[发明专利]压打复合破岩盾构机

说明书

本发明公开了一种压打复合破岩盾构机，解决了现有隧道掘进技术在填海、孤石、软硬不均等硬岩松散地质条件中破岩困难的技术问题。本发明包括刀盘及设置在刀盘上的滚刀，所述刀盘上设置有与滚刀协同破岩的冲击器。采用冲击器与滚刀相配合的方式，既有回转切削力，又有冲击力，滚刀在挤压岩石时，滚刀和岩石接触点附近区域会产生应力场，冲击器冲击岩石，振动波在岩石内部传播，冲击器冲击岩石的位置在滚刀挤压产生的应力场范围内，冲击器打压岩石的振动波会和应力场相互作用，产生很好的破岩效果。

技术领域

本发明涉及盾构机破岩技术领域，特别是指一种压打复合破岩盾构机。

背景技术

目前的隧道掘进机分为硬岩隧道掘进机、土压平衡盾构机、泥水平衡盾构机、双模盾构机等。现有的硬岩隧道掘进机、土压平衡盾构机、泥水平衡盾构机在地质适应方面适应地层地质特点单一。双模盾构机在遇到地层变化时可以在两个模式下切换，但针对于填海地层、含孤石地质条件，地层中的岩石处于松动状态，当滚刀接触岩石时，处于松动状态的岩石很难被滚刀破碎；在地层地质条件变化的过程中大部分掌子面情况为上下软硬不均地层，在这样的地质条件下破岩，现有盾构机刀盘受到很大的偏载，损坏刀盘结构。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种压打复合破岩盾构机，解决了现有隧道掘进技术在填海、孤石、软硬不均等硬岩松散地质条件中破岩困难的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种压打复合破岩盾构机，包括刀盘及设置在刀盘上的滚刀，所述刀盘上设置有与滚刀协同破岩的冲击器。采用冲击器与滚刀相配合的方式，既有回转切削力，又有冲击力，滚刀在挤压岩石时，滚刀和岩石接触点附近区域会产生应力场，冲击器冲击岩石，振动波在岩石内部传播，冲击器冲击岩石的位置在滚刀挤压产生的应力场范围内，冲击器打压岩石的振动波会和应力场相互作用，产生很好的破岩效果。

进一步地，所述冲击器为气动冲击器或液动冲击器。通常气动冲击器直接与硬质合金柱齿钻头连接以冲击方式碎岩，气动冲击器适合在卵砾石及硬岩层中应用，配置特殊结构的钻头也可在软土层中使用，在本发明中气动冲击器配合滚刀可以在软硬不均的地层中进行良好可靠的掘进。气动冲击钻的钻速一般大大高于液动冲击器钻进，但需要配备能力较大的空气压缩机，燃料消耗较大，有噪音、粉尘污染。液动冲击器以钻探冲洗液为动力介质，利用高压液流能量及动态水击能量产生连续冲击载荷的孔底动力机具，将液动冲击钻设置在盾构机的刀盘上，随着刀盘的旋转，在回转钻进的同时将连续的冲击载荷传递到取心钻头上，使钻头以回转切削和冲击两种方式联合破碎岩石，特别适合在坚硬、破碎岩层以及中等硬度的粗粒不均质岩层中应用。

进一步地，所述冲击器通过螺栓栓接设置在每个滚刀刀箱的一侧，将冲击器通过螺栓设置在刀盘上，便于安装和拆卸更换；将冲击器设置在滚刀刀箱的一侧，便于刀盘上开设滚刀的预留孔和冲击器的预留孔。

进一步地，所述冲击器的冲击点位于两个滚刀的切削轨迹之间，可以保证冲击器位于滚刀挤压岩石产生的应力场范围内，又能避免设置过多的冲击器，在控制生产成本的同时，又能够保证可靠的掘进效果。

本发明结构简单，破岩效果可靠，针对于填海、孤石、软硬不均等硬岩松散地质条件的盾构机，滚刀开挖与冲击破岩组合，实现松散硬岩的快速机械开挖。采用冲击器与滚刀相配合的方式，既有回转切削力，又有冲击力，滚刀在挤压岩石时，滚刀和岩石接触点附近区域会产生应力场，冲击器冲击岩石，振动波在岩石内部传播，冲击器冲击岩石的位置在滚刀挤压产生的应力场范围内，冲击器打压岩石的振动波会和应力场相互作用，产生很好的破岩效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；