[发明专利]隧道掘进装置和掘进机

说明书

本发明提供了一种隧道掘进装置和掘进机，隧道掘进装置包括：多个回转装置，回转装置铰接有截割装置；多个伸缩机构，分别与多个回转装置一一对应相连，回转装置被构设为活动件，用于带动截割装置相对于掘进机的机体沿前后方向运动，使多个截割装置之间产生前后位移差，以使多个截割装置能够进行多断面开挖。本发明所提供的隧道掘进装置操作上更加具有独立性，多个回转装置和截割装置独立工作，利用多个截割装置之间具有的前后位移差分别对多断面进行开挖，适用于台阶法开挖隧道，而不需要控制掘进机反复前进后退，施工工序少，从而提高了施工效率，并减少了对围岩的扰动，有利于保证破岩工作后的岩体稳定，减少安全隐患。

技术领域

本发明涉及一种掘进机工程机械领域，具体而言，尤其涉及一种隧道掘进装置和包括上述隧道掘进装置的掘进机。

背景技术

目前，现有的悬臂式掘进机多为单个悬臂，掘进施工时悬臂开挖结构贴紧掌子面，悬臂左右、上下摆动，从一侧到另一侧顺序切割岩石，开挖效率比较低下。为此提出了多悬臂式掘进机，可以实现多点开挖以提高掘进效率。但是上述掘进机针对的是隧道施工中的一个断面，对于进行围岩等级为IV级以下围岩的大跨度隧道的施工中仍然存在如下问题：

在施工中需要把断面分成上下若干部分，制定详细挖掘步骤，控制掘进机行走反复前进后退，进行局部挖掘，从而导致工序多、机械化程度低、劳动强度大；同时掘进中对围岩扰动次数多、支护困难、导致效率低下、成本高。如果不将断面分成上下若干部分，而采用全断面法施工，则容易导致围岩变形较大，初期支护难于及时施作，存在发生塌方冒顶的安全隐患。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种隧道掘进装置。

本发明的另一个目的在于提供一种上述隧道掘进装置的掘进机。

为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种隧道掘进装置，包括：多个回转装置，所述回转装置铰接有截割装置；多个伸缩机构，分别与多个所述回转装置一一对应相连，所述回转装置被构设为活动件，用于带动所述截割装置相对于所述掘进机的机体沿前后方向运动，使多个所述截割装置之间产生前后位移差，以使多个所述截割装置能够进行多断面开挖。

具体而言，本方案所提供的隧道掘进装置独立布置多个回转装置，独立控制设置在回转装置上的截割装置。每个所述回转装置分别与一个所述伸缩机构相连接，通过伸缩机构的伸缩运动来控制回转装置在前后方向上的运动，以使多个回转装置在隧道中的位置不同，有的回转装置在前面，有的回转装置在后面，由于多个回转装置之间具有前后位移差，使得与多个所述回转装置相连接的多个截割装置之间同样具有前后位移差。这样，可以使多个截割装置对不同的断面进行同时开挖，形成台阶面结构。本发明所提供的隧道掘进装置操作上更加具有独立性，在对于大跨度隧道进行施工时，将断面分成若干部分，由单台掘进机在进行隧道掘进，多个截割装置分别对局部断面进行开挖，利用多个截割装置之间具有的前后位移差，可以形成不同深度的断面，而不需要控制掘进机反复前进后退，对不同深度的断面进行开挖，从而提高了施工效率，且减少了对围岩的扰动，有利于破岩工作后的岩体稳定。

另外，显而易见的是，在掘进机的本体前后不移动的情况下，可以独立控制多个截割装置同时进行工作，在同一断面的不同位置同时掘进，一次开挖成型，实现全断面掘进，截割效率高，且截割范围大，成型效果好。通过对全断面掘进可以形成台阶面，有利于维持隧道中围岩的稳定性，减少安全隐患。通过在一台掘进机上设置可独立移动的回转装置，相当于使用多个掘进机进行同时施工的效果，有利于提高机械化程度，同时有利于减少成本。

另外，本发明提供的上述技术方案中的隧道掘进装置还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，所述伸缩机构包括沿水平方向前后延伸的滑移平台、伸缩油缸和与所述滑移平台滑动连接的连接架体；所述回转装置设置在所述连接架体上；所述伸缩油缸的两端分别与所述滑移平台和所述连接架体相连，用于驱动所述连接架体沿所述滑移平台的延伸方向往复运动。