[实用新型]一种粒子冲击-机械联合、可开挖任意断面的隧道掘进机

说明书

本实用新型公开了一种粒子冲击‑机械联合、可开挖任意断面的隧道掘进机，解决的技术问题是现有隧道形状并非圆形时，采用传统的圆形掘进机开挖，势必增大了工程开挖量，造成施工成本的增加。本实用新型包括掘进机主机和与掘进机主机相配合的出渣系统，所述的掘进机主机上设有盾体，盾体上设有刀盘，所述的刀盘包括圆形的旋转刀盘和固定刀盘，固定刀盘设置在旋转刀盘外侧，固定刀盘上设有粒子喷嘴。本实用新型在传统圆形刀盘的外侧设置粒子喷嘴，粒子喷嘴最外侧的布置轨迹根据需要开挖的隧道形状进行设计，采用圆形刀盘开挖组合高速粒子冲击破岩修整的破岩方式实现任意断面隧道的开挖。

技术领域

本实用新型涉及掘进机领域，具体涉及一种粒子冲击-机械联合、可开挖任意断面的隧道掘进机。

背景技术

岩石隧道掘进机（TBM）是一种集机械、电子、液压、激光等技术于一体的大型隧道开挖装备，在山岭隧道及城市地铁工程建设中发挥着重要作用。目前该种掘进机主要利用刀盘的旋转进行破岩开挖，其开挖断面多为圆形，刀盘只能做轻微俯仰和摆动以调整掘进方向，但开挖面形状受限，难以适应于目前马蹄形、类矩形等多样性断面要求的隧道工程。虽然有少部分配合其他装置联合开挖可以完成矩形、马蹄形等异形断面的工程案例，但是这些异形断面全部应用于软土隧道开挖，在岩石隧道工程中的施工案例却鲜见报道。

目前在岩石隧道中，成形断面采用双圆形、类矩形、马蹄形等异形断面的公路、铁路等交通隧道工程越来越多，如果采用传统的圆形掘进机开挖，势必增大了工程开挖量，同时超挖的部分还需进行二次回填，不仅提高了工程成本、浪费了人力物力，而且延长了工期。因此，设计一种可满足不同开挖断面工程需求的新型硬岩掘进机迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有隧道形状并非圆形时，采用传统的圆形掘进机开挖，势必增大了工程开挖量，造成施工成本的增加，提供一种粒子冲击-机械联合、可开挖任意断面的隧道掘进机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：一种粒子冲击-机械联合、可开挖任意断面的隧道掘进机，包括掘进机主机和与掘进机主机相配合的出渣系统，所述的掘进机主机上设有盾体，盾体上设有刀盘，所述的刀盘包括圆形的旋转刀盘和固定刀盘，固定刀盘设置在旋转刀盘外侧，固定刀盘上设有粒子喷嘴。

所述的与粒子喷嘴相连设有粒子注入系统，所述的粒子注入系统包括高压泵和与高压泵相连的粒子发生罐，粒子喷嘴通过高压管路与高压泵相连通；所述的粒子发生罐设置在粒子喷嘴与高压泵之间。

所述的粒子喷嘴与高压泵之间的高压管路上设有回转接头；所述的高压泵与粒子发生罐之间设有增压器，增压器与高压泵之间还设有蓄能器。

与所述的出渣系统相配合设有粒子回收系统，所述的粒子回收系统包括一级皮带机、二级皮带机和筛选机，所述一级皮带机的一端设置在出渣系统落料口的下方、另一端通过磁性皮带伸至与筛选机进料口的上方；所述二级皮带机一端设置在筛选机下方、另一端伸出掘进机主机外侧；所述筛选机的出料口与粒子存储箱相连。

所述的出渣系统一端设置刀盘与掌子面之间的下部，另一端伸至一级皮带机上方。

所述的磁性皮带一端设有滚筒式电磁铁、另一端伸至筛选机进料口的上方。

所述的筛选机内设有筛网，筛网下方设有磁选机，与磁选机相连设有脱磁机，脱磁机的出料口与粒子存储箱相通。

所述的旋转刀盘和固定刀盘组合起来的外轮廓与隧道开挖面的外轮廓相同，固定刀盘上的粒子喷嘴布满固定刀盘。

所述的固定刀盘上设有吸能板，刀盘内部设有管路通道，伸出管路通道的高压管路上设有防护装置，所述的防护装置为包裹在高压管路上的钢板层。