[发明专利]一种中心超前勘探式硬岩掘进机

说明书

本发明公开了一种中心超前勘探式硬岩掘进机，解决了现有技术中TBM刀盘无法超前开挖、超前勘探、中心滚刀易损坏的问题。本发明包括设置在护盾前部的刀盘本体，所述刀盘本体的中心处设有内环筒，内环筒内贯穿有勘探钻机，刀盘本体的前面板上设有刀具，刀盘本体的外边缘设有出渣口，出渣口与出渣系统相对应，内环筒的外边缘设有中心环形刮刀。本发明采用勘探钻机取代中心滚刀，通过中心勘探钻机超前掘进和勘探，保障TBM安全、高效掘进；勘探钻机的超前开挖距离可调，以适用于不同地质环境，配合中心环形刮刀和滚刀，实现多状态开挖，提高TBM刀盘开挖的灵活性，具有较高的推广价值。

技术领域

本发明涉及掘进机技术领域，特别是指一种中心超前勘探式硬岩掘进机。

背景技术

硬岩隧道掘进机（TBM）广泛运用于当前隧道工程，其主要依靠刀盘旋转带动盘形滚刀滚压岩石实现掘进作业。盘形滚刀依据安装位置不同分为中心滚刀、正滚刀和边缘滚刀。中心滚刀安装半径较小，其侧向滑移作用明显，中心滚刀易于异常损坏。同时TBM隧道施工环境极其恶劣，尤其是在深埋长隧环境下，难以对前方地质情况进行准确地超前勘探，由于高地应力、软弱围岩大变形等不良地质，采用TBM施工面临TBM卡机、岩爆等工程挑战，严重影响施工安全和效率。

现有的申请号为201910156417.X、专利名称为一种超前掘进释放地质应力的双刀盘TBM是通过二级刀盘进行超前掘进，但是其不适用于小直径隧道开挖，无法进行超前勘探，且超前开挖距离固定，中心区域仍采用传统滚刀破岩方式。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种中心超前勘探式硬岩掘进机，解决了现有技术中TBM刀盘无法超前开挖、超前勘探、中心滚刀易损坏的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种中心超前勘探式硬岩掘进机，包括设置在护盾前部的刀盘本体，所述刀盘本体的中心处设有内环筒，内环筒内贯穿有勘探钻机，刀盘本体的前面板上设有刀具，刀盘本体的外边缘设有出渣口，出渣口与出渣系统相对应，内环筒的外边缘设有中心环形刮刀。

所述刀具为滚刀，滚刀刀刃的设置方向与刀盘本体转动方向相同。

所述刀盘本体的中心处设有通孔，内环筒固定设置在通孔内，且内环筒的中心轴线与刀盘本体的中心轴线重合。

所述勘探钻机包括钻头和壳体，壳体的一端与钻头相连接、另一端通过伸缩件与刀盘本体或与设置在护盾内的主梁相连接，钻头与设置在壳体内的动力机构相连接。

所述壳体为锥形壳体，锥形壳体的大头端与钻头相连接，锥形壳体内设有监测系统，监测系统与TBM的主控室相连接。

所述勘探钻机超前开挖距离为1~10m。

本发明采用勘探钻机进行超前开挖，进而提前释放了岩石应力，避免了卡机、岩爆等风险，同时对前方地质情况进行超前探测，提前采取处理措施。随后勘探钻机收回至刀盘本体内部，中空式的刀盘本体转动通过滚刀进行破岩。由于超前开挖提供了破岩临空面，刀盘开挖效率提升。同时，刀盘内环筒边缘中心环形刮刀随着刀盘转动，对临近岩石其辅助破坏作用，提升刀盘破岩能力。本发明采用勘探钻机取代中心滚刀，通过中心勘探钻机超前掘进和勘探，保障TBM安全、高效掘进；勘探钻机的超前开挖距离可调，以适用于不同地质环境，配合中心环形刮刀和滚刀，实现多状态开挖，提高TBM刀盘开挖的灵活性，具有较高的推广价值。

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为本发明勘探钻机伸出状态示意图。

图2为本发明刀盘主视示意图。

图3为本发明勘探钻机收回状态示意图。