[发明专利]用于隧道施工的悬臂式掘进机及隧道施工方法

权利要求书

1.一种用于隧道施工的悬臂式掘进机，包括机动本体、以可伸缩和/或可摆动方式连接于所述机动本体的悬臂、以可旋转方式安装在所述悬臂的自由端的铣挖头、以及喷水除尘装置，其特征在于：

所述喷水除尘装置包括围绕所述悬臂且邻近所述铣挖头设置的若干个喷嘴，所述若干个喷嘴在周向方向上非均匀分布，当铣挖隧道过程中所述铣挖头的旋转方向设置为顺时针时，所述若干个喷嘴在所述铣挖头的右下方的分布密度高于其余区域，当铣挖隧道过程中所述铣挖头的旋转方向设置为逆时针时，所述若干个喷嘴在所述铣挖头的左下方的分布密度高于其余区域，以及

所述悬臂式掘进机在铣挖所述隧道的断面时，将所述断面在横向方向上设定为至少二个分部，并在每个分部中，在竖向方向上设定为至少二个条块；在进行铣挖时，所述铣挖头选择从其中一个分部的一个条块开始铣挖，完成后换另一条块，当所选分部的所有条块铣挖完成后，移至另一分部开始铣挖，直至所有分部铣挖完成，并且，在铣挖每个分部的每个条块时，当所述若干个喷嘴在所述铣挖头的右下方的分布密度设定为高于其余区域时，所述悬臂带动所述铣挖头的移动方向设定为从左到右，而当所述若干个喷嘴在所述铣挖头的左下方的分布密度设定为高于其余区域时，所述悬臂带动所述铣挖头的移动方向设定为从右到左。

2.如权利要求1所述的用于隧道施工的悬臂式掘进机，其特征在于，所述喷水除尘装置连接至高压水泵以便为所述若干个喷嘴提供高压、大流量水流。

3.如权利要求1所述的用于隧道施工的悬臂式掘进机，其特征在于，所述悬臂式掘进机进一步包括设置在所述悬臂上的用于防止岩渣进溅至所述机动本体的防护网。

4.如权利要求1所述的用于隧道施工的悬臂式掘进机，其特征在于，所述悬臂式掘进机进一步包括吸尘装置，所述吸尘装置包括通过风管依次连接的收集头、风机以及集尘箱，其中，所述收集头布置在所述铣挖头与所述悬臂相连位置的下方。

5.如权利要求4所述的用于隧道施工的悬臂式掘进机，其特征在于，所述收集头悬挂在所述悬臂上以便与所述悬臂和所述铣挖头同步移动。

6.如权利要求1所述的用于隧道施工的悬臂式掘进机，其特征在于，所述悬臂式掘进机进一步包括电控单元，所述电控单元根据预先设定的程序自动控制所述悬臂式掘进机的操作。

7.如权利要求6所述的用于隧道施工的悬臂式掘进机，其特征在于，所述电控单元设定为当铣挖速度或效率降低时控制所述铣挖头游离工作面，等速度回升后再控制所述铣挖头抵近工作面继续铣挖。

8.如权利要求1所述的用于隧道施工的悬臂式掘进机，其特征在于，所述防护网设定为高0.8～1.5米而宽1～3米。

9.如权利要求8所述的用于隧道施工的悬臂式掘进机，其特征在于，所述防护网设置在所述悬臂的从连接所述铣挖头的所述自由端开始的三分之二长度位置处。

10.一种采用如权利要求1-9中任一项所述的悬臂式掘进机的隧道施工方法，包括：

(1)、将待开挖的隧道由上到下设计分为控制爆破一区、机械切削区以及控制爆破二区；

(2)、使用悬臂式掘进机在所述隧道的掌子面开挖所述机械切削区，沿所述隧道的纵向方向掘进第一设定长度后停止掘进，后退所述悬臂式掘进机；

(3)、在所述掌子面，沿所述隧道的纵向方向在所述控制爆破一区钻出具有第二设定长度的若干个上部装药孔，在所述若干个上部装药孔内装药并控制爆破，在控制爆破所述控制爆破一区后清理所述隧道内的岩渣；

(4)、使用悬臂式掘进机继续开挖所述机械切削区，沿所述隧道的纵向方向掘进第一设定长度后停止掘进，后退所述悬臂式掘进机；

(5)、沿所述隧道的纵向方向继续在所述控制爆破一区钻出具有第二设定长度的若干个上部装药孔，在所述若干个上部装药孔内装药并控制爆破，在控制爆破所述控制爆破一区后清理所述隧道内的岩渣；

(6)、重复步骤(4)-(5)二次或二次以上，获得一段隧道中上部空间；

(7)、在所述掌子面，沿所述隧道的纵向方向在所述控制爆破二区钻出具有第三设定长度的若干个下部装药孔，在所述若干个下部装药孔内装药并控制爆破，在控制爆破所述控制爆破二区后清理所述隧道内的岩渣；

(8)、重复步骤(7)二次或二次以上，获得一段隧道下部空间；以及

(9)、重复步骤(1)-(8)，直到完成整条隧道。