一種隧道掘進機及其施工法的制作方法

本發明涉及的是一種隧道掘進機及其施工法，屬于土木工程基礎施工技術領域。

背景技術：

現有全斷面隧道掘進機具有一次開挖完成隧道的特色,從開挖、推進、撐開全由該機具完成，開挖速度是傳統鉆炸工法的5倍。但是全斷面隧道掘進機的制造工藝復雜，技術附加值高，國際上只有少數幾個國家的企業具有能力生產，造價高昂。

技術實現要素：

本發明提出的是一種隧道掘進機及其施工法，其目的旨在克服現有技術存在的缺陷，其主要優點：具有全斷面隧道掘進機具有一次開挖完成隧道的特色，而且利用鏈刀挖掘巖土，其制造工藝簡單、質量好、施工周期短、成本低。

本發明的技術解決方案：隧道掘進機包括前段和后段，前段機架與后段框架相連，機架和框架的外輪廓線與隧道外輪廓線相同，前段由機架和挖掘機組成，挖掘機由若干個鏈式挖掘裝置組成，若干個鏈式挖掘裝置并列成一排，在掘進方向鏈式挖掘裝置的尾部錯開排列，若干個鏈式挖掘裝置在掘進方向的投影面與機架的截面相同；鏈式挖掘裝置由傳動裝置和鏈刀組成，傳動裝置由驅動裝置和鏈輪等組成，鏈刀由鏈條和固定于鏈條上的刀具組成；挖掘巖土部分的鏈刀位于機架的外側，返回部分的鏈刀位于機架的內部；機架的前端面設有鏈刀運行的軌道，前端面的兩角部外側設有鏈刀運行的弧形軌道，利用鏈式挖掘裝置尾部錯開排列形成的空間，使機架前部的各結構件連接成一個整體，除鏈刀外鏈式挖掘裝置的運動部件均安裝在機架內，除鏈刀的入口和出口外，機架前部的各室體均是與巖土隔離的腔體；施工時驅動裝置驅動鏈刀運行，機架前端的刀具挖掘全斷面巖土，并將已挖掘的巖土送至機架內的巖土輸送機的入口，巖土輸送機在機架內將巖土送至后方，機架的前端設有泥漿噴嘴。

隧道掘進機是利用鏈式挖掘裝置錯開排列形成的空間，使有運動部件的各腔室均有人行通道和維修操作空間。

鏈刀是在機架的腔體內進行更換的，以適應不同地質條件和維護需要。

本發明的優點：具有全斷面隧道掘進機具有一次開挖完成隧道的特色，而且利用鏈刀挖掘巖土，其制造工藝簡單、質量好、施工周期短、成本低。

附圖說明

圖1是由前段1和后段2組成的隧道掘進機的結構示意圖，也是由驅動裝置6-1和鏈輪6-2等組成傳動裝置6，也是由傳動裝置6和鏈刀7組成的鏈式挖掘裝置5的結構示意圖；

圖2是圖1的A向視圖，也是鏈式挖掘裝置5尾部錯開排列形成的空間，使前段機架3與后段2連接成一個整體的結構示意圖；

圖3是圖1的B向視圖，也是由15個鏈式挖掘裝置5組成的挖掘機4的結構示意圖；

圖4是前端機架3的泥漿噴嘴3-1的機構示意圖；

圖5是除鏈刀7的入口和出口外，機架3前部的各室體均是與巖土隔離的腔體的結構示意圖；也是利用鏈式挖掘裝置5錯開排列形成的空間，使有運動部件的各腔室均有人行通道和維修操作空間的機構示意圖,也是由縱向巖土輸送機8-1和橫向巖土輸送機8-2組成的巖土輸送機8的結構示意圖；

圖6是鏈刀7的結構示意圖，(a)是鏈條7-1和刀具7-2的結構示意圖，也是由A十字節7-1-1和B十字節7-1-2組成的鏈條7-1的十字節的結構示意圖；也是鏈條7-1實現空間彎曲的結構示意圖。(b)是鏈刀由繩索7-1B和刀具7-2B組成的結構示意圖；也是繩索7-1B和刀具7-2B的結構示意圖；

圖7是隧道掘進機的鏈刀軌道的結構示意圖，軌道的類型包括A、B、C1、C2和D 共5種，其中A是平面型，B是凸型，C1、C2是凹型；

圖8是D為縱向多排軌道錯開成錐型的結構示意圖；

圖9是隧道掘進機的D型軌道和多排鏈刀的結構示意圖；

圖中的1是由隧道掘進機的前段機架3和挖掘機4組成的前段；2是隧道掘進機的后段；3是隧道掘進機的前段機架；3-1是前端機架3的泥漿噴嘴；4是由若干個鏈式挖掘裝置5組成的挖掘機；5是由傳動裝置和鏈刀7組成的鏈式挖掘裝置；6是由驅動裝置6-1和鏈輪6-2等組成的傳動裝置；6-1是傳動裝置6的驅動裝置；6-2是傳動裝置6的鏈輪；7是挖掘巖土的鏈刀，由鏈條7-1和刀具7-2組成；7-1是組成鏈刀7的鏈條，包括履帶、繩索和柔性帶；7-1-1是組成鏈條十字節的A十字節；7-1-2是組成鏈條十字節的B十字節；7-1B是組成鏈刀4的鋼索；7-2是固定在鏈條7-1上的挖掘巖土的刀具；7-2B是固定在鋼索7-1B上的挖掘巖土的刀具；8是巖土輸送機；8-1是縱向巖土輸送機；8-2是橫向巖土輸送機。

具體實施方式

一種隧道掘進機包括前段和后段，前段機架與后段框架相連，機架和框架的外輪廓線與隧道外輪廓線相同，前段由機架和挖掘機組成，挖掘機由若干個鏈式挖掘裝置組成，若干個鏈式挖掘裝置并列成一排，在掘進方向鏈式挖掘裝置的尾部錯開排列，若干個鏈式挖掘裝置在掘進方向的投影面與機架的截面相同；鏈式挖掘裝置由傳動裝置和鏈刀組成，傳動裝置由驅動裝置和鏈輪等組成，鏈刀由鏈條和固定于鏈條上的刀具組成；挖掘巖土部分的鏈刀位于機架的外側，返回部分的鏈刀位于機架的內部；機架的前端面設有鏈刀運行的軌道，前端面的兩角部外側設有鏈刀運行的弧形軌道，利用鏈式挖掘裝置尾部錯開排列形成的空間，使機架前部的各結構件連接成一個整體，除鏈刀外鏈式挖掘裝置的運動部件均安裝在機架內，除鏈刀的入口和出口外，機架前部的各室體均是與巖土隔離的腔體；施工時驅動裝置驅動鏈刀運行，機架前端的刀具挖掘全斷面巖土，并將已挖掘的巖土送至機架內的巖土輸送機的入口，巖土輸送機在機架內將巖土送至后方，機架的前端設有泥漿噴嘴。

所述的隧道掘進機是利用鏈式挖掘裝置錯開排列形成的空間，使有運動部件的各腔室均有人行通道和維修操作空間。

所述的鏈刀是在機架的腔體內進行更換的，以適應不同地質條件和維護需要。

所述的鏈刀為多排鏈刀，多排鏈刀根據需要進行同時挖掘或分別挖掘。

所述的多排鏈刀在挖掘面布置成錐形。

所述的機架前端有若干個孔蓋，遇特殊狀況（如孤石），操作人員打開孔蓋進行特殊處理。

所述的隧道掘進機是用于頂管法施工的隧道掘進機。

所述的隧道掘進機是用于盾構法施工的隧道掘進機。

所述的組成鏈刀的鏈條是廣義的鏈條，包括履帶、繩索和柔性帶。

下面結合附圖進一步描述本發明：

如圖1 和圖6所示，隧道掘進機是包括前段1和后段2，前段機架與后段框架相連，機架和框架的外輪廓線與隧道外輪廓線相同，前段1由機架3和挖掘機4組成，挖掘機4由若干個鏈式挖掘裝置5組成，若干個鏈式挖掘裝置5并列成一排，在掘進方向鏈式挖掘裝置5的尾部錯開排列，若干個鏈式挖掘裝置5在掘進方向的投影面與機架3的截面相同；鏈式挖掘裝置5由傳動裝置6和鏈刀7組成，傳動裝置6由驅動裝置6-1和鏈輪6-2等組成，鏈刀7由鏈條7-1和固定于鏈條上的刀具7-2組成。

如圖2～圖5所示，挖掘巖土部分的鏈刀7位于機架3的外側，返回部分的鏈刀7位于機架3的內部；機架3的前端面設有鏈刀運行的軌道，前端面的兩角部外側設有鏈刀7運行的弧形軌道，利用鏈式挖掘裝置5尾部錯開排列形成的空間，使機架前部的各結構件連接成一個整體，而且運動部件的各腔室均有人行通道和維修操作空間，除鏈刀7外鏈式挖掘裝置的運動部件均安裝在機架3內，除鏈刀的入口和出口外，機架前部的各室體均是與巖土隔離的腔體；施工時驅動裝置6驅動鏈條7帶動刀具7-2運行，機架3前端的刀具7-2挖掘全斷面巖土，并將已挖掘的巖土送至機架3內的巖土輸送機8的入口，巖土輸送機8在機架內將巖土送至后方，機架3的前端設有泥漿噴嘴3-1。