[发明专利]一种隧道掘进方法及掘进机

权利要求书

1.一种隧道掘进方法，其特征在于：包括如下步骤： 

a）在需进行隧道掘进的开挖面上同时钻多个孔，各孔均匀分布在同一圆周内； 

b）在已钻好的孔旁沿其分布圆周继续同时钻与上一孔相切或相交的多个孔； 

c）重复如上步骤，直至上述孔覆盖整个孔的分布圆周，并在孔分布圆周中部形成岩土芯； 

d）碎裂岩土芯，取出碎石，完成一次掘进； 

e）在已挖掘出的隧道最里端的开挖面上，沿掘进方向重复上述a）至d），直至达到预定的掘进深度。 

2.根据权利要求1所述的隧道掘进方法，其特征在于：所述步骤a）和b）中，所述多个孔的钻进方向与隧道轴向的夹角为3-6度，多个孔形成的圆锥沿掘进方向截面逐渐增大。 

3.一种实施上述隧道掘进方法的掘进机，包括机架（1）、位于机架前端的钻孔装置（2）和钻孔推进装置（3），其特征在于：所述钻孔装置(2)包括可绕其自身轴线转动的圆盘（21）、绕周向均布于圆盘（21）上的多根钻杆（22）和设置于钻杆末端用于驱动钻杆旋转的液压马达（23），所述圆盘（21）可绕其自身轴线旋转调节，所述钻孔推进装置驱动钻杆沿钻杆轴向往复移动。 

4.根据权利要求3所述的掘进机，其特征在于：所述圆盘（21）由铰接于机架（1）和圆盘（21）之间的液压缸A（24）驱动旋转，所述液压缸A（24）伸长时，各钻杆的旋转轨迹构成一个完整的圆周。 

5.根据权利要求4所述的掘进机，其特征在于：所述钻杆（22）固定于滑座（27）上，所述圆盘设有摆臂A（25），所述摆臂A（25）顶部设有固定滑轨（28），所述滑座（27）在滑轨（28）上沿钻杆（22）轴线方向滑动。 

6.根据权利要求5所述的掘进机，其特征在于：所述各钻杆（22）与圆盘（21）中心线呈3-6度夹角，各钻杆形成的圆锥沿掘进方向截面逐渐增大。 

7.根据权利要求6所述的掘进机，其特征在于：所述钻孔推进装置（3）包括位于摆臂A（25）上的滑轮A（31）、位于滑座底部沿掘进方向前后布置的前滑轮B（34）与后滑轮C（35）、位于圆盘上且与圆盘同心的电动绞盘（32）和钢丝绳（33），所述钢丝绳（33）依次绕过滑轮A（31）、前滑轮B（34）、后滑轮C（35）和滑轮A（31）后，钢丝绳（33）两端交叉分别与电动绞盘（24）连接。 

8.根据权利要求7所述的掘进机，其特征在于：所述摆臂A（25）与圆盘（21）在滑轮A（31）的中心处铰接，所述摆臂A（25）由位于圆盘上的液压缸B（26）驱动绕滑轮A（31）的中心在圆盘平面内摆动。 

9.根据权利要求8所述的掘进机，其特征在于：还包括安装在机架上的行走机构（4），所述行走机构(4)包括与机架（1）连接的机架提升装置（5）和安装于机架提升装置上的行走轮(41)，所述机架提升装置包括平行四连杆机构（51）和用于驱动四连杆机构动作的液压缸C（52），平行四连杆机构（51）包括底部水平机架杆（511）和与机架（1）连接的顶部连杆（512），所述行走轮（41）安装于四连杆机构的底部水平机架杆（511）上。 

10.根据权利要求9所述的掘进机，其特征在于：所述行走机构（4）为两个，并沿机架（1）左右两侧对称布置。 

11.根据权利要求10所述的掘进机，其特征在于：所述机架（1）上沿左右两侧对称固定有套杆（12），所述平行四连杆机构的顶部连杆（512）以可绕其自身轴线自由旋转的方式套于套杆（12）外。 

12.根据权利要求11所述的掘进机，其特征在于：所述机架（1）两侧对称设有支撑装置（6），所述支撑装置（6）包括一端与机架铰接的摆臂B（61）和位于摆臂B另一端的支撑盘（62），所述摆臂B（61）由液压缸D（63）驱动摆动。 

13.根据权利要求12所述的掘进机，其特征在于：还包括位于机架上的液压劈裂机（7）。 

14.根据权利要求13所述的掘进机，其特征在于：所述机架为油缸式，所述圆盘设置在机架活塞杆（11）上。 

15.根据权利要求14所述的掘进机，其特征在于：所述机架活塞杆（11）、 绞盘（32）和圆盘（22）为中空，在中空空间内设有中心孔钻（8）。 

16.根据权利要求15所述的掘进机，其特征在于：所述机架（1）后端设有供给液压元件的液压站（9），所述掘进机的重心位于前后行走轮之间。