆頭之間。

上述龍門隧道掘進裝置，所述繩鋸安裝支架包括定位工字輪支撐桿和繩鋸安裝板，所述定位工字輪支撐桿的一端與所述繩鋸定位工字輪通過定位工字輪輪軸固定連接且所述繩鋸定位工字輪能以所述定位工字輪輪軸為軸自由轉動，所述定位工字輪支撐桿的另一端與所述繩鋸安裝板鉸接且所述定位工字輪支撐桿可通過支撐桿定位銷與所述繩鋸安裝板固定連接。

上述龍門隧道掘進裝置，其特征在于，所述掘進機構還包括繩鋸松緊調整結構，所述繩鋸松緊調整結構包括松緊調整用工字輪和調整用工字輪支撐桿，所述松緊調整用工字輪設在所述繩鋸定位工字輪和所述繩鋸主動工字輪之間，所述松緊調整用工字輪與所述調整用工字輪支撐桿的一端通過調整用工字輪輪軸固定連接且所述松緊調整用工字輪能以所述調整用工字輪輪軸為軸自由轉動，所述調整用工字輪支撐桿的另一端與所述繩鋸安裝板鉸接且所述調整用工字輪支撐桿可通過定位銷釘與所述繩鋸安裝板固定連接。

上述龍門隧道掘進裝置，當所述繩鋸定位工字輪為兩個時，兩個所述繩鋸定位工字輪與所述繩鋸主動工字輪成等腰三角形結構裝配，所述等腰三角形的頂角所在的頂點位于所述繩鋸主動工字輪的轉軸上。

上述龍門隧道掘進裝置，所述松緊調整用工字輪與所述繩鋸定位工字輪和所述繩鋸主動工字輪分設在所述金剛石串珠繩鋸相對的兩側。

上述龍門隧道掘進裝置，所述松緊調整用工字輪中心軸與所述繩鋸定位工字輪中心軸之間的距離大于所述松緊調整用工字輪中心軸與所述繩鋸主動工字輪中心軸之間的距離。

上述龍門隧道掘進裝置，所述掘進驅動機構為力矩電機，所述行走機構為帶有剎掣的萬向腳輪。

上述龍門隧道掘進裝置，所述導孔鉆進部還包括冷卻機構，所述冷卻機構與所述導孔鉆進安裝架機構連接，所述冷卻機構的冷卻液流出端設在所述導孔鉆進機構的導孔鉆進端。

本實用新型的有益效果如下：

1.采用本實用新型可以對隧道掘進方向上的巖石進行整體切塊，從而可以獲得成塊的石材并將石材用于雕刻等產品的加工，提高巖石的利用率，創(chuàng)造額外的經濟價值。

2.由于本實用新型采用導孔鉆進和巖石切割相結合的技術，完全替代了現有隧道掘進過程中使用雷管爆破掘進的操作，不僅減少或消除了雷管爆破過程對山體結構的影響，減少了隧道挖掘地段山體滑坡或塌方現象出現的幾率，提高了施工的安全性。

3.本實用新型采用巖石整體切割便于后期對隧道內壁的修整，減少隧道后期施工的工作量，有利于加快隧道掘進施工的進度。

4.本實用新型采用巖石整體切割，減少了隧道掘進過程中碎石的產生量，也就減少了碎石的清理工作，有利于提高隧道掘進速度。

5.本實用新型采用龍門架作為掘進部和導孔鉆進部的支撐架，不僅便于掘進部和導孔鉆機部的移動以及進退控制，而且便于施工人員依托于龍門架搭設隧道壁修整用的施工用手腳架或其他裝置，便于施工人員在隧道挖掘的過程中同時對隧道頂壁和側壁進行修整，加快隧道整體施工的速度。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1 為本實用新型龍門隧道掘進裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型龍門隧道掘進裝置的龍門架的結構示意圖；

圖3位本實用新型龍門隧道掘進裝置的掘進部、導孔鉆進部和升降部裝配結構示意圖。

圖中，100-龍門架，101-第一頂部支撐構件，102-第二頂部支撐構件，103-第三頂部支撐構件，104-第四頂部支撐構件，105-豎向支撐構件，106-第一底部支撐構件，107-第二底部支撐構件，108-第三底部支撐構件，109-第四底部支撐構件，110-橫向導軌，111-縱向導軌，112-帶有剎掣的萬向腳輪；200-升降部，201-腳輪；300-掘進部，301-掘進安裝架機構，302-掘進驅動機構，303-繩鋸主動工字輪，304-繩鋸定位工字輪，305-金剛石串珠繩鋸，306-定位工字輪支撐桿，307-松緊調整用工字輪，308-繩鋸安裝板，309-支撐桿定位銷，310-調整用工字輪支撐桿；400-導孔鉆進部，401-鉆頭，402-鉆桿，403-導孔鉆進安裝架，404-導孔鉆進驅動機構。

具體實施方式

為了更清楚地說明本實用新型，下面結合優(yōu)選實施例和附圖對本實用新型做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本實用新型的保護范圍。

如圖1所示，本實用新型龍門隧道掘進裝置，包括龍門架100、升降部200、掘進部300和導孔鉆進部400。

其中，如圖1所示， 所述龍門架100包括頂部安裝架機構、底部安裝架機構、中部支撐機構、行走機構和導軌組，所述頂部安裝架機構包括第一頂部支撐構件101、第二頂部支撐構件102、第三頂部支撐構件103和第四頂部支撐構件104，所述第一頂部支撐構件101、所述第二頂部支撐構件102、所述第三頂部支撐構件103和所述第四頂部支撐構件104依次首尾連接；所述底部安裝架機構包括第一底部支撐構件106、第二底部支撐構件107、第三底部支撐構件108和第四底部支撐構件109，所述第一底部支撐構件106、所述第二底部支撐構件107、所述第三底部支撐構件108和所述第四底部支撐構件109依次首尾連接；所述中部支撐機構包括大于或等于四個豎向支撐構件105，所述豎向支撐構件105的上端與所述頂部安裝架機構連接，所述豎向支撐構件105的下端與所述底部安裝架機構連接，所述底部安裝架機構設在所述行走機構的上方且與所述行走機構連接；所述導軌組包括橫向導軌110和縱向導軌111，所述橫向導軌110的導向槽和所述縱向導軌111的導向槽交叉且導通，所述橫向導軌110和所述縱向導軌111分別設置在所述底部安裝架機構上方且與所述底部安裝架機構可拆卸連接；所述升降部200包括移動式升降平臺； 所述掘進部300包括掘進驅動機構302、掘進安裝架機構301和掘進機構，所述掘進機構包括金剛石串珠繩鋸305、繩鋸主動工字輪303、繩鋸安裝支架和大于或等于兩個繩鋸定位工字輪304；所述繩鋸定位工字輪304和所述繩鋸主動工字輪303分別安裝在所述繩鋸安裝支架上，所述繩鋸定位工字輪304和所述繩鋸主動工字輪303通過所述金剛石串珠繩鋸305傳動連接且與所述繩鋸定位工字輪304接觸的所述金剛石串珠繩鋸305設置在所述繩鋸定位工字輪304的限位槽內，與所述繩鋸主動工字輪303接觸的所述金剛石串珠繩鋸305設置在所述繩鋸主動工字輪303的限位槽內；所述繩鋸安裝支架與所述掘進安裝架機構301連接且所述繩鋸主動工字輪303與所述掘進驅動機構302驅動連接，所述掘進驅動機構302安裝在所述掘進安裝架機構301上；所述導孔鉆進部400包括導孔鉆進機構、導孔鉆進安裝架403機構和導孔鉆進驅動機構404，所述導孔鉆進機構和所述導孔鉆進驅動機構404分別安裝在所述導孔鉆進安裝架403機構，所述導孔鉆機機構和所述導孔鉆進驅動機構404驅動連接；所述掘進安裝架機構301和所述導孔鉆進安裝架403機構分別安裝在所述移動式升降平臺的載物臺上，所述移動式升降平臺的腳輪201設在所述橫向導軌110的導向槽或所述縱向導軌111的導向槽內，且所述移動式升降平臺可以沿著所述橫向導軌110的導向槽或所述縱向導軌111的導向槽自由移動。本實施例中，所述掘進驅動機構302為力矩電機，所述行走機構為帶有剎掣的萬向腳輪112。

為了是導孔鉆進與巖石切割同時進行，減少工序，進一步節(jié)約隧道掘進施工的時間，本實施例中，將所述導孔鉆進安裝架403機構和所述掘進安裝架機構301連接；所述繩鋸定位工字輪304設在所述繩鋸主動工字輪303和所述導孔鉆進機構的導孔鉆進端之間。其中，如圖3所示，所述導孔鉆進機構包括兩個鉆桿402和兩個鉆頭401，所述導孔鉆進驅動機構404為步進電機；所述鉆頭401與所述鉆桿402的一端可拆卸連接，所述鉆桿402的另一端與所述步進電機驅動連接；所述鉆桿402通過支撐軸承與所述導孔鉆進安裝架403連接；所述鉆頭401直徑大于所述繩鋸定位工字輪304的直徑；所述繩鋸定位工字輪304設在所述繩鋸主動工字輪303和所述鉆頭401之間，這樣在切割巖石時，可以將所述繩鋸定位工字輪304放入所述導孔鉆進機構鉆出的導向孔中，從而使位于兩個所述繩鋸定位工字輪304之間且遠離所述繩鋸主動工字輪303的所述金剛石串珠繩鋸305能夠和帶切割巖石表面接觸比較緊密，從而方便利用所述金剛石串珠繩鋸305對巖石進行切割。

而為了降低本實用新型的裝置的制造成本，同時便于維修，本實施例中，如圖3所示，所述繩鋸安裝支架包括定位工字輪支撐桿306和繩鋸安裝板308，所述定位工字輪支撐桿306的一端與所述繩鋸定位工字輪304通過定位工字輪輪軸固定連接且所述繩鋸定位工字輪304能以所述定位工字輪輪軸為軸自由轉動，所述定位工字輪支撐桿306的另一端與所述繩鋸安裝板308鉸接且所述定位工字輪支撐桿306可通過支撐桿定位銷309與所述繩鋸安裝板308固定連接，這樣就可以根據要切割的巖石寬度或高度通過調整兩個所述定位工字輪支撐桿306之間張開角度α的大小來調整兩個所述繩鋸定位工字輪304之間的距離，以便調整位于兩個所述繩鋸定位工字輪304之間且遠離所述繩鋸主動工字輪303的所述金剛石串珠繩鋸305的長度。同時為了避免，在調整位于兩個所述繩鋸定位工字輪304之間且遠離所述繩鋸主動工字輪303的所述金剛石串珠繩鋸305的長度之后，所述金剛石串珠繩鋸305的張緊力度不夠或過大導致所述金剛石串珠繩鋸305出現打滑，本實施例中，所述掘進機構還包括繩鋸松緊調整結構，其中，所述繩鋸松緊調整結構包括松緊調整用工字輪307和調整用工字輪支撐桿310，所述松緊調整用工字輪307設在所述繩鋸定位工字輪304和所述繩鋸主動工字輪303之間，所述松緊調整用工字輪307與所述調整用工字輪支撐桿310的一端通過調整用工字輪輪軸固定連接且所述松緊調整用工字輪307能以所述調整用工字輪輪軸為軸自由轉動，所述調整用工字輪支撐桿310的另一端與所述繩鋸安裝板308鉸接且所述調整用工字輪支撐桿310可通過定位銷釘與所述繩鋸安裝板308固定連接，通過調整所述調整用工字輪支撐桿310與所述繩鋸定位工字輪304軸心和所述繩鋸主動工字輪303軸心之間的連線的夾角β的大小，可以調整所述金剛石串珠繩鋸305的張緊力度，從而避免所述金剛石串珠繩鋸305張緊力度過大或過小導致所述金剛石串珠繩鋸305出現打滑。而且為了避免所述金剛石串珠繩鋸305單向受力，從而避免所述金剛石串珠繩鋸305遠離所述繩鋸定位工字輪304一側的材料結構受到破壞，本實施例中，將所述松緊調整用工字輪307與所述繩鋸定位工字輪304和所述繩鋸主動工字輪303分設在所述金剛石串珠繩鋸305相對的兩側。

而為了保持本實用新型在切割巖石過程中所述金剛石串珠繩鋸305的穩(wěn)定性，避免所述金剛石串珠繩鋸305所受的張力忽大忽小導致所述金剛石串珠繩鋸305的使用壽命縮短，本實施例中，兩個所述繩鋸定位工字輪304與所述繩鋸主動工字輪303成等腰三角形結構裝配，所述等腰三角形的頂角所在的頂點位于所述繩鋸主動工字輪303的轉軸上，其中，優(yōu)選兩個所述繩鋸定位工字輪304與所述繩鋸主動工字輪303成等邊三角形結構裝配。

而為了便于在開動本實用新型的過程中對所述松緊調整用工字輪307進行位置調整，避免切割巖石時產生的石屑濺到人身上造成人員受傷，本實施例中，所述松緊調整用工字輪307中心軸與所述繩鋸定位工字輪304中心軸之間的距離大于所述松緊調整用工字輪307中心軸與所述繩鋸主動工字輪303中心軸之間的距離，這樣就可以增加人與巖石之間的距離，增加石屑飛行的距離，從而使石屑速度降低，減少了石屑給人帶來傷害的概率，提高施工的安全性。

為了保證隧道掘進施工的連續(xù)性，同時提高所述鉆頭401和所述金剛石串珠繩鋸305的使用壽命，避免導孔鉆進過程中產生的熱量對所述鉆頭401的損害以及巖石切割過程中產生的熱量對所述金剛石串珠繩鋸305產生的損害，所述導孔鉆進部400還包括冷卻機構，所述冷卻機構與所述導孔鉆進安裝架403機構連接，所述冷卻機構的冷卻液流出端設在所述鉆頭401處，冷卻液從導向孔中流出時可以對所述金剛石串珠繩鋸305進行降溫以及對被切割巖石進行降溫，而且還可以減少導向孔鉆進和巖石切割過程中產生的粉塵。本實施例中，所述冷卻機構包括水泵、進水管和出水管，所述進水管的進水端與隧道施工供水管路的出水端流體導通連接，所述進水管的出水端與所述水泵的進水端流體導通連接，所述水泵的出水端與所述出水管的進水端流體導通連接，所述出水管的出水端設置在所述鉆頭401處。

使用本實用新型進行隧道掘進時，在待進行隧道掘進的山體的巖石面上標識出施工位置和高度，然后確定單次切割石塊的高度或寬度，按照圖1或圖2所示，搭建所述龍門架100，并將所述掘進部300和所述升降部200按照圖1安裝在所述龍門架100上，接著將所述龍門架100移動至待掘進巖石體前，利用剎掣使所述帶有剎掣的萬向腳輪201112鎖定，從而使所述龍門架100固定，然后通過人工或其他驅動裝置如步進電機、傳動機構和絲杠構成的簡易的驅動裝置驅使所述升降部200靠近帶切割巖石體，從而使所述掘進部300被移動至待切割巖石前面，然后將所述掘進部300和所述導孔鉆進部400固定在所述移動式升降平臺的平臺面上，并將所述移動式升降平臺通過所述橫向導軌110的導向槽移動至待掘進的巖石面前，然后通過所述移動式升降平臺調整所述掘進部300和所述導孔鉆進部400的位置，以滿足巖石切割施工的需要，接著根據單次切割石塊的高度或寬度調整兩個所述定位工字輪支撐桿306之間的夾角α的大小，以使位于兩個所述繩鋸定位工字輪304之間且遠離所述繩鋸主動工字輪303的所述金剛石串珠繩鋸305的長度與單次切割石塊的高度或寬度相等或者使位于兩個所述鉆頭401之間的距離與單次切割石塊的高度或寬度相等。然后啟動所述步進電機和所述力矩電機，同時接通所述冷卻機構的冷卻液，此時，所述導孔鉆進機構鉆出導向孔，而所述繩鋸定位工字輪304被移送至導向孔內，則位于兩個所述繩鋸定位工字輪304之間且遠離所述繩鋸主動工字輪303的所述金剛石串珠繩鋸305與待切割巖石接觸，并且在所述力矩電機驅動下的所述繩鋸主動工字輪303的帶動下所述金剛石串珠繩鋸305上的金剛石串珠對巖石進行切割，在整個掘進過程中，通過人工或其他驅動裝置驅使所述升降部200帶動所述掘進部300不斷地向待掘進巖石面靠近，從而實現了所述金剛石串珠繩鋸305持續(xù)性壓迫在待切割巖石表面上，實現了對巖石的連續(xù)性切割，從而實現了通過對巖石分割實現了隧道的掘進，避免了雷管爆破帶了的危險，同時消除了雷管爆破對山體結構的破壞。

本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本實用新型的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之列。